Nanotecnologia in carta
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Sappiamo che la carta è il substrato più comunemente usato nella stampa e la sua qualità è la migliore incarnazione della qualità di stampa. Poiché le fibre di alberi, bambù, canapa e altre fibre utilizzate nella carta tradizionale sono relativamente spesse, e le particelle di vernici (come il carbonato di calcio, ecc.) E i riempitivi (come il caolino) sono grandi, ci sono alcune proprietà come gomma e altri ingredienti che non sono buoni. Il motivo è che ci sono alcuni difetti nella carta tradizionale. Ad esempio, la carta comune presenta gli svantaggi di aver paura dell'acqua e della paura dell'umidità. Sebbene la carta per stampa offset e la carta per copia elettrostatica abbiano funzioni come impermeabilità e impermeabilità, la scrittura è scomoda e alcune proprietà speciali non possono essere ottenute. Realizzazione e così via, influenzando così la qualità del cristallo stampato. Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo della scienza dei nanomateriali, la nanotecnologia è diventata sempre più diffusa nell'industria cartaria e sono emersi nuovi risultati. In relazione a cellulosa e carta, la nanochimica e i nanomateriali, che promuovono lo sviluppo dell'industria cartaria e migliorano la qualità degli stampati.
Secondo lo stato attuale della tecnica e l'applicazione pratica della carta, la fibra di legno può essere elaborata solo fino al livello di micron (100-1000 nm). Poiché il diametro della cella del legno è relativamente grossolano, la nanotecnologia del legno può modificare la struttura cellulare del legno e controllare la crescita delle cellule. È possibile modificare le caratteristiche del legno. Per la maggior parte dei legni, quando la fibra viene trasformata al livello del micron, le cellule delle cellule del legno si rompono completamente e il liquido viscoso nella cella può facilmente defluire. Dopo la macerazione meccanica, non è più necessario estrarre chimicamente liquidi dannosi e separare le fibre nel tubo cellulare. Se il legno viene lavorato a livello nanometrico, la struttura cellulare originale del legno sarà distrutta, la struttura fibrosa del tessuto cambierà e la cellulosa e le semi-fibre saranno cambiate. La lignina e la lignina possono essere separate meccanicamente durante la lavorazione, il che può aumentare notevolmente il tasso di macerazione e ridurre l'inquinamento ambientale dell'industria della pasta e della carta. Inoltre, dalle specifiche minime generali dei componenti della fabbricazione della carta, oltre alla maggiore larghezza della fibra, le particelle di riempimento sono generalmente nell'intervallo di 0,1-10 micron, e le restanti microfibre, materiali fini non fibrosi, solubili i polimeri, ecc. sono tutti meno di 1 - 2 micron, il tutto è in uno stato colloidale, e l'azione superficiale e l'interazione colloidale tra di essi sono importanti, quindi la chimica dell'umido di carta è anche una sorta di chimica colloidale e superficiale. Poiché molti componenti nella parte umida della fabbricazione della carta sono di struttura molto piccola, l'introduzione di nano-componenti con effetti speciali può svolgere il ruolo di nanotecnologia e migliorare l'effetto cartario. Ad esempio, nel moderno lotto di produzione di carta umida ad alta velocità, quando viene applicata una nuova generazione di silice colloidale anionica (cioè ACS) e un polimero cationico, è possibile produrre nanoparticelle di silice con una dimensione delle particelle di 3-5 μm in il sistema di dosaggio a umido. particella. Le particelle possono flocculare i componenti fini negli ingredienti attorno alle fibre, migliorando così la struttura della sospensione e riducendo la perdita di componenti fini, migliorando il funzionamento della macchina per carta e l'uniformità della carta e riducendo la quantità di additivi in il liquame. Effetto significativo.
Nei rivestimenti cartacei, l'applicazione del carbonato di nano-calcio ai rivestimenti in cartone bianco rivestito può effettivamente migliorare le prestazioni del cartone bianco. Lo stesso Nano-CaCO3 ha le caratteristiche di elevata bianchezza, ampia superficie, elevata attività superficiale, elevata resistenza e durezza. L'aggiunta di carbonato di nano-calcio è benefica per il miglioramento di diversi importanti indici di prestazione del rivestimento, come il valore IGT, l'assorbimento dell'inchiostro K & N, la levigatezza e simili. Tuttavia, la quantità di nano calcio aggiunto non è proporzionale al miglioramento delle prestazioni. Nella vernice con rivestimento di nano-calcio al 5% di carbonato, la viscosità è significativamente più alta rispetto a quando non viene aggiunta quando il pH e la temperatura sono simili. Tuttavia, il carbonato di nano-calcio ha scarso effetto sul bianco del rivestimento. Sembra essere contrario all'idea che l'alto grado di bianco del nano-CaCO3 possa migliorare il bianco.
Esistono diverse direzioni di sviluppo per migliorare la dispersione di nanoparticelle nella fase liquida: 1 selezionando un solvente o una soluzione adatti per aumentare il calore di bagnatura della polvere, in modo che la bagnatura esegua spontaneamente 2 macchine disperdenti efficienti in progettazione per rendere il volume efficace e aumentato efficienza energetica I3 seleziona un disperdente adatto per rendere le particelle primarie prodotte molto stabili e prevenire la rigonfiamento. Inoltre, l'aggiunta di ossidi a base di nano-silicio al rivestimento può raggiungere lo scopo di schermare i raggi ultravioletti e migliorare notevolmente le proprietà anti-invecchiamento del rivestimento. L'ossido di nano-silice (Slox) è una polvere bianca amorfa (indicata come agglomerato molle), che è un materiale non metallico inorganico non tossico, inodore, non inquinante. A causa dell'effetto di piccole dimensioni del nano-SiOX, provoca un effetto di inzuppatura, formando un denso "film di rivestimento nano" all'interfaccia del rivestimento, che migliora notevolmente la resistenza allo strofinamento del rivestimento e la proprietà autopulente del rivestimento superficie del film. Produce anche una buona affinità con il sistema di rivestimento per migliorare la stabilità delle sospensioni e la reologia del rivestimento. Allo stato attuale, l'uso della nanotecnologia nell'industria cartaria ha iniziato a entrare nella produzione pratica, che supererà alcuni dei difetti della carta comune e migliorerà le proprietà speciali della carta. Ad esempio, Henan Silver Pigeon e Huazhong Normal University Nanotechnology Research Institute hanno adottato la nanotecnologia più avanzata al mondo per preparare strati nanostrutturati su carta comune e sviluppato con successo un nuovo nanopunto impermeabile. Oltre a mantenere le funzioni originali di scrittura e copiatura della carta, la carta nano ha le speciali proprietà di super idrofobicità e resistenza all'umidità che non sono possedute da carta comune, maggiore resistenza della superficie di stampa e rapporto di espansione ridotto.
Inoltre, nel rapido sviluppo della scienza e della tecnologia, le persone avranno requisiti più elevati in termini di prestazioni e qualità della carta. Oltre alla tradizionale carta da stampa e da scrittura, aumenta anche la richiesta di carta con funzioni speciali. I nanomateriali, come additivo speciale per la produzione di carte speciali, stanno attirando sempre più attenzione. Attualmente, nell'industria cartaria, i nanomateriali vengono utilizzati principalmente per lo sviluppo di carte funzionali come acqua, antibatterico, antistatico, anti-invecchiamento e aromatizzante, ritardanti di fiamma, scolorimento, ecc. E alcuni prodotti sono disponibili.
1. Nano-carta con funzione antibatterica
Molti agenti antibatterici organici presentano gli svantaggi di scarsa resistenza al calore, volatilità, facile decomposizione e sostanze nocive e scarse prestazioni di sicurezza. A tal fine, le persone sviluppano attivamente la ricerca e lo sviluppo di agenti antibatterici inorganici, e l'uso della tecnologia ultra-fine per produrre agenti antibatterici inorganici sub-micron e nano-scala, può ben risolvere le carenze di agenti antibatterici organici. Miscelando l'agente antibatterico nano-inorganico nel fango cartario e nella soluzione di dimensionamento superficiale, la carta può essere industrializzata antibatterica, come tessuto non tessuto in fibra composita antibatterica fisica, carta da imballaggio per alimenti medicali e carta per uso domestico di alta qualità.
2. C'è antistatico. Carta nano resistente all'usura
Nel confezionamento diversificato di prodotti industriali, in particolare strumentazione di alta precisione, materiali in acciaio inossidabile con elevate esigenze di finitura e materiali di imballaggio per vari materiali in lega, non è richiesta solo la carta impermeabile, resistente all'olio e alla ruggine, ma anche richiesta . Ha le caratteristiche di alta resistenza, resistenza all'abrasione, antistatico e anti-invecchiamento, ed è difficile per la carta comune avere queste caratteristiche allo stesso tempo. Tuttavia, se lo 0,1% -0,3% di biossido di titanio nanometrico, ossido di cromo, ossido di zinco, ossido di ferro, diossido di stagno, ecc. Vengono mescolati nella pasta di carta, la carta speciale può avere Eccellente resistenza all'usura, resistenza all'acqua, resistenza alla corrosione, ecc ., e produce anche buone prestazioni di schermatura elettrostatica, riducendo notevolmente il suo effetto elettrostatico, che può migliorare notevolmente il fattore di sicurezza dei prodotti di imballaggio.
3. Carta nana colorante
I coloranti utilizzati per la colorazione della carta possono essere suddivisi in due categorie principali di coloranti e pigmenti. I pigmenti per la tintura sono per lo più pigmenti inorganici naturali e alcuni sono sintetizzati organicamente. Il pigmento è insolubile in acqua, non ha affinità con la fibra e le prestazioni di tintura non sono buone come quelle del colorante, ma il pigmento ha una forte resistenza alla luce e una forte resistenza alle sostanze chimiche come acido e alcali. Sebbene il colorante sia facile da colorare, è facilmente idrolizzato, ha una grande perdita nella parte umida, è altamente inquinante, ha scarsa solidità del colore alla carta e non è resistente alle sostanze chimiche come acido e alcali. Se si utilizzano pigmenti su scala nanometrica, è possibile risolvere la solidità del colore della carta colorata. Recenti studi hanno rilevato che l'aggiunta di biossido di nano-titanio, giallo cromo, ossido di ferro rosso e altre polveri a fibre chimiche può proteggere l'irradiazione eccessiva della luce ultravioletta. Usando il design di simulazione al computer, si scopre che quando la dimensione delle particelle di particelle di biossido di titanio è di 50-120 lm, l'effetto di assorbimento dell'ultravioletto è il migliore. Le particelle di polvere di schermatura di questa gamma di dimensioni delle particelle possono essere aggiunte alla fibra per produrre carta bianca opaca ad alta resistenza alla luce. E carta colorata brillante, e può raggiungere l'effetto anti-ultravioletto.
4. Carta nano in fibra organica
L'industria cartaria utilizza principalmente fibra vegetale come materia prima e ora utilizza anche composti inorganici per produrre carta speciale. Poiché questi materiali inorganici vengono lavorati per avere un'eccellente stabilità dimensionale, resistenza al calore, resistenza chimica, proprietà ignifughe e isolamento elettrico, queste proprietà sono ineguagliate dalle fibre vegetali. La fibra inorganica in fibra di vetro rappresentativa, poiché non può sopportare il battito, non ha il legame tra le fibre di vetro e il foglio copiato è molto fragile, ma se il diametro del filamento di vetro è controllato sotto 100 nm, allora può essere risolto. Il fenomeno che la fibra di carta è difficile da formare a causa della piccola espansione e contrazione dei filamenti di vetro è vantaggioso per le fibre intrecciate.
5. Carta nano aromatizzata a colori
Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, gli standard di vita delle persone sono stati continuamente migliorati e i requisiti di qualità per la carta sono diventati sempre più alti. Al giorno d'oggi, sono stati sviluppati e prodotti una serie di carte come carte da stampa offset e carte da lettere di vari tipi di fragranze e vari colori. Questa carta profumata non è solo morbida e delicata, ma ha anche una delicata fragranza. L'applicazione della nanotecnologia allo sviluppo di carta aromatizzata migliorerà notevolmente la qualità e la stampabilità della carta aromatizzata e l'immagine del cristallo stampato di alta qualità stampato sarà più delicata e realistica. L'uso di carta profumata a colori per libri stampati, libri di scuola primaria e secondaria, quaderni, quaderni e libri per bambini, ecc., Le persone non saranno abbaglianti a causa dell'alto candore della carta durante la lettura, riducendo così la fatica di lunghi lettura Ha un certo effetto sulla protezione della vista e sulla prevenzione della miopia. Pertanto, questo tipo di carta aromatizzata è stata ben accolta dagli utenti sin dal suo lancio.
6. Carta Nano ignifuga
È la carta che può fermare l'incendio del fuoco. Per questo, non importa quanta potenza di fuoco, non causerà bruciore. È la nemesi di ogni tipo di fuoco. Può solo bruciare, e spesso i vestiti delle persone che si occupano del fuoco spesso, per impedire che i vestiti brucino. Ha un effetto ritardante di fiamma. Inoltre, la carta antifiamma viene applicata al trasformatore di tipo secco, che è sicuro, non tossico e resistente al carbonio, ma non prende fuoco. Dopo l'uso della carta, può essere utilizzata come carta da macero e nessuna sostanza nociva viene rilasciata in condizioni di degrado naturale. La carta ignifuga può essere generalmente utilizzata per fuochi d'artificio, fuochi d'artificio, cannoni colorati, giocattoli di Natale, cucine turistiche e simili. È un prodotto verde ideale nei prodotti delle vacanze di oggi. È stato persino suggerito che l'uso di questa carta per fabbricare i vigili del fuoco abbia un effetto speciale. Sviluppo e ricerca di prodotti di carta speciali ad alte prestazioni come la carta che cambia colore e la carta di conservazione dell'energia. Inoltre, grazie alla sua eccellente attività chimica, i nanomateriali hanno vaste prospettive di applicazione nella produzione di cristalli chimici per la fabbricazione della carta e nel trattamento delle acque reflue. Oltre alla sua applicazione su carta, la nanotecnologia attualmente ha molti usi nell'industria dell'imballaggio e della stampa, come nano-adesivi e sigillanti in imballaggio e stampa, materiali nano-magnetici, materiali di confezionamento nano-substrato, nano-catalizzatori e agenti di depurazione dell'acqua . , materiali nano luminescenti e stampa anti-contraffazione e così via. In breve, la nanotecnologia, come ricerca e sviluppo high-tech negli ultimi anni, sarà applicata nel campo della stampa e in altri campi e continuerà a svilupparsi in profondità e ampiezza.
Sebbene nanomateriali e nanocompositi abbiano buone prestazioni e ampie applicazioni nel campo cartario, la ricerca e lo sviluppo di nanomateriali non è ancora maturo, e ci sono ancora alcuni problemi che devono essere ulteriormente risolti, come la frantumazione, l'agglomerazione, la tecnologia di dispersione, ecc. Non abbastanza ideali, devono essere ulteriormente migliorati, per il test delle prestazioni dei nano-prodotti, gli standard dei prodotti devono ancora essere ulteriormente migliorati. Tuttavia, si può prevedere che con l'aumentare del costo di produzione delle nanoparticelle e l'aumento della varietà di nanoparticelle funzionali, le nanotecnologie giocheranno un ruolo maggiore nel campo della stampa e nell'industria cartaria, portando vitalità e vitalità illimitate alla stampa e alle industrie correlate.