Papier lijkt een gebruikelijk en eenvoudig product, maar de productie ervan is eigenlijk gecompliceerder dan de meeste consumenten waarschijnlijk denken. Door middel van een reeks chemische reacties en fysieke processen veranderen papierfabrikanten bruine houtsnippers in een glanzend wit blad dat u in uw hand kunt houden. Twee van de belangrijkste chemische reacties die hierbij zijn betrokken, zijn bleken en het Kraft-proces.

Kraftproces

Hout is een complex mengsel dat voornamelijk bestaat uit een polymeer dat cellulose wordt genoemd. De cellulosevezels in hout worden samengebonden door een ander polymeer, lignine genaamd. Papierfabrikanten moeten de lignine uit de houtpulp verwijderen. De meest gebruikelijke benadering is het Kraft-proces, waarbij houtsnippers worden gecombineerd met een mengsel van natriumhydroxide en natriumsulfide in water bij hoge temperatuur en druk. Onder deze uiterst basale omstandigheden reageren de negatief geladen sulfide-ionen met de lignine-polymeerketens om ze in kleinere subeenheden te splitsen, zodat de cellulosevezels voor verder gebruik worden vrijgegeven.

Alternatieve reacties

Hoewel Kraft-verpulping is verreweg het meest populaire proces, sommige fabrikanten gebruiken andere benaderingen voor het verwijderen van lignine. Een dergelijk alternatief is zuursulfietpulping, waarbij een mengsel van zwavelig zuur en hetzij natrium, magnesium, calcium of ammoniumbisulfiet in water de lignine oplost om de cellulosevezels vrij te maken. Net als bij Kraft-verpulvering zijn hoge temperaturen en drukken vereist. Nog een ander alternatief is neutrale sulfiet semichemische pulping, waarbij de chips worden gemengd met een mengsel van natriumsulfiet en natriumcarbonaat in water en gekookt. In tegenstelling tot de anderen, verwijdert dit proces alleen een deel van de lignine, dus na het verpulpen moeten de spaanders mechanisch worden versnipperd om een ​​deel van het overgebleven polymeer te verwijderen.

Bleaching Chemistry

Het maakt niet uit welk proces een fabrikant kiest voor pulpen, een deel van de lignine is nog steeds intact, en deze resterende lignine geeft het pulp in het algemeen een bruine kleur. Fabrikanten verwijderen deze resterende lignine en keren de pulp wit door een ander chemisch proces genaamd bleken. In dit proces wordt een oxidatiemiddel - een chemische stof die lignine oxideert door ofwel zuurstofatomen eraan toe te voegen of elektronen te verwijderen - gecombineerd met de houtpulp om de resterende lignine te vernietigen. Bleken heeft de neiging selectiever te zijn dan pulpen; in tegenstelling tot pulping, dat ook een klein deel van de cellulose vernietigt, elimineert bleken primair lignine.

Bleken van chemicaliën

Gemeenschappelijke bleekchemicaliën zijn chloor, chloordioxide, zuurstof, waterstofperoxide, ozon en natriumhypochloriet , het actieve ingrediënt in bleekmiddel voor huishoudelijk gebruik. Hoewel het mechanisme van elke reactie anders is, zijn dit allemaal oxidatiemiddelen die de lignine in de pulp zullen oxideren. Chloor, chloordioxide en waterstofperoxide zijn de meest selectieve van deze middelen, wat betekent dat ze minder geneigd zijn om te reageren met cellulose en andere gewenste delen van het mengsel. Afgezien van hun vermogen om lignine te verwijderen, zijn chloor, chloordioxide en natriumhypochloriet ook superieur in hun vermogen om vuildeeltjes te verwijderen, wat een andere belangrijke factor is voor fabrikanten om te overwegen.

Andere reacties van

Als het pulp eenmaal is verpulverd en gebleekt, wordt het in een reeks machines gevoerd die het via fysieke in plaats van chemische processen zullen veranderen om er een plaat van te maken. Afhankelijk van wat voor soort eigenschappen ze van hun product willen hebben, gebruiken fabrikanten een diverse reeks andere chemische reacties, zoals sizing-, retentie- en natsterkteprocessen die vochtbestendigheid verlenen, de kleinere vezels binden of het product wijzigen, waardoor het minder waarschijnlijk is dat valt uit elkaar als het nat is. Typisch omvatten deze werkwijzen één van een verscheidenheid aan polymeren die zullen binden aan de cellulosevezels in het afgewerkte product. Natsterkte processen combineren bijvoorbeeld typisch de cellulosevezels met polyamido-amine-epichloorhydrineharsen die reageren met de vezels om ze te verknopen, zodat ze minder snel uit elkaar vallen.