El papel puede parecer un producto común y simple, pero su fabricación es en realidad más complicada de lo que la mayoría de los consumidores probablemente se dan cuenta. Una razón clave de esto es la química de la fabricación de papel. A través de una serie de reacciones y procesos físicos, los productos químicos utilizados en la industria del papel convierten las astillas de madera marrón en una hoja blanca brillante que puede sostener en la mano. Dos de las reacciones químicas clave involucradas son el blanqueamiento y el proceso Kraft.
Proceso Kraft
La madera es una mezcla compleja compuesta principalmente por un polímero llamado celulosa. Las fibras de celulosa de la madera están unidas por otro polímero llamado lignina. Los fabricantes de papel deben eliminar la lignina de la pulpa de madera. Para lograr esto, una de las principales reacciones químicas utilizadas en la industria es el proceso Kraft, en el cual la madera Los chips se combinan con una mezcla de hidróxido de sodio y sulfuro de sodio en agua a alta temperatura y presión. En estas condiciones altamente básicas, los iones sulfuro cargados negativamente reaccionan con la lignina. cadenas de polímero para descomponerlas en subunidades más pequeñas para que las fibras de celulosa se liberen para uso posterior.
Reacciones alternativas
Aunque la fabricación de pasta Kraft es, con mucho, el proceso más popular, algunos fabricantes utilizan otros métodos para eliminar la lignina. Una de esas alternativas es la pulpa de sulfito ácido, donde una mezcla de ácido sulfuroso y sodio, bisulfito de magnesio, calcio o amonio en agua disuelve la lignina para liberar la celulosa fibras. Al igual que con la fabricación de pasta Kraft, se requieren altas temperaturas y presiones. Otra alternativa más es el despulpado semquímico de sulfito neutro, en el que los chips se mezclan con una mezcla de sulfito de sodio y carbonato de sodio en agua y se cuecen. A diferencia de los demás, este proceso solo elimina una parte de la lignina, por lo que después de la pulpa, las astillas deben triturarse mecánicamente para eliminar parte del polímero restante.
Química Blanqueadora
Independientemente del proceso que elija un fabricante para la fabricación de pulpa, parte de la lignina aún permanece intacta y esta lignina restante generalmente le da a la pulpa un color marrón. Los fabricantes eliminan esta lignina residual y blanquean la pulpa mediante otro proceso químico llamado blanqueo. En este proceso, un agente oxidante, una sustancia química que oxida la lignina al agregarle átomos de oxígeno o eliminar electrones, se combina con la pulpa de madera para destruir la lignina restante. El blanqueo tiende a ser más selectivo que el despulpado; a diferencia del despulpado, que también destruye una pequeña fracción de la celulosa, el blanqueo elimina principalmente la lignina.
Productos químicos blanqueadores
Los productos químicos blanqueadores comunes incluyen cloro, dióxido de cloro, oxígeno, peróxido de hidrógeno, ozono e hipoclorito de sodio, el ingrediente activo de la lejía doméstica. Aunque el mecanismo de cada reacción es diferente, todos estos son agentes oxidantes que oxidarán la lignina en la pulpa. El cloro, el dióxido de cloro y el peróxido de hidrógeno son los más selectivos de estos agentes, lo que significa que tienen menos tendencia a reaccionar con la celulosa y otras partes deseables de la mezcla. Aparte de su capacidad para eliminar la lignina, el cloro, el dióxido de cloro y el hipoclorito de sodio también son superior en su capacidad para eliminar partículas de suciedad, que es otro factor importante para que los fabricantes considerar.
Otras reacciones
Una vez que se ha convertido en pulpa y blanqueada, la pulpa se alimenta a una serie de máquinas que la alterarán mediante procesos físicos en lugar de químicos para convertirla en una hoja. Dependiendo del tipo de propiedades que quieran que tenga su producto, los fabricantes emplean una amplia gama de otras reacciones químicas llamadas apresto, procesos de retención y resistencia en húmedo que imparten resistencia a la humedad, unen las fibras más pequeñas o alteran el producto para que sea menos probable que se deshaga cuando está húmedo. Normalmente, estos procesos involucran uno de una variedad de polímeros que se unirán a las fibras de celulosa en el producto terminado. Los procesos de resistencia en húmedo, por ejemplo, típicamente combinan las fibras de celulosa con resinas de poliamido-amina-epiclorhidrina que reaccionan con las fibras para reticularlas, por lo que son menos Es probable que se deshaga en el agua.