कागज के निर्माण में प्रयुक्त होने वाली कुछ रासायनिक अभिक्रियाएँ क्या हैं?

कागज एक सामान्य और सरल उत्पाद की तरह लग सकता है, लेकिन इसका निर्माण वास्तव में अधिकांश उपभोक्ताओं की तुलना में अधिक जटिल है जो शायद महसूस करते हैं। इसका एक प्रमुख कारण पेपरमेकिंग की केमिस्ट्री है। प्रतिक्रियाओं और भौतिक प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से, कागज उद्योग में उपयोग किए जाने वाले रसायन भूरे रंग की लकड़ी के चिप्स को एक चमकदार सफेद चादर में बदल देते हैं जिसे आप अपने हाथ में पकड़ सकते हैं। इसमें शामिल दो प्रमुख रासायनिक प्रतिक्रियाएं विरंजन और क्राफ्ट प्रक्रिया हैं।

लकड़ी एक जटिल मिश्रण है जो मुख्य रूप से सेल्यूलोज नामक बहुलक से बना होता है। लकड़ी में सेल्यूलोज फाइबर लिग्निन नामक एक अन्य बहुलक द्वारा एक साथ बंधे होते हैं। कागज बनाने वालों को लकड़ी के गूदे से लिग्निन को हटाना होगा। इसे पूरा करने के लिए, उद्योग में उपयोग की जाने वाली मुख्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं में से एक क्राफ्ट प्रक्रिया है, जिसमें लकड़ी चिप्स को उच्च तापमान पर पानी में सोडियम हाइड्रॉक्साइड और सोडियम सल्फाइड के मिश्रण के साथ जोड़ा जाता है और दबाव। इन अत्यधिक बुनियादी स्थितियों के तहत, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए सल्फाइड आयन लिग्निन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं बहुलक जंजीरों को छोटे उप-इकाइयों में तोड़ने के लिए ताकि सेल्यूलोज फाइबर मुक्त हो जाएं आगे उपयोग।

हालांकि क्राफ्ट पल्पिंग सबसे लोकप्रिय प्रक्रिया है, लेकिन कुछ निर्माता लिग्निन को हटाने के लिए अन्य तरीकों का उपयोग करते हैं। ऐसा ही एक विकल्प है एसिड सल्फाइट पल्पिंग, जहां सल्फ्यूरस एसिड और या तो सोडियम का मिश्रण होता है, पानी में मैग्नीशियम, कैल्शियम या अमोनियम बाइसल्फाइट लिग्निन को घोलकर सेल्यूलोज को मुक्त करता है फाइबर। क्राफ्ट पल्पिंग की तरह, उच्च तापमान और दबाव की आवश्यकता होती है। फिर भी एक अन्य विकल्प तटस्थ सल्फाइट अर्ध-रासायनिक पल्पिंग है, जहां चिप्स को पानी में सोडियम सल्फाइट और सोडियम कार्बोनेट के मिश्रण के साथ मिलाया जाता है और पकाया जाता है। दूसरों के विपरीत, यह प्रक्रिया केवल लिग्निन के एक हिस्से को हटा देती है, इसलिए चिप्स को गूदने के बाद शेष बहुलक को हटाने के लिए यांत्रिक रूप से कटा हुआ होना चाहिए।

कोई फर्क नहीं पड़ता कि निर्माता लुगदी के लिए कौन सी प्रक्रिया चुनता है, कुछ लिग्निन अभी भी बरकरार है, और यह शेष लिग्निन आम तौर पर लुगदी को भूरा रंग देता है। निर्माता इस अवशिष्ट लिग्निन को हटा देते हैं और विरंजन नामक एक अन्य रासायनिक प्रक्रिया के माध्यम से लुगदी को सफेद कर देते हैं। इस प्रक्रिया में, एक ऑक्सीकरण एजेंट - एक रसायन जो लिग्निन को या तो ऑक्सीजन परमाणुओं को जोड़कर या इलेक्ट्रॉनों को हटाकर ऑक्सीकरण करता है - शेष लिग्निन को नष्ट करने के लिए लकड़ी के गूदे के साथ जोड़ा जाता है। पल्पिंग की तुलना में ब्लीचिंग अधिक चयनात्मक होता है; पल्पिंग के विपरीत, जो सेल्यूलोज के एक छोटे से अंश को भी नष्ट कर देता है, ब्लीचिंग मुख्य रूप से लिग्निन को समाप्त कर देता है।

सामान्य विरंजन रसायनों में क्लोरीन, क्लोरीन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, ओजोन और सोडियम हाइपोक्लोराइट शामिल हैं, जो घरेलू ब्लीच में सक्रिय घटक हैं। भले ही प्रत्येक प्रतिक्रिया का तंत्र अलग हो, ये सभी ऑक्सीकरण एजेंट हैं जो लुगदी में लिग्निन को ऑक्सीकरण करेंगे। क्लोरीन, क्लोरीन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन पेरोक्साइड इन एजेंटों में सबसे अधिक चयनात्मक हैं, जिसका अर्थ है कि उनमें सेल्यूलोज और मिश्रण के अन्य वांछनीय भागों के साथ प्रतिक्रिया करने की प्रवृत्ति कम होती है। लिग्निन को हटाने की उनकी क्षमता के अलावा, क्लोरीन, क्लोरीन डाइऑक्साइड और सोडियम हाइपोक्लोराइट भी हैं गंदगी के कणों को हटाने की उनकी क्षमता में बेहतर, जो निर्माताओं के लिए एक और महत्वपूर्ण कारक है विचार करें।

एक बार जब इसे लुगदी और प्रक्षालित किया जाता है, तो लुगदी को मशीनों की एक श्रृंखला में खिलाया जाता है जो इसे एक शीट बनाने के लिए रासायनिक प्रक्रियाओं के बजाय भौतिक प्रक्रियाओं के माध्यम से बदल देगा। इस बात पर निर्भर करते हुए कि वे अपने उत्पाद में किस प्रकार के गुण चाहते हैं, निर्माता अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक विविध सरणी को नियोजित करते हैं, जिन्हें साइज़िंग कहा जाता है, प्रतिधारण और गीली ताकत प्रक्रियाएं जो नमी प्रतिरोध प्रदान करती हैं, छोटे तंतुओं को उत्पाद में बांधती हैं या बदल देती हैं ताकि इसके अलग होने की संभावना कम हो जब गीला। आम तौर पर इन प्रक्रियाओं में विभिन्न प्रकार के बहुलक शामिल होते हैं जो तैयार उत्पाद में सेलूलोज़ फाइबर से बंधे होते हैं। उदाहरण के लिए, गीली-शक्ति प्रक्रियाएं, आमतौर पर सेल्यूलोज फाइबर को जोड़ती हैं पॉलीमाइडो-एमाइन-एपिक्लोरोहाइड्रिन रेजिन जो तंतुओं के साथ प्रतिक्रिया करके उन्हें क्रॉसलिंक करते हैं ताकि वे कम हों पानी में गिरने की संभावना।