종이는 평범하고 단순한 제품처럼 보일 수 있지만 실제로는 대부분의 소비자가 생각하는 것보다 제조가 더 복잡합니다. 이것의 주요 이유는 제지의 화학입니다. 일련의 반응과 물리적 과정을 통해 제지 산업에서 사용되는 화학 물질은 갈색 목재 칩을 손에 잡을 수있는 광택있는 흰색 시트로 만듭니다. 관련된 주요 화학 반응 중 두 가지는 표백과 Kraft 공정입니다.
크래프트 프로세스
목재는 주로 셀룰로오스라고하는 고분자로 구성된 복잡한 혼합물입니다. 목재의 셀룰로오스 섬유는 리그닌이라는 또 다른 중합체에 의해 결합됩니다. 제지업자는 목재 펄프에서 리그닌을 제거해야합니다. 이를 달성하기 위해 산업에서 사용되는 주요 화학 반응 중 하나는 목재가 칩은 고온에서 수산화 나트륨과 황화 나트륨의 혼합물과 결합됩니다. 압력. 이러한 매우 기본적인 조건에서 음으로 하전 된 황화 이온은 리그닌과 반응합니다. 고분자 사슬을 사용하여 더 작은 단위로 분해하여 셀룰로오스 섬유를 추가 사용.
대체 반응
Kraft 펄프 화가 가장 널리 사용되는 공정이지만 일부 제조업체는 리그닌을 제거하기 위해 다른 방법을 사용합니다. 이러한 대안 중 하나는 아황산 펄핑으로, 아황산과 나트륨의 혼합물, 마그네슘, 칼슘 또는 중아 황산 암모늄은 리그닌을 용해시켜 셀룰로오스를 제거합니다. 섬유. Kraft 펄프 화와 마찬가지로 고온과 압력이 필요합니다. 또 다른 대안은 중성 아황산염 반 화학 펄핑으로, 칩이 물에 아 황산나트륨과 탄산나트륨의 혼합물과 혼합되어 조리됩니다. 다른 공정과 달리이 공정은 리그닌의 일부만 제거하므로 펄프 화 한 후 칩을 기계적으로 파쇄하여 남은 폴리머 일부를 제거해야합니다.
표백 화학
제조업체가 펄프 화를 위해 어떤 공정을 선택하든 일부 리그닌은 여전히 그대로 남아 있으며이 남은 리그닌은 일반적으로 펄프에 갈색을 띠게합니다. 제조업체는이 잔류 리그닌을 제거하고 표백이라는 또 다른 화학 공정을 통해 펄프를 하얗게 만듭니다. 이 과정에서 산화제 (산소 원자를 추가하거나 전자를 제거하여 리그닌을 산화시키는 화학 물질)가 목재 펄프와 결합되어 나머지 리그닌을 파괴합니다. 표백은 펄프 화보다 선택적인 경향이 있습니다. 셀룰로오스의 작은 부분도 파괴하는 펄프 화와 달리 표백은 주로 리그닌을 제거합니다.
표백 화학 물질
일반적인 표백 화학 물질에는 가정용 표백제의 활성 성분 인 염소, 이산화 염소, 산소, 과산화수소, 오존 및 차아 염소산 나트륨이 포함됩니다. 각 반응의 메커니즘은 다르지만 이들 모두는 펄프의 리그닌을 산화시키는 산화제입니다. 염소, 이산화 염소 및 과산화수소가 이러한 작용제 중에서 가장 선택성이 높기 때문에 셀룰로오스 및 혼합물의 다른 바람직한 부분과 반응하는 경향이 적습니다. 리그닌, 염소, 이산화 염소 및 차아 염소산 나트륨을 제거하는 능력 외에도 먼지 입자를 제거하는 능력이 뛰어나 제조업체가 중히 여기다.
기타 반응
일단 펄프 화되고 표백되면 펄프는 일련의 기계에 공급되어 화학 공정이 아닌 물리적 공정을 통해이를 변경하여 시트로 만듭니다. 제조업체는 제품에 원하는 속성의 종류에 따라 크기 지정이라는 다양한 화학 반응을 사용합니다. 내 습성을 부여하고, 작은 섬유를 묶거나 제품이 떨어져 나가지 않도록 변경하는 유지 및 습윤 강도 공정 젖었을 때. 일반적으로 이러한 공정은 완제품의 셀룰로오스 섬유에 결합하는 다양한 중합체 중 하나를 포함합니다. 예를 들어, 습식 강도 공정은 일반적으로 셀룰로오스 섬유를 폴리 아미도-아민-에피 클로로 히 드린 수지로 섬유와 반응하여 가교 결합을하여 물에 빠질 가능성이 있습니다.