O papel pode parecer um produto comum e simples, mas sua fabricação é na verdade mais complicada do que a maioria dos consumidores provavelmente imagina. Uma das principais razões para isso é a química da fabricação de papel. Por meio de uma série de reações e processos físicos, os produtos químicos usados na indústria de papel transformam lascas de madeira marrom em uma folha branca brilhante que você pode segurar na mão. Duas das principais reações químicas envolvidas são o branqueamento e o processo Kraft.
Processo Kraft
A madeira é uma mistura complexa composta principalmente por um polímero chamado celulose. As fibras de celulose da madeira são unidas por outro polímero chamado lignina. Os fabricantes de papel devem remover a lignina da polpa de madeira. Para isso, uma das principais reações químicas utilizadas na indústria é o processo Kraft, no qual a madeira chips são combinados com uma mistura de hidróxido de sódio e sulfeto de sódio em água em alta temperatura e pressão. Sob essas condições altamente básicas, os íons de sulfeto negativamente carregados reagem com a lignina cadeias de polímero para quebrá-los em subunidades menores para que as fibras de celulose sejam liberadas para uso posterior.
Reações Alternativas
Embora a polpação Kraft seja de longe o processo mais popular, alguns fabricantes usam outras abordagens para remover a lignina. Uma dessas alternativas é a polpação de sulfito ácido, em que uma mistura de ácido sulfuroso e sódio, bissulfito de magnésio, cálcio ou amônio na água dissolve a lignina para liberar a celulose fibras. Tal como acontece com a polpação Kraft, altas temperaturas e pressões são necessárias. Outra alternativa é a polpação semiquímica de sulfito neutro, onde os cavacos são misturados a uma mistura de sulfito de sódio e carbonato de sódio em água e cozidos. Ao contrário dos outros, este processo remove apenas uma parte da lignina, portanto, após a polpação, os cavacos devem ser triturados mecanicamente para remover parte do polímero remanescente.
Química de branqueamento
Independentemente do processo escolhido pelo fabricante para a polpação, parte da lignina ainda permanece intacta, e essa lignina restante geralmente dá à polpa uma cor marrom. Os fabricantes removem essa lignina residual e tornam a polpa branca por meio de outro processo químico chamado branqueamento. Nesse processo, um agente oxidante - uma substância química que oxida a lignina adicionando átomos de oxigênio a ela ou removendo elétrons - é combinado com a polpa da madeira para destruir a lignina restante. O branqueamento tende a ser mais seletivo do que a polpação; ao contrário da polpação, que também destrói uma pequena fração da celulose, o branqueamento elimina principalmente a lignina.
Produtos químicos para branqueamento
Produtos químicos comuns de branqueamento incluem cloro, dióxido de cloro, oxigênio, peróxido de hidrogênio, ozônio e hipoclorito de sódio, o ingrediente ativo na água sanitária doméstica. Embora o mecanismo de cada reação seja diferente, todos são agentes oxidantes que irão oxidar a lignina da polpa. O cloro, o dióxido de cloro e o peróxido de hidrogênio são os mais seletivos desses agentes, o que significa que eles têm menos tendência a reagir com a celulose e outras partes desejáveis da mistura. Além de sua capacidade de remover lignina, cloro, dióxido de cloro e hipoclorito de sódio também são superior em sua capacidade de remover partículas de sujeira, que é outro fator importante para os fabricantes considerar.
Outras Reações
Depois de polpa e branqueada, a polpa é alimentada em uma série de máquinas que a alteram por meio de processos físicos, em vez de químicos, para transformá-la em uma folha. Dependendo dos tipos de propriedades que desejam que seus produtos tenham, os fabricantes empregam uma ampla variedade de outras reações químicas chamadas de dimensionamento, processos de retenção e resistência à umidade que conferem resistência à umidade, ligam as fibras menores ou alteram o produto para que seja menos provável que se desfaça quando molhado. Normalmente, esses processos envolvem um de uma variedade de polímeros que se ligam às fibras de celulose no produto acabado. Os processos de resistência à umidade, por exemplo, normalmente combinam as fibras de celulose com resinas de poliamido-amina-epicloridrina que reagem com as fibras para reticulá-las de modo que sejam menos propenso a desmoronar na água.