Análise de Tratamentos Funcionais para Papéis Especiais
Durante a produção de papéis especiais, vários processos são empregados-juntamente com a incorporação de aditivos químicos específicos-para atender aos seus requisitos funcionais distintos. As funções desses papéis especiais são diversas, abrangendo propriedades como resistência ao óleo, resistência à água, retardamento de chama e resistência ao calor. Nas seções seguintes, nos aprofundaremos nos princípios e metodologias subjacentes à realização dessas funções.
▲ Tratamento-resistente ao óleo
O primeiro é o tratamento-resistente ao óleo. A chave para esse processo está no uso de repelentes de óleo-contendo flúor. Os principais constituintes desses repelentes são compostos de fluoroalquila-como aminas substituídas por perfluoroalquila-, sais de amônio quaternário e acrilatos. Essas dispersões catiônicas são introduzidas na estrutura do papel por meio de um processo de adição de "extremidade úmida" durante a fabricação do papel. Depois que o papel é formado e subsequentemente seco sob calor, esses aditivos se organizam nas fibras do papel para formar uma camada monomolecular com as cadeias perfluoroalquílicas orientadas para fora, evitando assim efetivamente a penetração de óleos e graxas. Além disso, dispersões aniônicas podem ser aplicadas ao papel através de técnicas de impregnação de superfície ou de colagem de superfície; da mesma forma, esses métodos criam uma camada monomolecular nas superfícies das fibras, alcançando o efeito desejado-de resistência ao óleo.
▲ Tratamento-resistente à água
O próximo é o tratamento-resistente à água. A emulsão de cera de parafina é um agente repelente de água-de estágio inicial e de custo relativamente baixo, normalmente aplicado ao papel por meio de impregnação de superfície. Além disso, repelentes de água catiônicos podem ser utilizados através da adição-da parte úmida durante o processo de fabricação de papel. No entanto, os agentes à base de silicone-são os repelentes de água mais utilizados. Seus produtos de emulsão aquosa são formulados incorporando emulsificantes para criar emulsões de polissiloxano, às quais é adicionado dióxido de silício em escala nanométrica. Esta formulação induz um “efeito folha de lótus” na superfície do papel, permitindo que as gotas de água rolem facilmente e, assim, alcançando uma resistência eficaz à água.
▲ Tratamento-retardador de chama
Vamos agora examinar o tratamento-retardador de chama. Existem dois métodos principais para incorporar retardadores de chama ao papel: um envolve a adição de pós retardadores de chama sólidos insolúveis em água-à polpa como enchimentos durante a fabricação do papel; a outra envolve a introdução de retardadores de chama solúveis em água na estrutura do papel por meio de um processo de impregnação. Esses retardadores de chama incluem compostos à base de nitrogênio-e de boro-, bem como pós sólidos-insolúveis em água, como hidróxido de alumínio e hidróxido de magnésio.
▲ Tratamento-resistente ao calor e propriedades anti-aderência/liberação
Por fim, abordamos tratamentos-resistentes ao calor e propriedades anti-aderentes/de liberação. Para proteger as fibras e aumentar a resistência ao calor do papel, polímeros naturais quimicamente modificados-como misturas de glucomanano e compostos contendo nitrogênio-são aplicados ao papel por meio de métodos de revestimento, impregnação ou pulverização. Além disso, resinas poliméricas sintéticas-como resinas de silicone e poliolefinas de cadeia-de carbono-mais altas-são utilizadas para melhorar ainda mais a resistência térmica do papel. Produtos químicos-dissipadores de calor, como hidróxidos metálicos contendo água cristalina, são empregados principalmente para proteger as fibras de papel contra altas temperaturas. As resinas de silicone, em particular, destacam-se como agentes protetores superiores-de alta temperatura devido à alta energia de ligação, estabilidade e resistência térmica de suas ligações Si-O, bem como às suas propriedades antiaderentes e de barreira inerentes.
O processo de aplicação de tratamentos antiaderentes e de barreira ao papel é fundamental, impactando a produção em vários setores, incluindo etiquetas auto-adesivas e papéis adesivos-sensíveis à pressão. Os produtos químicos usados nesse processo,-conhecidos como agentes desmoldantes (também conhecidos como agentes de remoção, agentes anti{5}}aderentes ou agentes desmoldantes)-são projetados para formar uma camada densa na superfície do papel. Esta camada atua como barreira, impedindo a penetração de resinas poliméricas adesivas e facilitando assim o fácil desprendimento. Os agentes desmoldantes vêm em uma ampla variedade de formas; entre eles, os agentes desmoldantes-à base de silicone são atualmente os mais utilizados devido à sua baixa toxicidade, excelente energia superficial e molhabilidade superior com substratos de papel. Disponíveis em formulações à base de-solvente, à base de emulsão-e sem solvente-, esses agentes passam por reações de-reticulação classificadas como cura por adição-, cura por condensação-ou cura por radiação-. Agentes de desmoldagem de{19}}cura adicionais demonstram desempenho particularmente excelente em termos de integridade de cura, propriedades de desmoldagem, recursos de anti{20}}adesão e flexibilidade proporcionada no projeto de formulação de revestimento.
▲ Processamento de revestimento de impregnação
Além disso, o revestimento por impregnação é uma técnica vital para dotar o papel de propriedades especializadas, como resistência à água e resistência ao fogo. Uma grande variedade de agentes de impregnação-incluindo resinas sintéticas e látex sintéticos-são utilizados para essa finalidade, e os tipos de papel base usados para revestimento de impregnação variam significativamente. Independentemente do tipo específico de papel empregado, ele deve satisfazer um conjunto de critérios de desempenho específicos:
① O papel base deve possuir resistência à umidade suficiente para evitar rasgos ou rupturas durante o processo de impregnação; conseqüentemente, a polpa de madeira de fibra longa é normalmente selecionada para esta aplicação.
② O papel base também deve apresentar excelente absorção para facilitar a penetração efetiva do agente impregnante. Ao mesmo tempo, para preservar as propriedades inerentes do papel base, o tratamento de colagem é normalmente omitido; além disso, os graus de polpação, prensagem e calandragem são todos mantidos em níveis relativamente baixos.
A seguir, examinaremos detalhadamente os diversos tipos de agentes impregnantes e suas respectivas aplicações. Em primeiro lugar estão os agentes de impregnação à base de-resina-incluindo resinas fenólicas e resinas de melamina-formaldeído-que conferem ao papel impregnado uma infinidade de propriedades, como resistência à água, resistência ao óleo, resistência à abrasão e isolamento elétrico; estes são amplamente utilizados em áreas como papéis decorativos e compósitos laminados. Em segundo lugar estão os agentes de impregnação à base de látex-como o estireno-látex de butadieno e o látex de neoprene-que aumentam a resistência interna e a resistência à abrasão da folha de papel, tornando-os adequados para aplicações especializadas, como papéis de segurança e papéis de suporte de folheado de madeira. Além disso, existem agentes de impregnação à base de- óleo e{12}}parafina-como óleos secantes e cera de parafina-que conferem excelente resistência à água, resistência à umidade, alta resistência à tração e transparência ao papel; eles são frequentemente empregados em papéis de embalagem projetados para serem à prova de-óleo, água-e umidade-.
Em relação ao processo de impregnação em si, normalmente é empregado um tanque de imersão de bandeja rasa, em que tanto o rolo de imersão quanto o tanque são construídos em aço inoxidável para evitar corrosão. Os rolos de pressão consistem em um rolo de borracha e um rolo-cromado, com configurações de pressão ajustáveis; além disso, o rolo de borracha passa por um tratamento de desmoldagem para evitar que o látex adira à sua superfície. Antes de entrar na seção de secagem, o papel impregnado é pré-aquecido usando radiação infravermelha distante-para evitar que grude nos cilindros de secagem. Simultaneamente, o primeiro cilindro dentro da seção de secagem também é submetido a um tratamento de liberação para garantir que o papel possa ser removido suavemente.
