Въведение
Екологично чист, лесно биоразградим агент за якост в сухо състояние е нов тип функционална добавка за производство на хартия, базирана на възобновяеми естествени полимери или техни зелено модифицирани производни, съчетаваща отлични показатели за укрепване на хартията с характеристики, щадящи околната среда. Чрез органичното интегриране на биологични суровини (като нишесте, гума гуар, целулоза, хитин и др.) в неговата молекулярна структура и зелени технологии за химическа модификация (включително ензимна модификация, физическа желатинизация, лека етерификация/естерификация), този продукт осигурява хартия с изключителна суха якост, добри свойства на формоване и бърза биоразградимост. Междувременно поддържа ниска токсичност, нисък екологичен риск и висока ефективност на рециклиране на ресурсите през целия жизнен цикъл на производство, приложение и изхвърляне.
Като ключов материал за съвременната хартиена индустрия, за да отговори на изискванията на стратегията за „двоен въглерод“, кръговата икономика и екологичното производство, екологичният, лесно биоразградим агент за устойчивост на сухо вещество се доставя под формата на млечнобяла до светложълта течност или прах. Отличава се с възобновяеми суровини, висока биоразградимост (>60%, OECD 301B), изключително ниска токсичност (LC50>100 mg/L, остра токсичност за риба), добра системна съвместимост и висока безопасност за крайните продукти. Той се използва широко в хартия за опаковане на храни, тишу хартия, културна хартия, специална хартия и хартиени продукти от висок клас, преследващи сертификати за екомаркировка като FSC, PEFC, EU Ecolabel и Nordic Swan.
От гледна точка на химичния състав и структурните характеристики, основната технология на екологичния лесно биоразградим агент за укрепване на сухо състояние се крие в екстракцията на зелено, контролираната модификация и оптимизирането на ефективността на естествените полимери.
- Продуктите на основата на катионно нишесте използват годни за консумация или негодни за консумация нишестета като царевица, картофи и тапиока като суровини. Кватернерните амониеви групи (напр. 3-хлоро-2-хидроксипропилтриметиламониев хлорид, CHPTAC) се въвеждат чрез суха или мокра етерификация със степен на заместване (DS) 0,02–0,07, плътност на заряда 0,1–0,5 meq/g, молекулно тегло 100 000–100 000 Da и вискозитет след желатинизация 500–5000 cP. Степен на биоразграждане >80% (28 дни, метод с активна утайка). Като най-широко използваният екологичен агент за сухо състояние, той се характеризира с ниска цена, стабилна производителност и висока безопасност на храните (съвместим с FDA 21 CFR 176.170).
- Гумата гуар и нейните производни се извличат от семената на бобовото растение гуар. С галактомананов скелет катионната модификация дава плътност на заряда 0,2–0,8 meq/g и молекулно тегло 500 000–2 000 000 Da. Дозировката е само 1/3–1/5 нишесте, с по-добра здравина и степен на биоразграждане >70%, подходящо за висококачествена тишу и тънка хартия.
- Целулозните производни, като карбоксиметилцелулоза (CMC) и катионна целулоза (CC), използват дървесен или памучен влакна като суровини със съдържание на биологична основа >95% и степен на биоразграждане >90%. Те имат отлични филмообразуващи свойства, подобряващи здравината на повърхността и възможността за печат, подходящи за хартия с покритие и специална хартия.
- Продуктите на базата на хитин/хитозан се извличат от морски отпадъци като черупки от скариди и раци. Те са естествено катионни, осигуряват укрепващи, антибактериални и овлажняващи функции, със степен на биоразграждане >85%, подходящи за хартия за опаковане на храни и продукти от медицинска хартия.
- Присадените съполимери на нишесте-полиакриламид съчетават биоразградимостта на нишестето и високата ефективност на укрепване на PAM, със скорост на биоразграждане 40%–60% (подобрена с по-ниско съотношение на присаждане на PAM), подходящи за опаковане на картон, изискващ баланс между здравина и екологичност.
Продуктовите форми включват готова за употреба емулсия на катионно нишесте (съдържание на твърдо вещество 15%–25%, не се изисква варене), предварително желатинизиран прах (разтворим в студена вода), разтвор на производно на гума гума (нисък вискозитет <1000 cP) и наноцелулозна суспензия (съдържание на твърдо вещество 3%–10%, висока специфична повърхност).