Mejora de la resistencia de papeles por usos de polielectrolitos sintéticos y naturales

Abstract

Se estudió el efecto de la adsorción de polielectrolitos sobre las propiedades papeleras pulpas de pulpas kraft no blanqueadas recicladas de coníferas. Se determinaron las densidades de carga del poli(hidrocloruro de alilamina) (PAH) y la poli(vinilamina) (PVAm). Se encontró que a pH neutro, los grupos amino resultaron parcialmente ionizados, y que el grado de ionización depende de la fuerza iónica del medio. Luego, se construyeron las isotermas de adsorción de las poliaminas sobre las fibras a distintas fuerzas iónicas y se evaluó la cinética del PAH y su localización sobre la pared celular. Encontrándose que el PAH se localiza en la superficie de las fibras a bajos tiempos de adsorción. Además, se encontró un aumento en las propiedades de resistencia del papel por presencia de estos polielectrolitos. La teoría de Page mostró que el aumento de resistencia del papel fue principalmente debido al aumento en la resistencia específica de enlace de las fibras. Seguidamente se estudió el efecto de la adsorción dual de polielectrolitos: el PAH/xilano y el PAH/lignosulfonato sobre fibras. Se realizaron las isotermas de adsorción de xilano y lignosulfonato sobre pulpas previamente tratadas con PAH, a diferentes fuerzas iónicas. Se encontró que cuando la fuerza iónica fue menor a 0,01N NaCl, un pretratamiento con PAH fue necesario para lograr altos niveles de adsorción de xilano y lignosulfonato. Finalmente, se muestra que la adsorción dual de polielectrolitos sobre las pulpas es una técnica factible para mejorar la resistencia del papel, siendo el PAH el principal responsable de esta mejora.

The effects of the adsorption of polyelectrolytes on the papermaking properties of a recycled unbleached softwood kraft pulp were studied. The charge densities of poly(allylamine hidrochloride) (PAH) and poly(vinylamine) (PVAm) were determined. It was found that at neutral pH, the polyelectrolyte amine groups were partially ionized, and the degree of ionization depends on the ionic strength of the liquid medium. Adsorption isotherms of polyamines on fibers at diferent ionic strengths were built and the kinetic of PAH adsorption and its localization on the cell wall fibers were studied. At short adsorption time, it was found that the PAH was located on the fiber surfaces. The paper strength was improved due to the presence of these polyelectrolytes. According to the Page theory, the increment was principally due to an increment in the shear bond strength. The effects of dual-polyelectrolyte adsorption were also studied: the PAH/Xylan and PAH/Lignosulfonate on fibers. Xylan and lignosulfonate adsorption isotherms on previously PAH-treated pulps, at different ionic strengths were built. It was found that when ionic strength was lower than 0.01N NaCl, a PAH treatment was necessary to achieve high levels of xylan and lignosulfonate adsorption. Finally, it was shown that the dual-polyelectrolyte adsorption on pulps is a feasible technique for improved the paper strength. Nevertheless, the addition of PAH was responsible of the major part of improvement.