Наноцеллюлоза – инновационное решение для улучшения характеристик формованных изделий из целлюлозы.

Наноцеллюлоза представляет собой волокнистый материал диаметром менее 100 нанометров и длиной от десятков нанометров до микрометров, полученный путем обработки волокон комбинированным химическим, физическим, биологическим или несколькими способами. Наименьшая молекулярная единица наноцеллюлозы — глюкоза.

 

Молекулярная структура наноцеллюлозных нитевидных материалов содержит большое количество гидроксильных групп и большое соотношение сторон (200-2000), поэтому они физически переплетены, плотны и могут демонстрировать высокие прочностные характеристики.

 

Формование целлюлозы

Формование целлюлозы (формованное волокно или формование целлюлозы) — это вид целлюлозы, изготовленной из сырья растительного волокна, такого как макулатура (например, бумага, картон), древесная масса, соломенная целлюлоза, целлюлоза сахарного тростника и т. д., которая перерабатывается путем химической или механической обработки, а затем перерабатывается в материал определенной трехмерной формы и структуры посредством процесса формования в форме.

Сырье для изготовления изделий из целлюлозы происходит из природы, а отходы могут быть переработаны и повторно использованы после использования, поэтому их можно широко использовать в упаковке пищевых продуктов (чашки, миски, коробки и т. д.), упаковке предметов первой необходимости, упаковке косметики и т. д. упаковка деталей. Формование целлюлозы считается одной из устойчивых альтернатив пластиковой упаковке, которая помогает снизить загрязнение окружающей среды и способствует развитию экологически чистых упаковочных материалов.

 

 

Характеристики и требования к формованию целлюлозы

Формование целлюлозы представляет собой трехмерный конструкционный материал, в котором в качестве основного каркаса используется растительное волокно, а его характеристики улучшаются за счет добавления химических добавок и вспомогательных материалов. Формование целлюлозы требует не только превосходной внутренней прочности и прочности поверхности, но также хороших барьерных свойств, а также удовлетворения изысканных потребностей специальной упаковки, такой как хорошая водонепроницаемость и маслостойкость, защита от порошка и сколов, повышенная прочность и изысканная печать. .

На фоне все более жесткой конкуренции на мировом рынке производители формовочных изделий из целлюлозы сталкиваются с проблемой снижения затрат и повышения себестоимости продукции. В настоящее время многие производители сокращают затраты, выбирая более дешевую целлюлозу из растительных волокон вместо дорогой целлюлозы. Однако такая простая замена сырья может вызвать колебания прочностных характеристик продукта и даже привести к риску качества. Поэтому производителям необходимо корректировать формулы продуктов в соответствии с реальными условиями, чтобы обеспечить сохранение прочности и качества продукции при одновременном контроле затрат.

В то же время, чтобы стать эффективной альтернативой пластиковой упаковке, изделия для формования целлюлозы должны соответствовать более высоким требованиям по барьерным характеристикам. В области применения формованных чашек, мисок, коробок и т. д. многие компании разработали множество новых продуктов и технологий нанесения, включая эмульсионные барьерные покрытия, разлагаемые пластиковые ламинаты, добавление не содержащих фтора маслостойких веществ и нанесение, напыление или наливное покрытие поверхностных покрытий. Хотя развитие этих технологий обнадеживает, проблемы высокой стоимости и недостаточной функциональности все еще существуют.

Кроме того, на рынке формования высококачественной целлюлозы предъявляются более высокие требования к прочности и качеству продукции. Благодаря усовершенствованной технологии печати и технологии послепечатной обработки изделия, формованные из целлюлозы, могут иметь изысканный внешний вид, предоставлять им больше упаковочных функций и улучшать удобство использования.

 

 

Наноцеллюлоза: инновационное решение

Наноцеллюлоза — это материал наноразмера. Его высокое соотношение сторон (200 к 2000) и богатая сетчатая структура придают ему уникальные физические и химические свойства. Этот материал не только обладает барьерными свойствами для масла и кислорода, но также обладает экологически чистыми и разлагаемыми природными свойствами, что делает его одним из инновационных решений для улучшения прочности, барьерной функции и адаптируемости формования целлюлозы к печати.

Улучшите прочность формования целлюлозы. Добавьте наноцеллюлозу в систему целлюлозно-водной формовки целлюлозы и используйте ее сильную адсорбционную способность для тесного соединения с волокнами целлюлозы, а также дайте полную свободу ее нитевидному виду с большим соотношением сторон и сетчатой ​​структурой для физического переплетения и захвата других материалов, таких как в виде тонких волокон и химических добавок. За счет реакции сшивания гидроксильных групп плотность и компактность этих переплетенных структур дополнительно повышаются, тем самым эффективно улучшая прочность формованной целлюлозы.

 

Улучшите барьерный эффект и оптимизируйте обработку барьерного покрытия. Наноразмер наноцеллюлозы позволяет ей взаимодействовать с тонкими волокнами, растительными волокнами и химическими добавками для модификации поверхности формованной бумаги и целлюлозы, достижения более гладкой и плоской текстуры и устранения пор и ямок микронного уровня. Такая обработка может повысить плотность и барьерные свойства бумаги, обеспечивая прочную основу материала для последующей обработки барьерного покрытия.

Когда поверхность формованной целлюлозы, обработанной наноцеллюлозой, обрабатывается барьерным для жидкости покрытием, проникновение покрытия внутрь уменьшается из-за гладкости и плоскостности поверхности формованной бумаги или целлюлозы. Кроме того, однородная внешняя поверхность помогает сформировать барьерный слой одинаковой толщины, обеспечивая однородность и эффективность барьерного слоя и предотвращая возникновение утечек или точек проникновения.

 

 

Тематическое исследование

Многие исследовательские институты и компании по всему миру активно развивают применение наноцеллюлозы при формовании целлюлозы, особенно в продуктах, к которым предъявляются долгосрочные требования к барьерным свойствам и стабильности, таких как поддоны для птицы, мяса и рыбы при транспортировке в холодильной цепи, стаканчики для замороженных молочных продуктов. и бутылки с водой, которые необходимо хранить в течение длительного времени, а также банки или бутылки для косметики, средств личной гигиены и товаров для дома, для которых обычно требуется низкая скорость передачи водяного пара (WVTR), низкая скорость передачи кислорода (OTR), масло и вода. устойчивость, а также барьерные свойства для кислорода и влаги.

Бутылки, сформованные из целлюлозы, позволяют значительно улучшить внутреннюю прочность продукта за счет добавления в мякоть наноцеллюлозы даже в количестве десятков килограммов, при этом внутренняя поверхность трехмерного контейнера становится более гладкой и плоской. Этот метод обработки не только улучшает общую плотность и барьерные свойства, но также обеспечивает лучшую основу для последующей обработки барьерного покрытия, тем самым улучшая функциональность продукта при одновременном снижении затрат.

 

Например, если спроектировано покрытие (состоящее из наноцеллюлозы и акриловой эмульсии или других типов покрывающих продуктов), толщина покрытия должна достигать 20 микрон, чтобы соответствовать требованиям масло- и водостойкости без добавления наноцеллюлозы в пульпу. Однако, добавив в пульпу десятки килограммов наноцеллюлозы для повышения прочностных и модификационных свойств поверхности, толщину покрытия с тем же барьерным эффектом можно уменьшить до 10 микрон. Анализ затрат показывает, что увеличение затрат, вызванное добавлением наноцеллюлозы в целлюлозу, составляет 100-200 юаней/тонну, но экономия затрат, вызванная уменьшением толщины покрытия, может превышать 1000-2000 юаней/тонну. Таким образом, добавление и использование наноцеллюлозы может стать инновационным решением для улучшения функциональности изделий для формования целлюлозы при одновременном снижении общей стоимости продукта.

Следует отметить, что внедрение вышеуказанного нового решения касается лишь некоторых клиентов, и конкретная ситуация еще требует детального анализа.