Nanoceluloza je inovativno rješenje za poboljšanje karakteristika proizvoda za oblikovanje celuloze

Nanoceluloza je vlaknasti materijal promjera manjeg od 100 nanometara i duljine u rasponu od desetaka nanometara do mikrometara dobiven tretiranjem vlakana kombinacijom kemijskih, fizikalnih, bioloških ili višestrukih načina. Najmanja molekularna jedinica nanoceluloze je glukoza.

 

Molekularna struktura nanoceluloznih filamentnih materijala sadrži velik broj hidroksilnih skupina i veliki omjer širine i visine (200-2000), tako da su fizički isprepleteni i gusti te mogu pokazati karakteristike visoke čvrstoće.

 

Kalupljenje celuloze

Prešanje celuloze (prešano vlakno ili prešanje celuloze) je vrsta celuloze napravljene od sirovina biljnih vlakana, kao što su proizvodi od otpadnog papira (kao što su papir, karton), drvena celuloza, slamnata masa, celuloza šećerne trske itd., koja se prerađuje kemijskom ili mehaničkom obradom, a potom postupkom kalupljenja prerađen u materijal specifičnog trodimenzionalnog oblika i strukture.

Sirovine proizvoda za oblikovanje celuloze dolaze iz prirode, a otpad se može reciklirati i ponovno upotrijebiti nakon upotrebe, tako da se mogu široko koristiti u pakiranju hrane (šalice, zdjele, kutije itd.), pakiranju svakodnevnih potrepština, pakiranju kozmetike i pakiranje dijelova. Prešanje celuloze smatra se jednom od održivih alternativa plastičnoj ambalaži, koja pomaže u smanjenju onečišćenja okoliša i promiče razvoj zelenih materijala za pakiranje.

 

 

Značajke i zahtjevi za prešanje celuloze

Pulp moulding je trodimenzionalni strukturni materijal koji koristi biljna vlakna kao osnovni okvir, a njegova izvedba je poboljšana dodavanjem kemijskih aditiva i pomoćnih materijala. Oblikovanje celuloze ne samo da zahtijeva izvrsnu unutarnju čvrstoću i površinsku čvrstoću, već i dobra svojstva barijere, kao i ispunjavanje rafiniranih potreba posebne ambalaže, kao što je dobra vodootpornost i otpornost na ulje, otpornost na puder i pucanje, povećana čvrstoća i izvrstan tisak .

U pozadini sve žešće konkurencije na globalnom tržištu, proizvođači kalupa za celulozu suočavaju se s izazovom smanjenja troškova i poboljšanja performansi troškova proizvoda. Trenutno mnogi proizvođači smanjuju troškove odabirom jeftinije pulpe od biljnih vlakana umjesto skupe pulpe. Međutim, ova jednostavna zamjena sirovina može uzrokovati fluktuacije u svojstvima čvrstoće proizvoda, pa čak i dovesti do rizika kvalitete. Stoga proizvođači moraju prilagoditi formule proizvoda prema stvarnim uvjetima kako bi osigurali održavanje snage i kvalitete proizvoda uz kontrolu troškova.

U isto vrijeme, da bi postali učinkovita alternativa plastičnoj ambalaži, proizvodi za prešanje celuloze moraju zadovoljiti zahtjeve veće barijere. U područjima primjene lijevanih čaša, zdjela, kutija itd., mnoge su tvrtke razvile niz novih proizvoda i tehnologija primjene, uključujući emulzijske zaštitne premaze, razgradive plastične laminacije, dodatak sredstava otpornih na ulje bez fluora i premazivanje, prskanje ili premazivanje zavjesom površinskih premaza. Iako je razvoj ovih tehnologija ohrabrujući, još uvijek postoje problemi visoke cijene i nedovoljne funkcionalnosti.

Osim toga, tržište vrhunske proizvodnje celuloze ima veće zahtjeve za čvrstoćom i profinjenošću proizvoda. Kroz rafiniranu tehnologiju ispisa i tehnologiju obrade nakon tiska, proizvodi za oblikovanje celuloze mogu pokazati izuzetan izgled, dati im više funkcija pakiranja i bolje korisničko iskustvo.

 

 

Nanoceluloza: inovativno rješenje

Nanoceluloza je materijal nano veličine. Njegov visok omjer širine i visine (200 do 2000) i bogata umrežena struktura daju mu jedinstvena fizikalna i kemijska svojstva. Ovaj materijal ne samo da ima funkciju barijere za ulje i kisik, već također ima ekološka i razgradiva prirodna svojstva, što ga čini jednim od inovativnih rješenja za poboljšanje čvrstoće, funkcije barijere i prilagodljivosti tiskanju kalupljenja celuloze.

Poboljšajte čvrstoću oblikovanja celuloze. Dodajte nanocelulozu u sustav pulpa-voda u kalupu pulpe i upotrijebite njenu snažnu adsorpcijsku sposobnost za blisko spajanje s vlaknima pulpe i dajte punu igru ​​njenom filamentoznom izgledu s velikim omjerom širine i visine i umreženom strukturom za fizičko ispreplitanje i hvatanje drugih materijala, kao što su kao fina vlakna i kemijski dodaci. Kroz reakciju unakrsnog povezivanja hidroksilnih skupina, gustoća i kompaktnost ovih isprepletenih struktura su dodatno poboljšane, čime se učinkovito poboljšava čvrstoća oblikovanja pulpe.

 

Poboljšajte učinak barijere i optimizirajte obradu barijernog premaza. Veličina nanoceluloze u nanorazmjeru omogućuje sinergiziranje s finim vlaknima, biljnim vlaknima i kemijskim dodacima kako bi se modificirala površina kalupa papira i celuloze, postigla glatkija i ravnija tekstura i uklonile pore i rupe na mikronskoj razini. Ova obrada može poboljšati gustoću i barijerna svojstva papira, pružajući čvrst temelj materijala za naknadnu obradu barijernog premaza.

Kada se površina kalupa celuloze obrađena nanocelulozom obrađuje tekućim zaštitnim premazom, prodiranje premaza u unutrašnjost je smanjeno zbog glatkoće i ravnosti površine kalupa papira ili celuloze. Osim toga, ujednačena vanjska površina pomaže u formiranju sloja barijere jednake debljine, osiguravajući postojanost i učinkovitost sloja barijere i izbjegavajući pojavu curenja ili točaka prodiranja.

 

 

Studija slučaja

Mnoge istraživačke institucije i tvrtke diljem svijeta aktivno razvijaju primjenu nanoceluloze u kalupljenju celuloze, posebno u proizvodima koji imaju dugoročne zahtjeve za svojstvima barijere i stabilnošću, kao što su palete za perad, meso i ribu u transportu hladnog lanca, čaše za smrznute mliječne proizvode i boce za vodu koje treba čuvati dulje vrijeme te staklenke ili boce za kozmetiku, proizvode za osobnu njegu i kućnu njegu, koji obično zahtijevaju nisku propusnost vodene pare (WVTR), nisku propusnost kisika (OTR), ulje i vodu otpornost, te svojstva barijere za kisik i vlagu.

Boce oblikovane pulpom mogu značajno poboljšati unutarnju čvrstoću proizvoda dodavanjem nanoceluloze pulpi, čak i u količini od nekoliko desetaka kilograma, dok unutarnju površinu trodimenzionalnog spremnika čine glatkijom i ravnijom. Ova metoda obrade ne samo da poboljšava ukupnu gustoću i barijerna svojstva, već također pruža bolju osnovu za kasniju obradu barijernog premaza, čime se poboljšava funkcionalnost proizvoda uz smanjenje troškova.

 

Na primjer, ako je dizajniran premaz (sastavljen od nanoceluloze i akrilne emulzije ili drugih vrsta proizvoda za premazivanje), debljina premaza mora doseći 20 mikrona kako bi se zadovoljili zahtjevi otpornosti na ulje i vodu bez dodavanja nanoceluloze u pulpu. Međutim, dodavanjem desetaka kilograma nanoceluloze u pulpu kako bi se poboljšala čvrstoća i svojstva modifikacije površine, debljina premaza s istim učinkom barijere može se smanjiti na 10 mikrona. Analiza troškova pokazuje da povećanje troškova uzrokovano dodavanjem nanoceluloze u pulpu iznosi 100-200 juana/toni, ali ušteda troškova uzrokovana smanjenjem debljine premaza može premašiti 1000-2000 juana/toni. Stoga bi dodavanje i korištenje nanoceluloze moglo postati inovativno rješenje za poboljšanje funkcionalnosti proizvoda za oblikovanje celuloze uz istovremeno smanjenje ukupne cijene proizvoda.

Treba napomenuti da je uvođenje navedenog novog rješenja samo slučaj pojedinih kupaca, a konkretnu situaciju tek treba detaljnije analizirati.