剖析市面上CMC和CMS生產及在造紙方面應用優勢

原創 美吧生物 美吧生物 2019-05-20 10:23

1?CMC、CMS使用領域和發展現狀

CMC通常被人們譽為“工業味精”。在石油鉆井、陶瓷工業、建材工業、涂料、日用化工(如洗衣粉、牙膏、化妝品)、紡織、印染、卷煙、油墨、電池、焊條和造紙等工業中都有著廣泛的應用。特別是由于CMC不參與人體的新陳代謝,性能卓越,更被作為分散劑、穩定劑、增稠劑、賦形劑、粘結劑、口感改進劑,與日俱增地用于諸如酸奶、果凍、方便面、糕點、啤酒等食品行業作添加劑,也廣泛用于醫藥工業作賦形劑和崩解劑。CMS在上面提及的行業中多數也有一些應用,但效果遠不如CMC,也遠不如CMC那么盛行,正在逐步為CMC所取代。眼下其市場主要還在紡織和造紙方面

     隨著造紙技術的高速發展和人們對于高檔紙和紙品的需求,國外高級紙和先進的造紙技術及裝備源源不斷地輸入我國。而我國的CMC在造紙工業中的應用,其發展速度大致與上述輸入速度同步。CMC是作為涂料保水劑隨國外涂料配方率先進入我國造紙領域的。當時的CMC國內市場是外國公司一統天下,而且價格高，由于用作涂料保水劑的CMC主要是低粘和超低粘型兩種,當時國內企業尚處于研發階段,一徘徊就是幾年。直至上世紀末本世紀初,食品添加用CMC因發展迅速,利潤大幅縮水,很多CMC生產企業才開始調整產品結構,有意識地向造紙用CMC領域進行戰略大轉移。一哄而上的結果,作為民族產業的造紙用CMC的確得到了長足的發展,但市場上的鏖戰也就隨之拉開了序幕,原有的利潤空間也在迅速被壓縮。以生產高檔涂布紙和紙板的引進紙機的CMC溶解裝置一般都是成套跟進的,適合也習慣于使用顆粒狀CMC。至今能夠實用的造粒技術和裝備在國內基本上還是個空白。進口造粒成套裝備耗資巨大,不是那些中小企業能承受得起的。國內只有極個別企業從歐洲購進了造粒設備。僅此一點,使得CMC的主要市場依然掌握在外國公司手中。不過由于國產粉末狀CMC在價格上的巨大優勢,迫使那些經營洋CMC的公司價格上較前些年有大幅回落。這也算是民族工業發展為中國造紙業爭來的利益,功不可沒。

我們有足夠的事實證明國內專業技術成熟的CMC生產企業出品的粉末狀CMC在使用實效上是可以與舶來品平起平坐的。只要溶解裝置設計得合理,使用起來也還是比較方便的。所以,也有不少引進紙(板)機仍采用國產粉末狀CMC,它們因此而降低了生產成本。作者也曾收集到數種進口的粉末狀CMC,分析結果是質量參差不齊,有幾種比國產優質品差多了,但仍有引進紙機或較大型的紙機在堅持長期使用。所以并不是引進紙機和大型紙機就不能使用粉末狀CMC,還有一個習慣、心理和觀念的問題。當然,國產CMC也應向顆?；ν?/p>

2?生產造紙CMC和CMS的主要原料

生產CMC的原料最主要的是精制纖維素。在我國主要是由棉短絨經堿液蒸煮并經洗選、凈化、漂白、干燥等工序精制而成。其α-纖維素含量(質量分數,下同)一般不低于95%,最高可達到99%。國外獲得精制纖維素的另外一條主要途徑是用木材制成漂白木漿。其α-纖維素含量較高的可以達到94%～96%,較差的含量在90%～94%。生產工業級CMC的纖維原料最低α-纖維素含量應不低于88%[1]。要生產出高α-纖維素含量并適用于制造纖維素醚的木漿是不容易的,而且價格也不菲。通常認為,由于木漿纖維素的無定型區多于精制棉,生產時的藥物可及性強于精制棉,因而有利于化學反應的深入并提高醚化劑的有效反應率,也有利于取代基的均勻分布。目前,尚未聽說國內有哪個制漿廠能生產出可用于制造CMC的木漿,其主要問題就是α-纖維素含量和紙漿粘度上不去。用α-纖維素含量低的纖維制造CMC就會給產品質量帶來很多問題,如反應不均勻、純度低、溶解性差、溶液透明度低、產品得率低、藥品消耗高等等。但產品成本將會因為纖維原料的廉價而發生較大幅度的下降。

制造CMS所用原料最主要的是淀粉,來源于玉米、小麥、谷類、馬鈴薯、木薯、甘薯等糧食作物。淀粉較之纖維素更易得、更廉價,這是人們著力通過化學改性將其應用到工業生產各個領域的重要原因之一。天然淀粉一般都是由直鏈淀粉和支鏈淀粉兩部分組成的。來源不同的淀粉其直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量都不一樣,這在很大程度上決定了淀粉的可利用性。薯類淀粉顆粒大而松,易讓水分子進入,糊化溫度低、峰粘高、分子大且直鏈淀粉少,不易分子重排,不易回生(陳化)[2],是變性淀粉制造中樂于選用的原淀粉。