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Tratamientos químicos de la celulosa para facilitar su posterior cationización bajo condiciones suaves.

Autor: Roberto Aguado
Universidad Pablo de Olavide
Otros autores: Ana Moral; Ana F. Lourenço; Antonio Tijero; Paulo J. Ferreira
Tipo: Comunicación técnica escrita
Temática: Calidad ambiental y salud; Residuos; Tecnología e innovación
Documentos asociados: Doc. Escrito
Resumen:
La celulosa, particularmente si procede de la madera, es un polímero altamente resistente a modificaciones químicas tales como la inserción de grupos funcionales. Entre estas modificaciones, una de las más populares entre investigadores del sector textil es la cationización: introducción de grupos cargados positivamente en las fibras de algodón. El objetivo es reducir la necesidad de baños de electrolitos para retener tintes aniónicos, disminuyendo así el vertido de residuos.

Principios similares pueden aplicarse en la industria del papel, teniendo en cuenta que la celulosa empleada posee un grado de polimerización muy superior a la del algodón. No obstante, en la literatura suelen encontrarse condiciones demasiado exigentes para la cationización de celulosa: relaciones de agente cationizante respecto a anhidroglucosa entre 4 y 14, altas cantidades de álcali, tiempos superiores a 5 horas, temperaturas superiores a 100 ºC, etc. Es impensable que un proceso en tales condiciones pueda ser implementado en una planta integrada de pasta y papel, o que sea económicamente viable para justificar una nueva planta de producción.

Nuestro trabajo involucra 24 pretratamientos diferentes de pasta kraft de madera de eucalipto, empleando ácido fosfórico, sosa cáustica, EWNN, tiocianato amónico y urea. Tales pretratamientos nunca tienen lugar a temperaturas superiores a 60 ºC. La cationización posterior dura únicamente una hora, se realiza a 65 ºC y la relación CHPTAC/AGU es 1,6. Verificando que los pretratamientos consiguen hacer la celulosa más reactiva, se alcanzan grados de sustitución superiores a 0,15, frente a sustituciones inferiores a 0,02 en fibras no pretratadas. El uso de estas fibras catiónicas junto con fibras convencionales permite que la suspensión ("stock") adquiera carga positiva, facilitando la retención de pigmentos y cargas y reduciendo la necesidad de aditivos no biodegradables en la fabricación de papel.