La nanocel·lulosa és un material fibrós amb un diàmetre inferior als 100 nanòmetres i una longitud que va des de desenes de nanòmetres fins a micròmetres obtinguts mitjançant el tractament de fibres d'una combinació de maneres químiques, físiques, biològiques o múltiples. La unitat molecular més petita de la nanocel·lulosa és la glucosa.
L'estructura molecular dels materials filamentosos de nanocel·lulosa conté un gran nombre de grups hidroxil i una gran relació d'aspecte (200-2000), de manera que estan entrellaçats físicament i densos, i poden mostrar característiques d'alta resistència.
Emmotllament de pasta
L'emmotllament de pasta (fibra modelada o modelat de pasta) és un tipus de pasta feta a partir de matèries primeres de fibra vegetal, com ara productes de paper de rebuig (com paper, cartró), pasta de fusta, polpa de palla, polpa de canya de sucre, etc., que es processa. mitjançant tractament químic o mecànic, i després processat en un material amb una forma i una estructura tridimensionals específiques mitjançant un procés d'emmotllament de motlles.
Les matèries primeres dels productes d'emmotllament de pasta procedeixen de la natura, i els residus es poden reciclar i reutilitzar després del seu ús, de manera que es poden utilitzar àmpliament en envasos d'aliments (tasses, bols, caixes, etc.), envasos de necessitats diàries, envasos de cosmètics i embalatge de peces. L'emmotllament de pasta es considera una de les alternatives sostenibles als envasos de plàstic, que ajuda a reduir la contaminació ambiental i promou el desenvolupament de materials d'embalatge ecològics.
Característiques i requisits de l'emmotllament de pasta
L'emmotllament de pasta és un material estructural tridimensional que utilitza fibra vegetal com a marc bàsic, i el seu rendiment es millora afegint additius químics i materials auxiliars. L'emmotllament de polpa no només requereix una excel·lent resistència interna i resistència superficial, sinó també bones propietats de barrera, a més de satisfer les necessitats refinades d'envasos especials, com ara un bon impermeable i resistent a l'oli, antipols i estellat, una major resistència i una impressió exquisida. .
En el context d'una competència cada cop més ferotge al mercat global, els fabricants d'emmotllament de pasta s'enfronten al repte de reduir costos i millorar el rendiment dels costos del producte. En l'actualitat, molts fabricants redueixen els costos seleccionant polpa de fibra vegetal de menor cost en comptes de polpa d'alt preu. Tanmateix, aquesta simple substitució de matèries primeres pot provocar fluctuacions en el rendiment de la resistència del producte i fins i tot comportar riscos de qualitat. Per tant, els fabricants han d'ajustar les fórmules dels productes segons les condicions reals per garantir que la força i la qualitat dels productes es mantenen alhora que controlen els costos.
Al mateix temps, per convertir-se en una alternativa eficaç als envasos de plàstic, els productes d'emmotllament de pasta han de complir requisits de rendiment de barrera més alts. En els camps d'aplicació de tasses, bols, caixes modelades, etc., moltes empreses han desenvolupat una varietat de nous productes i tecnologies d'aplicació, com ara recobriments de barrera d'emulsió, laminacions de plàstic degradables, l'addició d'agents a prova d'oli sense fluor i el recobriment, polvorització o recobriment de cortina de recobriments superficials. Tot i que el desenvolupament d'aquestes tecnologies és encoratjador, encara existeixen els problemes d'alt cost i de funcionalització insuficient.
A més, el mercat d'emmotllament de polpa de gamma alta té requisits més elevats per a la força i el refinament dels productes. Mitjançant la tecnologia d'impressió refinada i la tecnologia de processament posterior a la premsa, els productes d'emmotllament de polpa poden mostrar un aspecte exquisit, oferir-los més funcions d'embalatge i una millor experiència d'usuari.
Nanocel·lulosa: solució innovadora
La nanocel·lulosa és un material amb una mida a nanoescala. La seva alta relació d'aspecte (200 a 2000) i la seva rica estructura en xarxa li donen propietats físiques i químiques úniques. Aquest material no només té funcions de barrera al petroli i a l'oxigen, sinó que també té característiques naturals verdes i degradables, cosa que el converteix en una de les solucions innovadores per millorar la resistència, la funció de barrera i l'adaptabilitat d'impressió de l'emmotllament de pasta.
Millorar la força de l'emmotllament de la pasta. Afegiu nanocel·lulosa al sistema d'emmotllament de pasta de pasta i aigua i utilitzeu la seva forta capacitat d'adsorció per combinar-se estretament amb les fibres de pasta i donar-li un joc total al seu aspecte filamentos amb una gran relació d'aspecte i una estructura en xarxa per entreteixir físicament i capturar altres materials, com ara com a fibres fines i additius químics. Mitjançant la reacció de reticulació dels grups hidroxil, la densitat i la compacitat d'aquestes estructures entrellaçades es milloren encara més, millorant així eficaçment la resistència de l'emmotllament de pasta.
Millorar l'efecte barrera i optimitzar el processament del recobriment de barrera. La mida nanocel·lulosa de la nanocel·lulosa li permet sinergia amb fibres fines, fibres vegetals i additius químics per modificar la superfície del modelat de paper i pasta, aconseguir una textura més llisa i plana i eliminar porus i forats a nivell de micres. Aquest tractament pot millorar la densitat i les propietats de barrera del paper, proporcionant una base material sòlida per al processament posterior del recobriment de barrera.
Quan la superfície de l'emmotllament de pasta tractada amb nanocel·lulosa es processa amb un recobriment de barrera líquida, la penetració del recobriment a l'interior es redueix a causa de la suavitat i la planitud de la superfície de modelat de paper o pasta. A més, la superfície exterior uniforme ajuda a formar una capa barrera de gruix uniforme, assegurant la consistència i eficàcia de la capa barrera i evitant l'aparició de fuites o punts de penetració.
Cas d'estudi
Moltes institucions de recerca i empreses d'arreu del món estan desenvolupant activament l'aplicació de la nanocel·lulosa en l'emmotllament de pasta, especialment en productes que tenen requisits a llarg termini de propietats de barrera i estabilitat, com ara palets d'aus de corral, carn i peix en el transport de la cadena de fred, tasses de lactis congelats. i ampolles d'aigua que s'han d'emmagatzemar durant molt de temps, i pots o ampolles per a cosmètics, productes per a la cura personal i per a la cura de la llar, que solen requerir baixa velocitat de transmissió de vapor d'aigua (WVTR), baixa velocitat de transmissió d'oxigen (OTR), oli i aigua resistència i propietats de barrera d'oxigen i humitat.
Les ampolles modelades amb polpa poden millorar significativament la resistència interna del producte afegint nanocel·lulosa a la polpa, fins i tot en una quantitat de desenes de quilograms, alhora que fan que la superfície interna del contenidor tridimensional sigui més suau i plana. Aquest mètode de tractament no només millora la densitat general i les propietats de barrera, sinó que també proporciona una millor base per al processament posterior del recobriment de barrera, millorant així la funcionalitat del producte alhora que redueix els costos.
Per exemple, si es dissenya un recobriment (compost per nanocel·lulosa i emulsió acrílica o altres tipus de productes de recobriment), el gruix del recobriment ha d'arribar a les 20 micres per complir els requisits de resistència a l'oli i l'aigua sense afegir nanocel·lulosa a la polpa. Tanmateix, afegint desenes de quilograms de nanocel·lulosa a la polpa per millorar la resistència i les propietats de modificació de la superfície, el gruix del recobriment amb el mateix efecte barrera es pot reduir a 10 micres. L'anàlisi de costos mostra que l'augment de costos causat per l'addició de nanocel·lulosa a la polpa és de 100-200 iuans/tona, però l'estalvi de costos provocat per la reducció del gruix del recobriment pot superar els 1000-2000 iuans/tona. Per tant, l'addició i l'ús de nanocel·lulosa pot esdevenir una solució innovadora per millorar la funcionalitat dels productes d'emmotllament de polpa alhora que es redueix el cost global del producte.
Cal tenir en compte que la introducció de la nova solució anterior només és un cas d'alguns clients, i la situació concreta encara s'ha d'analitzar en detall.
