Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen verschiedenen für die Papierherstellung eingesetzten Polymeren in wässrigen Lösungen

Es wurden verschiedene Polymere systematisch bezüglich ihrer Wechselwirkungen in wässrigen Lösungen und in Faserstoffsuspensionen untersucht. Als Untersuchungsmethoden dienten Viskositätsmessungen, Lichtstreuuntersuchungen, Bestimmungen der Füllstoffretention und die Bestimmung von Blatteigenschaften an hergestellten Laborblättern. Die Ergebnisse der Viskositätsuntersuchungen zeigten, dass in stark verdünnter Lösung schwache Assoziate zwischen ungeladenen und geladenen Polymeren auftreten. Starke Wechselwirkungen zeigten lediglich die Kombinationen von gegennamig geladenen Polymeren, die sich in einer Flockenbildung zwischen den Polymeren in ihren Lösungen zeigten. Mittels der Lichtstreuung wurden zusätzlich lockere, nicht scherstabile schwache Assoziate sichtbar, d.h. sie sind nur schlecht stabilisiert und werden möglicherweise nur temporär gebildet. In Bezug auf die Füllstoffretention führten nur die Polymerkombinationen, die in ihren Lösungen makroskopisch sichtbare Flocken bildeten, zu Synergismen. Die molare Zusammensetzung der Polymermischungen am Retentionsmaximum hängt vom Molmassenverhältnis ab. Um eine maximale Wirkung zu erreichen, braucht man umso mehr von einer Komponente, je geringer deren Molmasse ist. Dies ist unabhängig vom Ladungsverhältnis, solange die beteiligten Polymeren gegennamig geladen sind. Die bei der Untersuchung der Füllstoffretentionen gefundenen Ergebnisse konnten durch Untersuchungen der Blatteigenschaften bestätigt werden. Aufgrund der Ergebnisse konnten neue Mechanismen vorgeschlagen werden, die die Art der Flockenbildung genauer beschreiben. Es wird geschlossen, dass vorwiegend kettenförmige Polyelektrolytassoziate zwischen den Feststoffteilchen verbrückend wirken.

The interactions of different polymers in aqueous solutions and in pulp suspensions were investigated. Measurements of viscosity, light scattering, retention of filler particles, and the investigation of paper properties were carried out in this respect. Measurements of viscosity showed the existence of weak associates between electrically charged and uncharged polymers in strongly diluted solutions. Strong interactions were found for combinations of polymers with opposite electrical charges only. Via light scattering also weak associates were made visible. They seem to be unstable in respect of shear preassure applied and they seem to form temporarily only. Only combinations of polymers which are forming macroscopically visible flocks lead to synergisms regarding the retention of fillers. The molar composition of polymer mixtures that lead to a maximum in retention depends on the ratio of the molar masses. To achieve the highest effect, the more of one component is needed, the lowers its molar mass is. This is independent of the ratio of their electric charge as long as both polymers have different charges. The results obtained by measurements of the retention of fillers were confirmed by inverstigating the paper properties. With these results new mechanisms can be suggested which describe the way of the formation of flocculations in more detail. Mainly chain structured polyelectrolyte associates seem to act as a bridge between filler particles.