Einsparung von Prozessenergie und Steuerung von Papiereigenschaften durch gezielte chemische Fasermodifizierung

Die Theorie zur Ausbildung der Faser-Faser-Bindung bei der Papierherstellung fußt heute nach allgemeiner Auffassung auf der Ausbildung von Wasserstoff-Brückenbindungen. Entsprechend wird die Erhöhung der Bindefähigkeit vorwiegend mechanisch durch Mahlung erwirkt, um die Faserflexibilität zu erhöhen und somit die wirksame Faseroberfläche und Bindungsfläche zu steigern. Damit handelt man sich entscheidende Nachteile ein, die sich in schlechter Entwässerbarkeit und hohem Energieverbrauch sowie den stringent folgenden Blatteigenschaften ausdrücken. Neue Mechanismen zur Erklärung und Steuerung der Faser-Faser-Bindung stehen erst am Anfang. Ein Weg hierfür ist die molekulare Belegung von Cellulosefasern durch Polymere mit dem Ziel, entropiegesteuerte Prozesse der gegenseitigen Durchmischung und Bindungsausbildung zu unterstützen. Die vorliegende Arbeit liefert – basierend auf theoretischen Arbeiten anderer Arbeitsgruppen – experimentelle Befunde, wie durch schichtweise Belegung von Zellstofffasern Bindungskräfte und Blattfestigkeiten von Papier ohne vorherige Mahlung in einem Pilot-Prozess gesteuert werden können.