Процесс старения бумаги и изменения при этом ее физико-механических и химических свойств протекает во времени и математически ход этого процесса с прогнозированием долговечности бумаги можно описать наиболее точно с привлечением для этого кинетической теории прочности материалов, разработанной академиком С. Н. Журковым. Именно эта теория с научно обоснованным учетом фактора времени оправдала себя практически для различных твердых тел кристаллического, аморфного и гетерогенного строения с различным типом межатомных связей. Она же оказалась вполне пригодной и для бумаги;
Реологические представления являются важными не только применительно к свойствам готовой бумаги или бумажных изделий, но и ко всем процессам бумажного производства. Поэтому бумагообразующие свойства волокнистых материалов не должны рассматриваться в отрыве от реологии — сравнительно молодой науки, методы которой еще, к сожалению, слабо используются в теории и практике производства бумаги.
Между тем знание реологических характеристик потоков различных волокнистых суспензий и внутренних структурных преобразований в них при разных режимах течения бумажной массы с хлопьеобразованиями или диспергированием хлопьев дает возможность обеспечить надлежащий напуск массы на сетку бумагоделательной машины и равномерный отлив бумажного полотна с высокими показателями его механической прочности при необходимой ориентации или дезориентации волокон.
Влияние химического состава технической целлюлозы на ее бумагообразующие свойства
Влияние клетчатки и гемицеллюлоз на бумагообразующие свойства волокон
Особого рассмотрения заслуживает вопрос о влиянии химического состава технической целлюлозы на бумагообразующие свойства ее волокон. Однако он также недостаточно полно изучен, и в настоящее время могут быть высказаны лишь отдельные положения общего характера.
Техническая целлюлоза содержит целлюлозные цепи различной длины. Говоря о химическом составе технической целлюлозы, имеют в виду прежде всего содержание в ней клетчатки, гемицеллюлоз и лигнина.
О содержании клетчатки принято судить по содержанию -целлюлозы — так условно назвали высокомолекулярную часть целлюлозы, не растворяющуюся в 1.7,5%-ном растворе гидроксида натрия и состоящую из цепей различного количества глюкозных остатков (200 и более). Хотя содержание а-целлюлозы в разных видах технической целлюлозы может быть одинаковым, тем не менее свойства этих видов целлюлозы и, следовательно, свойства изготовляемых из них образцов бумаги могут в значительной степени отличаться из-за различий фракционного состава -целлюлозы по длине цепей.
При определении содержания -целлюлозы в небеленых видах целлюлозы, имеющих значительное количество лигнина, должна быть сделана поправка на содержание лигнина, который в условиях определения а-целлюлозы в основном также оказывается нерастворимым вместе с -целлюлозой в 17,5%-ном растворе гидроксида натрия.
Принято -целлюлозу отождествлять с клетчаткой, однако такое отождествление должно быть признано условным. Так, Н. И. Никитин указывает, что а-целлюлоза из сульфатной вискозной (сосновой) целлюлозы содержит 2% гемицеллюлоз и 98% целлюлозы.
Хотя при высоком содержании а-целлюлозы волокнистый материал сам по себе обычно отличается повышенными показателями механической прочности, химической и термической стойкости, а также долговечности и стабильности белизны, но для получения прочного полотна бумаги необходимо наличие в технической целлюлозе гемицеллюлозных спутников. Без этих спутников или без искусственного добавления веществ, их заменяющих, чистая а-целлюлоза не склонна к фибриллированию в процессе размола и легко рубится.