При изготовлении различных материалов из асбестовых волокон наибольшее распространение (96%) получил хризотил-асбест, обладающий наиболее ярко выраженным волокнистым строением. Другие применяемые в промышленности виды асбеста (крокидолит-асбест, амозит-асбест), хотя имеют волокна большей длины, чем хризотил-асбест, используются лишь в виде добавок в относительно небольших количествах к хризотиловому асбесту, так как такие волокна характеризуются повышенной жесткостью и плохо разделяются (распушиваются) на тонкие волоконца. Эту добавку осуществляют в основном в производстве строительных материалов при изготовлении асбестоцементных изделий (листовых, труб и пр.).
В зависимости от механической прочности различают три разновидности хризотилового асбеста: прочный (эластичный), полуломкий и ломкий. Прочный асбест быстро набухает в воде с образованием устойчивой суспензии. У ломкого асбеста эта способность выражена значительно слабее так же, как и способность расщепляться на тонкие волоконца. Расщепление обычно осуществляют в водной среде, на старых предприятиях с использованием машин периодического действия (дезинтеграторов, бегунов и роллов), а на более современных предприятиях — с использованием дисковых мельниц, в которых размол осуществляется непрерывным способом. В тех случаях, когда необходимо удалить из асбеста ионы металлов (железо, магний, кальций) асбест обрабатывают раствором соляной кислоты, или лучше в более мягких условиях 25%-ным раствором бисульфита калия или натрия.
Хризотиловый асбест вполне устойчив к действию щелочей, в воде создает щелочную реакцию с рН 10,33 (0,5%-ная суспензия), под действием кислот разлагается. По некоторым данным, дзета-потенциал хризотилового асбеста в интервале рН 2-11 имеет положительное значение. Его изоэлектрическая точка находится при рН 11,3-11,8. В сильнощелочной среде дзета-потенциал хризотилового асбеста всегда имеет отрицательное значение. По другим данным, величина дзета-потенциала хризотилового асбеста в значительной степени определяется его месторождением. Так, например, волокна хризотил-асбеста Баженовского и Актовранекого месторождений в водной суспензии обнаруживают дзета-потенциал +15 мВ, тогда как волокна хризотил-асбеста Джетигаринского и Киембаевского месторождений имеют отрицательный дзета-потенциал, равный — 10 мВ.
С увеличением в композиции содержания базальтовых волокон сопротивление потоку воздуха непрерывно возрастает. Это объясняется созданием базальтовыми волокнами более мелкопористой (следовательно, более плотной структуры), чем целлюлозными волокнами, в результате чего максимальный диаметр пор в бумаге уменьшается по мере увеличения в ней содержания базальтовых волокон. Оптимальное содержание базальтовых волокон в фильтровальной бумаге составляет 40-50%.
Асбестовые волокна обладают рядом ценных бумагообразующих свойств, обеспечивающих возможности их использования при изготовлении многих специальных технических видов бумаги и картона. Они способны расщепляться на тонкие волоконца и образовывать лист бумаги или картона. Однако бумага, полученная из одних лишь волокон асбеста, обладает низкой механической прочностью, которая может быть существенно повышена путем введения в композицию волокон целлюлозы соответствующих связующих (крахмала, жидкого стекла, латексов и др.).
Асбестовые волокна характеризуются высокими термо- и огнестойкостью, низкой электропроводностью, адсорбционной способностью, стойкостью к агрессивным средам, способностью к набуханию. Их успешно используют для изготовления фильтровальных, электро- и термоизоляционных, а также негорючих декоративных материалов. Хотя добавка целлюлозы к волокнам асбеста повышает механическую прочность изготовляемого материала, но при этом одновременно снижается его термо- и огнестойкость.
Поверхностно-активные свойства асбестовых волокон характеризуются развитой удельной поверхностью и электрокинетическим потенциалом. Природный асбест в водной среде набухает и под влиянием механических воздействий расщепляется на тонкие волоконца с одновременным увеличением удельной поверхности, определяющей адсорбционную способность изготовляемого материала. Адсорбционная способность находится в прямо пропорциональной зависимости от удельной поверхности волокнистого материала. В природных волокнах асбеста содержится значительное количество посторонней породы и пыли, удельная поверхность которых очень мала. Их присутствие ухудшает свойства асбеста, в том числе и адсорбционные.
Применение новых производных целлюлозы
При изготовлении разных видов бумаги применяются волокнистые материалы в различных соотношениях. В основном бумагу вырабатывают из двух, трех и более волокнистых полуфабрикатов, образующих таким образом композицию бумаги по виду волокон, или из одного волокнистого полуфабриката, приготовленного для этого соответствующим образом. В большинстве случаев для производства бумаги пользуются волокнистыми материалами растительного происхождения. Однако в последнее время все чаще, особенно для выпуска специальных видов бумаги, применяют волокна как синтетические органического происхождения, так и минеральные (асбестовые, стеклянные, базальтовые и др.). Волокна шерсти в бумажном производстве используются в ограниченном количестве.
Применение новых производных целлюлозы и новых методов обработки позволяет получить целлюлозные материалы, обладающие ценными свойствами, которые отсутствуют у природных и искусственных целлюлозных волокон. Свойства готовой бумаги в значительной степени определяются свойствами исходных волокнистых материалов, которые в свою очередь определяют технологический режим их переработки.
Сведения об идентификации различных волокон, применяемых в бумажной промышленности, по внешнему виду и микроструктурным признакам и книге не приводятся, так как они уже в систематизированном виде опубликованы. Необходимо лишь отметить, что идентификация вида волокон известными методами, особенно микроскопическими, требует опыта оператора и не всегда дает достаточно точный результат. Например, из книги В. Хагена Операция Бернхардт известно, что в период второй мировой войны руководители нацистской Германии, стремясь вызвать экономический хаос в странах своих противников, проводили операцию, получившую название операции Бернхардт и заключающуюся в изготовлении фальшивых денежных знаков, которыми намечалось наводнить враждебные Германии страны.