Целлюлоза – моя дипломная работа.

Беленая ХММ со степенью помола от 45 до 74°ШР может быть использована в композиции различных видов бумаги для печати (как с содержанием древесной массы, так и без нее), заменяя до 40% хвойной или лиственной беленой сульфатной целлюлозы. При этом возрастает прочность бумажного полотна во влажном состоянии, показатель безобрывной работы бумагоделательной машины, улучшаются качество формования полотна, его гладкость и печатные свойства.

При изготовлении товарной продукции в беленом виде ТММ и ХММ для лучшего сохранения во времени показателей их физико-механических свойств существенное значение имеет способ и режим сушки этих полуфабрикатов. Установлено, что при контактном мягком режиме сушки прочностные свойства обоих видов массы изменяются незначительно, при воздушном же режиме сушки интенсивность снижения прочностных свойств с ростом температуры увеличивается.

Было отмечено, что при хранении физико-механические показатели ХММ снижаются в меньшей степени, чем соответствующие показатели ТММ. При этом ТММ из древесины хвойных пород наиболее целесообразно высушивать контактным способом в мягких режимах, а ХММ из древесины лиственных пород поставлять с влажностью 50% без высушивания.

Можно предположить, что поставку товарной ХММ без высушивания с влажностью 50% авторы рекомендуют не для зимнего периода времени, в течение которого может иметь место отрицательное влияние смерзания этого полуфабриката при длительном его пребывании при низких температурах. Нужно иметь в виду, что и при положительных температурах окружающего воздуха одновременная перевозка с целлюлозой значительного количества воды вряд ли экономически окажется оправданной. Поэтому вопрос о наиболее рациональном режиме сушки товарной ХММ из лиственной древесины требует дальнейшей разработки.

Наблюдения сотрудников ЦНИИБа (Т. А. Бондаревой, В. А. Захарченко, М. Г. Мутовиной) совместно с инженерно-техническими сотрудниками Котласского целлюлозно-бумажного комбината (Н. В. Балакшиной, А. А. Дыбциным, А. Т. Олей-ник, В. Н. Стрекаловой) показали, что переработка неокоренной древесины наряду с положительными сторонами (исключение труда и энергоемкой операции — окорки древесины, уменьшение потерь древесины и получение дополнительного количества волокна) имеет ряд отрицательных (повышение расхода химикатов на варку, уменьшение производительности оборудования целлюлозного завода и ухудшение качества полуфабрикатов).

Повышенное (5-17%) содержание коры в щепе при раздельной сульфатной варке древесины березы и осины снижает выход, повышает сорность и содержание экстрактивных веществ в целлюлозе. При совместной варке древесины березы и осины с повышенным содержанием коры в большей степени повышается сорность и смолистость целлюлозы, чем при раздельной варке. Практика работы Котласского целлюлозно-бумажного комбината показала, что увеличение содержания березовой коры свыше 5% в технологической щепе вызывает значительные затруднения в технологических процессах варки, промывки и отбелки целлюлозы.

Когда в композиции бумаги используется как целлюлоза из хвойных пород древесины, так и из лиственных пород, в особенности при сколько-нибудь значительном содержании последней, лучше всего размол этих видов целлюлозы вести раздельно по режиму, оптимальному для каждого вида целлюлозы. Следует иметь в виду, что при совместном размоле сульфитной целлюлозы из хвойных пород древесины и сульфатной целлюлозы из лиственной древесины первая из этих видов целлюлозы легче поддается размолу. Степень помола такой композиции в основном повышается за счет размола сульфитной целлюлозы, волокна же сульфатной целлюлозы из лиственных пород древесины практически остаются неразработанными и служат своего рода волокнистым наполнителем.

Существенен и экономический фактор применения лиственной целлюлозы в производстве бумаги: древесина лиственных пород дешевле хвойных и ее применение расширяет сырьевую базу для бумажной промышленности.

А. Арлов приводит сравнение между собой свойств сульфитных и сульфатных беленых видов целлюлозы (хвойных и лиственных). Он отмечает, что беленая сульфитная целлюлоза обладает наибольшей скоростью обезвоживания, светонепроницаемостью и наименьшей механической прочностью.

Коротковолокнистая целлюлоза лиственных пород древесины снижает механическую прочность бумаги и при значительном содержании в композиции бумаги вызывает ее пылимость. Уменьшить или даже ликвидировать эти дефекты возможно применением на бумагоделательной машине клеильного пресса, а также введением в композицию бумаги крахмала или карбоксиметил-целлюлозы.

При оценке прочности лиственной целлюлозы нужно иметь в виду, что показатель разрывной длины не является характерным. Он может иметь ту же величину, что и у хвойной целлюлозы. Однако показатели сопротивлений раздиранию и излому обычно у лиственной целлюлозы имеют более низкое значение сравнительно с соответствующими показателями хвойной целлюлозы.

Волокна лиственной целлюлозы в водной суспензии образуют менее прочную структуру, чем волокна хвойной целлюлозы и в процессе приготовления бумажной массы относительно легко флотируются или оседают в бассейнах. Использование лиственной целлюлозы влечет за собой повышение содержания мелких волокон в сточной воде, что увеличивает нагрузку на улавливающую аппаратуру.

Введение в бумагу целлюлозы лиственных пород древесины снижает влагопрочность бумажного полотна. При чрезмерно высоком содержании этого полуфабриката в композиции бумаги и при повышенной скорости бумагоделательной машины могут быть обрывы бумаги. По-видимому, это обстоятельство вместе с пониженным сопротивлением раздиранию являются причинами ограничения верхнего предела содержания лиственной целлюлозы в бумаге. Наличие вакуум-пересасывающего устройства с надлежащей структурой сукна (незабивающейся мелкими волокнами) и при соответствующей промывке сукна, а также ограничение растяжения бумажного полотна между узлами бумагоделательной машины облегчает выработку бумаги с высоким содержанием лиственной целлюлозы на высокой скорости машины.

Скорость размола различных целлюлоз определяется не содержанием в них пентозанов, а всеми низкомолекулярными фракциями, включая и пентозаны (по данным Н. Я. Солечника,

Л. Н. Антонович и Л. Е. Акима). Наибольшее значение, по-видимому, имеет фракция гемицеллюлоз, растворимая в 5%-ном растворе гидроксида натрия. Поэтому многие авторы считают, что количество гемицеллюлоз, определяемое методом щелочной экстракции, является характерным показателем бумагообразующих свойств целлюлозных волокон.

Однако следует иметь в виду, что гексозаны, являющиеся основным компонентом хвойных пород древесины (в частности, глюкоманнаны и галактоглюкоманнаны), более эффективно влияют на способность целлюлозы к размолу и на бумагообразу-ющие свойства волокон, чем пентозаны (в частности, глюкуро-ноксиланы), являющиеся основным компонентом гемицеллюлоз лиственных пород древесины. Л. Котрэлл объясняет этот факт-тем, что маннан по сравнению с ксиланом имеет на каждый глюкозный остаток одну лишнюю гидроксильную группу, которая обладает к тому же большей активностью по отношению к воде, чем все остальные гидроксильные группы. Благодаря этому маннаны и обеспечивают большую прочность связей между волокнами. Это и позволило многим авторам рекомендовать их введение в бумажную массу с целью ускорения процесса размола, а также для повышения механической прочности вырабатываемой бумаги.

В значительной степени бумагообразующие свойства растительных волокон определяются содержанием в целлюлозе по-лиуронидов-углеводов, содержащих типичные группы уроновых кислот и тесно ассоциированных с лигнином (по данным Л. Кот-рэлла и др.). Количество полиуронидов в целлюлозе определяют по содержанию карбоксильных групп, имеющихся в полиурони-дах. Одним из углеводов полиуронидного характера является пектин, влияние которого на скорость размола волокон и способность образовывать прочный лист бумаги отмечается многими авторами (Клаудиц, Саарино, Вюрц и др.).

Бумага не идеально упругое и не идеально вязкое тело. В ней проявляются как упругие, так и вязкопластические свойства называемые реологическими и в значительной степени определяемые бумагообразующими свойствами волокон, из которых состоит бумага.

Из шести исследованных видов волокон наибольшей упругостью обладают волокна хлопка, а наибольшей пластичностью волокна соломенной целлюлозы (по данным В. П. Аликина) Волокна сульфатной и сульфитной древесных видов целлюлозы имеют промежуточные значения упругих свойств, причем сульфатные волокна более упруги, чем сульфитные, а небеленые волокна более упруги, чем те же волокна, подвергнутые отбелке.

Если в классических теориях упругости и пластичности фактор времени не учитывается при установлении связи между напряжениями и возникающими при том деформациями, то в исследованиях свойств бумаги просто невозможно пренебречь этим основным фактором реологии. При испытании прочности бумаги на разрыв продолжительность приложенной нагрузки при прочих равных условиях определяет величину разрывного груза. Чем быстрее разрывается полоска, тем больше ее разрывной груз. Поэтому при определениях разрывного груза необходимо иметь в виду условность этой величины, соответствующей строго регламентированной скорости нагружения полоски бумаги. Однако в процессе использования бумаги и бумажных изделий они практически не подвергаются воздействию разрывной нагрузки и поэтому важным показателем являются реологические свойства бумаги в эксплуатационных условиях.

Механизм процесса деформации бумаги в результате ее увлажнения и последующей сушки связан не только с явлениями набухания волокон, расклинивающего и пластифицирующего Действия воды, но и с сопутствующей этому релаксацией напряжений в структуре бумаги, что приводит к смещению волокон и нарушению линейных размеров бумаги.