Целлюлоза – моя дипломная работа.

Если бумага, ставшая бумажной макулатурой, изготовлялась в свое время не на целлюлозно-бумажном комбинате, а на бумажной фабрике с использованием листовой целлюлозы, то очевидно, что волокна подвергались ранее еще одному процессу сушки на сушильной части пресспата целлюлозного завода. Это также не могло не вызвать необратимых изменений некоторых свойств растительных волокон. В результате необратимых изменений и уноса части мелких волокон через сетку при формовании бумажного полотна степень помола распущенной на волокна бумажной макулатуры всегда несколько ниже соответствующей степени помола исходной массы, из которой в свое время изготовлялась бумага, превратившаяся затем в бумажную макулатуру. При одинаковой степени помола по сравнению с волокнами целлюлозы волокна бумажной макулатуры отличаются заметно пониженной способностью к набуханию.

Силы связи между волокнами, разрывная длина, удлинение до разрыва, а также сопротивления излому и продавливанию вторичной бумаги, изготовленной из 100%-ной бумажной макулатуры, при всех прочих равных условиях, всегда ниже соответствующих показателей исходной бумаги. Показатели же сопротивления раздиранию, непрозрачности и впитывающей способности обычно у вторичной бумаги несколько выше, чем у исходной. Указанное справедливо и для бумаги, которая изготовляется из 100%-ного сухого оборотного брака.

Особенно заметно снижение величины основных показателей механической прочности бумаги при использовании для ее изготовления бумажной макулатуры, содержащей в значительном количестве минеральные наполнители, древесную массу и лиственную целлюлозу.

Исследованием бумагообразующих свойств волокон из различной макулатуры занимался В. Н. Мороз (Целлюлоза, бумага и картон: Обзор, информ. — М.: ВНИПИЭИлеспром. Он показал, что бумагообразующие свойства регенерированных волокон определяются количеством циклов переработки при повторном использовании волокнистых полуфабрикатов, их способами получения и морфологическими особенностями.

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.

Наблюдения при степени помола лиственной целлюлозы 40°ШР показали, что целлюлоза Светогорского комбината из березовой древесины по сравнению с целлюлозой из осины и из смеси осины с березой имеет большую разрывную длину в 1,2- 1,3 раза, большее сопротивление излому в 1,4-2,7 раза и большее удлинение до разрыва в 1,3 раза. Видимо, столь высокие сравнительные показатели механической прочности беленой сульфатной целлюлозы из древесины березы объясняются не только породой использованной древесины, но и особенностями технологического режима изготовления этой целлюлозы на Светогорском комбинате. Вместе с тем по показателю белизны березовая целлюлоза Светогорского комбината несколько уступала целлюлозе Котласского комбината из смеси осины с березой. Установлено, что в композиции писчей бумаги лиственную целлюлозу Светогорского комбината целесообразно использовать в количестве 65-70%.

Введение в композицию бумаги 10-15% лиственной целлюлозы заметно улучшает однородность и просвет бумаги. Добавка в композицию бумаги для печати 20-30% лиственной целлюлозы в беленом виде достаточна для обеспечения надлежащих печатных свойств бумаги. Одновременно подчеркивается необходимость поступления на бумажную фабрику лиственной целлюлозы без примеси целлюлозы хвойных пород древесины. Опыт отечественных и зарубежных предприятий показал, что раздельная варка древесины хвойных и лиственных пород, отличающихся морфологическим строением и химическим составом, обеспечивает получение бумажной массы лучшего качества, нежели совместная варка этих видов древесины. Поэтому на целлюлозном заводе должен быть отдельный технологический поток варки, промывки, очистки и отбелки целлюлозы из древесины лиственных пород. Больше того, целесообразным является раздельная переработка пород лиственной целлюлозы (березы и осины), при которой для каждой породы может быть использован оптимальный режим варки и отбелки. Однако это связано с технологическими трудностями разделения таких пото-ков на действующих предприятиях.

Сопоставлением свойств березовой и осиновой видов целлюлозы, изготовляемых на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности СССР, занимались Л. И. Семкина, В. Е. Гурьянов, Д. У. Товстошкурова с сотрудниками, которые отметили, что сосуды древесины березы приблизительно близки по размерам к волокнам, что и служит причиной лучшей поверхностной прочности бумаги из березовой целлюлозы.

Они сравнивали свойства беленой березовой сульфатной целлюлозы Светогорского целлюлозно-бумажного комбината со свойствами беленой осиновой сульфатной целлюлозы Херсонского ЦБК и свойствами беленой сульфатной целлюлозы Котласского ЦБК, состоящей из смеси 60% осиновой и 40% березовой целлюлозы. В результате испытаний отливок бумаги с массой 75 г/м2, полученных из указанных видов целлюлозы, размолотой до 60°ШР, было установлено, что целлюлоза из древесины березы отличалась исключительно высокими показателями механической прочности и ее разрывная длина достигала 9600 — 10500 м, сопротивление раздиранию 600-670 мН и сопротивление излому 730-1900 двойных перегибов, что превышало сопротивление излому двух других видов целлюлозы и 1,5 3,4 раза.

Показатели механической прочности всех трех видов цел люлозы, использованных неразмолотыми, были примерно одинаковыми, за исключением показателя сопротивления раздиранию; который у березовой целлюлозы превосходил в 1.7 раза соответствующий показатель у осиновой целлюлозы и в 2,8 раза — этот показатель у целлюлозы из смешанных пород древесины.

Последующие наблюдения показали, что изменения показателей механических свойств разных видов лиственной целлюлозы в основном происходят в начальный период размола, т. е. до степени помола 30-40°ШР. Это приводит авторов работы к выводу, что оценку бумагообразующих свойств целлюлозы из древесины лиственных пород целесообразно проводить при степени помола 40°ШР вместо 60°ШР.

При сравнении свойств сосновой сульфатной и сосновой поли сульфидной видов целлюлозы, не подвергавшихся обычной сушке, Г. Гасперсон с сотрудниками установили, что полисульфид н а я целлюлоза отличается от соответствующей сульфатной несколько более высокой разрывной длиной и пониженным сопротивлением раздиранию. В результате сушки 7= 100° С в течение 20 ч у обоих видов целлюлозы наблюдалось небольшое снижение разрывной длины и увеличение сопротивления раздиранию, что можно объяснить продолжительным разрыхляющим действием высокой температуры на подвергающийся испытанию образен целлюлозы. Вместе с тем в результате сушки возрастают связи между микрофибриллами внутри отдельных волокон, что приводит к снижению их размолоспособности.

Снижение прочности на разрыв в результате сушки у полисульфидной целлюлозы было большим, чем у сульфатной. По сравнению с сульфатной целлюлозой полисульфидная имеет большее количество глюкоманнана, который, находясь между фибриллами, образует прочные связи. При сушке же происходит ороговение глюкоманнана, способствующее повышению сопротивления целлюлозы последующему размолу.

Из данных С. Б. Фогмана также известно, что полисульфидная целлюлоза по сравнению с обычной сульфатной целлюлозой труднее подвергается размолу й требует большого расхода энергии на этот процесс. При этом у полисульфидной целлюлозы в сравнимых условиях размола происходит незначительное уменьшение степени непрозрачности и сопротивление раздиранию. Как указывают Д. В. Клейтон и А. Сакаи, при одной и той же степени провара выход полисульфидной целлюлозы выше, а белизна ее ниже, чем обычной сульфатной целлюлозы.

По данным А. П. Драчева, Т. Ф. Личутиной и Ю. А. Малкова [15], полисульфидный метод изготовления целлюлозы с регенерацией варочного раствора путем каталитического окисления белого щелока применительно к условиям работы Соломбаль-ского целлюлозно-бумажного комбината обеспечивает получение целлюлозы с требуемым показателем механической прочности и более высоким (на 1,0-1,5%) выходом из древесины, чем сульфатный.