Целлюлоза – моя дипломная работа.

Способы введения стеклянных волокон в бумагу различны. В некоторых случаях применяют стеклянные нити, покрытые термопластичными смолами в количестве от 5 до 30% к массе стеклянных волокон. Для этой цели применяются алкидные кумароноинденовые смолы, этерифицированные многоатомными спиртами или фенолами, а также гидрированные эфиры природных смол с точкой плавления, соответствующей температуре каландрирования (около 100°С).

Сетку из стеклянных волокон, покрытых смолами, вводят в бумагу на бумагоделательной машине. Иногда бумагу, содержащую стеклянные волокна, изготавливают на двух- или трехсеточной бумагоделательной машине путем соединения слоя из стеклянных волокон с полотном из целлюлозных волокон. В отдельных случаях получают упрочненную бумагу методом распыления стеклянных волокон над поверхностью отливаемого бумажного полотна, а также путем склеивания тканей из стеклянных волокон с двумя бумажными полотнами, между которыми расположена эта ткань.

Пропитанная бумага, укрепленная стеклянными нитями, не чувствительна к дождю, снегу и резкой смене температуры. Поэтому ее можно применять на строительных площадках, где хранится строительный материал. Эту бумагу используют в сельском хозяйстве для защиты посевов и в садоводстве, а также в качестве упаковочной при транспортировке различных аппаратов, мебели и т. п.

При добавке стеклянных волокон в зависимости от вида используемых целлюлозных волокон или способа их получения можно повысить или даже снизить такие показатели свойств бумаги, как сопротивление разрыву и раздиранию, толщину и воздухопроницаемость. Однако показатели сопротивления излому, непрозрачности и стабильности размеров улучшаются.

Базальтовые волокна имеют структуру, отличающуюся от структуры растительных волокон. Они не фибриллируются и при размоле могут лишь измельчаться. Поэтому для получения из базальтовых волокон достаточно прочного материала требуется введение в него соответствующего связующего (жидкого стекла, латексов, поливинилацетатной эмульсии и др.) или же добавление к базальтовым волокнам волокон целлюлозы.

Из шведского источника известно, что в США для изготовления специальных видов бумаги применяются синтетические волокна преимущественно из найлона, дакрона и орлона длиной от 3 до 6 мм и диаметром в 20 мкм. Эти волокна гидрофобны и приготовить из них суспензию в воде трудно. Размолотая масса (вернее, масса, приготовленная из волокон, укороченных до нужной длины) хранится в метальных бассейнах при концентрации 1%. В случае применения композиции синтетических волокон и целлюлозы сначала размалывают синтетические волокна, а затем в размолотую массу добавляют целлюлозу (примерно 25% в композиции) при перемешивании в течение около 30 мин. Связующее вводится на бумагоделательной машине путем пропуска бумажного полотна через ванну с латексом или раствором синтетической смолы. При выработке бумаги из одних только синтетических волокон связующее вводится в клеильный пресс или при помощи спрысков.

Бумага из синтетических волокон по сопротивлениям разрыву и излому часто в 100 раз и более превосходит обычную бумагу из растительных волокон. Высокие показатели механической прочности эта бумага сохраняет, находясь как во влажном состоянии, так и при нагревании до 150-200°С.

Найлоновая бумага характеризуется высокими показателями сопротивления разрыву и удлинения до разрыва, а также стойкостью к щелочам. Бумага из орлоновых волокон долговечна даже в самых неблагоприятных метеорологических условиях и отличается высокой кислотостойкостью. Дакроновая бумага не деформируется при изменении влажности окружающего воздуха и имеет при этом стабильные размеры. Она устойчива к действию сухого нагрева, обладает высокой механической прочностью при высокой эластичности и отличается хорошими электроизоляционными свойствами.

Справочные сведения о свойствах синтетических волокон, применяемых для изготовления разных видов бумаги, даны в книге.

Материал, полученный из фибридов и синтетических волокон, назван текстрилом. После горячего каландрирования он превращается в бумагоподобный материал. При применении только термической обработки (без давления) он становится похожим на текстиль.

Две карты, напечатанные одна на бумаге синтозил, а вторая на обычной картографической бумаге, положили на влажную землю под колеса мощного трактора. После нескольких проходов и торможений обычная картографическая бумага была совершенно порвана, а карта на бумаге синтозил, после того как ее промыли, вычистили щеткой и высушили, осталась практически целой. После увлажнения сопротивление надрыву бумаги из волокон синтозил значительно возрастает. Если сложенный сухой лист этой бумаги с трудом еще можно надорвать, то сделать то же самое с влажным листом той же бумаги совершенно невозможно.

Мешки, сшитые из бумаги синтозил, пролежавшие около часа в воде, наполнили песком и сбросили с определенной высоты. В результате такого испытания оказалось, что швы лопнули, а бумага осталась непорванной.

Все эти сведения хотя и носят, по-видимому, в известной степени рекламный характер, тем не менее дают некоторое представление о возможностях бумаги, изготовленной из синтетических волокон.

С. Окамуба и X. Инагаки приводят данные о некоторых видах бумаги, также изготовленных из синтетических волокон и получивших название бумага па пилон. Подобная бумага изготовляется различными методами с применением в качестве диспергатора натриевой соли полиакриловой кислоты. Для получения бумаги используются полиамидные волокна типа найлона или волокна винилона, которые смешиваются с волокнами из поливинилового спирта. Последние обладают способностью набухать в холодной и растворяться в горячей воде. В процессе сушки на горячих сушильных цилиндрах они прочно связывают между собой волокна найлона или винилона. Указывается на возможность применения в качестве связующего бутадиенсти-рольного латекса или поливинила цетатной эмульсии.

Увеличение количества целлюлозы в композиции бумаги, содержащей синтетические волокна, приводит к снижению пухлости бумаги и пористости листа, повышению его плотности и улучшению пригодности бумаги для письма и печати.

Вместе с тем разработанный американской фирмой Кимберли Кларк Ко вид бумаги под названием тексопринт при высоком содержании в композиции синтетических волокон в сочетании с волокнами беленой сульфатной целлюлозы обладает хорошими печатными свойствами. Это достигается следующим образом. Отлитое на плоскосеточной бумагоделательной машине полотно пропитывается эластомерным латексом, к которому добавлен диоксид титана с общей массой, составляющей до 60% от массы основы. После удаления с поверхности избытка латекса полотно высушивается и на него наносится покровный слой из наполнителя (каолина, диоксида титана) и связующего. Затем полученный материал подвергается каландрированию. Тексопринт отличается стабильностью размеров и равномерной толщиной. Он хорошо воспринимает печатную краску, гибок, несминаем, устойчив к воздействию воды, жира и масел. Для увеличения устойчивости этого материала к царапинам на его поверхность можно нанести слой лака или же покрыть поверхность ацетатной или полиэтиленовой пленкой, что увеличит долговечность материала. Тексопринт выпускается с массой 113, 158, 197 и 267 г/м2.

В Японии разработаны методы изготовления так называемой синтетической целлюлозы и бумаги из нее. Под синтетической целлюлозой подразумеваются целлюлозоподобные продукты, полученные из комбинации синтетических полимеров, например полистирола и полиэтилена, полистирола и со- полимера стирола с акрилонитрилом, полиэтилена и сополимера винилхлорида с винилацетатом и др. Компоненты этих комбинаций смол не вполне смешиваются друг с другом даже в процессе экструзии при нагревании. После отверждения полученный продукт подвергается горячей вытяжке, разрезанию на отрезки длиной 0,3-2,5 см или 5 см и размолу, при котором наблюдается некоторое расщепление волокон, имеющих толщину в 3 денье. Известны и другие способы получения синтетической целлюлозы, а также модификации описанного выше способа.

В СССР к полиэфирным волокнам относятся лавсан, в США — дакрон, в Канаде и в Великобритании — терилен. Все эти полиэфирные волокна отличаются от других синтетических волокон высокой термостойкостью, светостойкостью, лучшими электроизоляционными свойствами и более высокой растяжимостью (удлинением до разрыва).

К полиакрилонитрильным волокнам в СССР относятся нитрон, в США — орлон, в ФРГ — пан, к поливинилспиртовым волокнам — винол, в Японии — винилон и куралон, а к поли-винилхлоридным волокнам в СССР — хлорин, в ФРГ — волокна ПЦ.

В бумаге из синтетических волокон силы связи между волокнами существенно отличаются от сил связи в обычной бумаге, состоящей из растительных волокон. Синтетические волокна не обладают способностью к образованию водородных связей, которые в основном определяют силы связи между размолотыми волокнами целлюлозы в бумажном листе. Поэтому при использовании синтетических волокон для изготовления бумаги обычно приходится прибегать к особым методам производства.

Связь между волокнами осуществляют использованием соответствующих связующих (синтетических смол, латексов и пр.) и введением в композицию бумаги в качестве добавки к термостойким волокнам некоторого количества более легкоплавких волокон, которые плавятся на сушильной части бумагоделательной машины или при горячем каландрировании, связывая при этом между собой тугоплавкие волокна. Некоторые из синтетических волокон могут фибриллироваться при размоле, что способствует образованию сил связи в готовом листе бумаги. Известно также об отливе бумаги из волокон, находящихся в среде органического растворителя. Последний лишь слегка размягчает поверхность волокон, не растворяя их полностью, что дает возможность при уплотнении листа в прессовой части машины и в процессе его сушки получить прочную связь между волокнами.