Целлюлоза – моя дипломная работа.

Исследованиями, проведенными в Финляндии, установлено, что отбелку механической массы (ДДМ, ТММ) пероксидом водорода целесообразно осуществлять при высокой концентрации (20-30%) с добавкой отбеливающего раствора в одну стадию с прессованием массы, что дает экономию пероксида водорода и снижает расход энергии на процесс. При снижении давления спрессованная масса, на поверхности которой находится отбеливающий раствор, ведет себя подобно губке, и внутрикапиллярные силы в массе способствуют равномерному распределению раствора в толще массы. Этим методом можно получить белизну массы свыше 75% /БО.

Судя по данным ТАРР (1986, № 10, р. 19) со ссылкой на наблюдения Научно-исследовательского центра бумажной промышленности Франции, высокая степень белизны ДДМ (82- 85%) может быть достигнута с использованием при одноступенчатой отбелке повышенного расхода пероксида водорода (5-10%). При двухступенчатой отбелке, регенерации непрореагировавшего раствора Н2О2 после второй ступени отбелки и расходе пероксида водорода 3,9-4,1% степень белизны достигает 83%.

Из литературных данных известно, что беленую ХММ можно успешно использовать для замены ею беленой сульфатной целлюлозы при выработке ряда видов бумаги. Преимуществами в этих случаях являются более низкие капитальные затраты и эксплуатационные расходы, более высокий выход волокнистого материала из древесины, простота в эксплуатации соответствующего оборудования, снижение вредного воздействия на окружающую среду и быстрая окупаемость установки.

Беленая ХММ со степенью помола 15 -20°ШР применяется в производстве пушонки, предназначенной для изготовления детских пеленок, заменяя при этом от 40 до 80% беленой сульфатной целлюлозы. При степени помола 22-36°ШР беленая ХММ способна заменить от 25 до 40% беленой сульфатной целлюлозы в композиции туалетной и полотенечной бумаги, обеспечивая при этом более высокие показатели пухлости и мягкости! В композиции различных видов картона ХММ со степенью помола 36-45°ШР может заменить до 50% хвойной сульфатной целлюлозы с одновременным увеличением показателей жесткости и прочности картона на сжатие.

Для отбелки ДДМ могут быть использованы различные отбеливающие вещества: боргидрид, гидросульфит цинка, надуксусная кислота, пероксид водорода и др. Считается, что наиболее целесообразно применение для отбелки ДДМ пероксида водорода. Серьезный недостаток беленой ДДМ — ее склонность к пожелтению при хранении. При использовании для отбелки ДДМ пероксида водорода этот недостаток сказывается в меньшей степени, чем при применении других отбеливающих веществ. Было исследовано также влияние на свойства ДДМ ее отбелки озоном при высокой концентрации. При этом было установлено, что обработка озоном повышает белизну ДДМ, но после промывки масса заметно желтеет. Избежать пожелтения ДДМ удалось введением в нее пероксида водорода в количестве 0,2- 0,6% к массе абс. сухих волокон непосредственно перед обработкой ее озоном (1% к массе волокон). Подобный метод обработки, известный под названием процесс папризо н, обеспечивает устойчивое повышение белизны ДДМ при наличии высоких показателей ее сопротивлений разрыву и продавливанию. Эффект повышения белизны в данном случае, как указывает Н. Либергот, не связан со значительным удалением лигнина, о чем свидетельствует лишь небольшое (менее 1%) снижение выхода массы в результате указанного метода отбелки ДДМ.

Для получения ТММ с повышенной белизной ее отбелку рекомендуется осуществлять перекисью водорода в количестве 2,5% при концентрации массы 20%.

По данным, опубликованным в шведском журнале, беленую ДДМ в значительном количестве можно использовать в композиции бумаги-основы для мелования в тех случаях, когда некоторое пожелтение бумаги вследствие ее старения не является определяющим свойством. При этом состав покровного слоя должен обеспечивать максимальное сохранение белизны мелованной бумаги.

Использование беленой ДДМ в композиции высококачественной бумаги для печати, не имеющей покровного слоя, ограничено несколько пониженной степенью белизны бумаги. Для ограничения дефекта пылимости необходима в данном случае поверхностная проклейка подобной бумаги.

Затем были составлены 6 композиций газетной бумаги, из которых 1-я и 2-я являются стандартными в США и Канаде, 3-я — в странах Центральной Европы, 4-я — на предприятии г. Брук (Австрия), 5-я — модификация композиции 2 с целью уменьшения удельного расхода электроэнергии при выработке газетной бумаги, 6-я — композиция опытных партий газетной бумаги.

Разумеется, что окончательная оценка эффективности производства газетной бумаги различного композиционного состава должна учитывать показатели качества получаемой бумаги, возможности изготовления ее с пониженной массой 1 м2 и безобрывного изготовления газетной бумаги на современных быстроходных бумагоделательных машинах.

Мероприятия по снижению энергоемкости производства ТММ сводятся обычно к усовершенствованию конструкции и работы я дисковых мельниц за счет выбора надлежащего материала дисков, поиска оптимального рисунка выступов на дисках, а также за счет максимальной регенерации тепла в процессе производства ТММ.

Если щепу, поступающую в дисковую мельницу, не подогревать, т. е. осуществлять процесс получения РДМД, то можно несколько снизить расход энергии с одновременным достижением примерно одинаковых с ТММ показателей механической прочности и непрозрачности изготовляемого продукта. Таким образом, процесс получения РДМД является упрощенной и рациональной модификацией процесса получения ТММ. При этом расход энергии при изготовлении РДМД несколько выше, чем при получении РДМ, но примерно на 10% ниже, чем при выработке ТММ.

Одна из типичных схем получения ТММ состоит в следующем. После промывки щепа подается из бункера в пропарочную трубу, в которой при давлении 206 кИа осуществляется пропарка в течение 1,5 мин. Затем пропаренная щепа поступает на 1-ю ступень размола в двухдисковую мельницу, работающую при повышенном давлении. Далее, после удаления пара и охлаждения холодной водой, масса подается на 2-ю ступень размола в аналогичную дисковую мельницу, но работающую при атмосферном давлении. Затем масса поступает в промежуточный бассейн, подвергается очистке и сгущению. Отходы сортирования измельчаются в дисковой мельнице малого размера и возвращаются в систему.

Опыты прививки на готовой бумаге к волокнам целлюлозы винилацетата, метилметакрилата, поливинйлацетата и полиметилметакрилата были проведены в ФРГ и описаны в работе К- Нитцля и А. Диетля. Авторы этой работы приходят к выводу, что методами прививочной сополимеризации и прививок полимеров к целлюлозным волокнам можно получить широкий ассортимент новых видов бумаги, отличающихся разнообразными свойствами.

Влияние прививки к целлюлозе жесткого полимера акрилонитрила на бумагообразующие свойства целлюлозных волокон, а также на свойства бумаги из таких волокон изучалось Н. П. Перекольским с сотрудниками. Установлена возможность при определенных условиях введения в целлюлозу 75% акрилонитрила. Рекомендуется прививку осуществлять на готовой бумаге, так как прививка на целлюлозных волокнах до или после их размола приводит к потере бумагообразующих свойств.

Прививка к целлюлозе акрилонитрила, осуществленная на готовой бумаге, повышает разрывную длину, сопротивление излому и продавливанию, а также прочность бумаги во влажном состоянии. Сопротивление раздиранию и воздухопроницаемость остаются без изменения. Гидрофобность бумаги по сравнению с исходной повышается, тогда как гидрофобность собственно целлюлозного материала не изменяется. Однако это не приводит к повышению степени проклейки бумаги. В результате искусственного термического старения последняя по сравнению с исходной обнаружила резкое снижение показателей механической прочности, в особенности сопротивления излому.

Была проведена работа по прививке полиакрилонитрила (ПАН) к поверхности небеленой сульфатной целлюлозы картона крафт-лайнер при использовании в качестве катализатора системы ионов железа и пероксида водорода. В результате наблюдений было установлено: по мере увеличения степени прививки ПАН, что контролировалось по увеличению массы, линейно возрастает величина усилия для изгиба картона. При повышении температуры привитой картон обнаруживает свойство термопластичности. Прививка ПАН к картону значительно улучшает его устойчивость по показателю кольцевой опорной жесткости, особенно во влажном состоянии.