Целлюлоза – моя дипломная работа.

По данным французских источников, в Японии разработана широкая программа увеличения производства бумаги из синтетических волокон. По некоторым сведениям, предполагается, что к 2000 г. в Японии выпуск бумаги из синтетических материалов составит 40-50% от общего выпуска бумаги в этой стране.

В числе применяемых в Японии способов изготовления бумаги из синтетических материалов необходимо отметить также уже упомянутый выше способ использования для этой цели пленок полимеров с приданием им свойств, характерных для бумаги: непрозрачности, восприимчивости к печатным краскам и др. С этой целью пленку при ее изготовлении подвергают растяжению в двух взаимно перпендикулярных направлениях, после чего ее покрывают суспензией, содержащей белые пигменты. Это покрытие с использованием методов химической обработки осуществляют таким образом, чтобы придать пленке непрозрачность и микрошероховатую поверхность, способствующую хорошему закреплению печатной краски. Одновременно устраняются заряды статического электричества, которые возникают на поверхности пленки в процессе ее изготовления. Изменяя технологию химической обработки, можно придать поверхности синтетического материала различную степень лоска и непрозрачности. Непрозрачность подобного рода особой синтетической бумаги может быть достигнута и другими способами, например введением в массу специальных добавок в процессе производства полимеров (полипропилена или полиэтилена) либо при экструзии пленки.

Изготовленная указанным способом синтетическая бумага обладает наряду с другими ценными свойствами также стабильностью размеров при увлажнении, т. е. практически нулевой линейной деформацией. Благодаря этому она особо рекомендуется для использования при многокрасочной офсетной печати, в особенности односторонней. При этом краска на ней высыхает значительно быстрее, чем на обычной бумаге из растительных волокон.

Выпускаемые в настоящее время синтетические виды бумаги могут быть подразделены на две основные группы: виды бумаги из синтетических волокон и на основе пластической пленки. Вторая группа синтетических видов бумаги используется в основном для замены писчих и применяемых для печати видов бумаги. Бумага этой группы изготовляется не на обычном бумагоделательном оборудовании, а получается либо непосредственно в результате процесса экструзии, либо путем последующей поверхностной обработки пленки.

Надлежащие бумагоподобные свойства придаются пленке различными способами: путем введения в ее композицию пигментов и наполнителей, нанесением микропористого поверхностного слоя с приданием поверхности по желанию глянцевитости или матовости и различной степени прозрачности, обработкой поверхности коронным разрядом, что сообщает ей хорошую способность восприятия печатной краски, и другими способами.

Пленочная бумага изготовляется из полиэтилена полипропилена, полистирола и других синтетических полимеров. Один из видов пленочной синтетической бумаги состоит из полисти-рольной основы, покрытой с обеих сторон полиэтиленом.

Производство подобных видов синтетической бумаги получило наибольшее распространение в Японии. Изготовляются они также в США, Англии, ФРГ и в других странах.

Хорошо себя зарекомендовала синтетическая бумага типа бумажной кальки. Применяется высококачественная мелованная бумага на основе пленки с отличными печатными свойствами. Известно применение синтетической пленочной бумаги и тонкого картона типа пенопласта. Такой материал, отличающийся высокими амортизационными свойствами, хорошо прилегает к поверхности, имеет высокие печатные свойства и при одинаковой массе 1 м2 за счет большей толщины отличается повышенной жесткостью. Синтетические пленочные виды бумаги благодаря своей прочности, влагостойкости, стабильности размеров и другим ценным свойствам используются в регистрирующих приборах и электронно-вычислительных машинах, в качестве писчей, картографической, различных видов бумаги для печати, а также мешочной и оберточной видов бумаги.

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 городе Франклин (США) действует первая в мире установка по переработке городских твердых отходов. Из отходов выделяют волокна для бумажной промышленности, металлический лом на переплавку и остатки на сжигание. Отбросы загружаются в гидроразбиватель, где тряпье, пленки пластмассы, бумага и хрупкие неорганические материалы (стекло, алюминий) измельчаются и в виде суспензии выходят через небольшое отверстие. Неизмельченные отбросы элеватором удаляются из ванны гидроразбивателя, а суспензия поступает в гидроциклон, в котором очищается от всех тяжелых примесей (металлов, костей, пластической массы, стекла и пр.). Дальнейшая очистка от мелких частей загрязнений (песка, стекла, золы и обрывков органических материалов) осуществляется на сортировках, центриклинерах и ситах. Сгущенная волокнистая масса подвергается варке со щелочью, при которой жиры омыляются, волосы, шерсть и синтетические волокна разлагаются, а битум и парафин диспергируются. При этом одновременно уничтожаются микроорганизмы: бактерии, плесневые грибы и др. Получаемая волокнистая масса по своим свойствам близка к свойствам массы из смешанной бумажной макулатуры. Она может быть использована для выработки коробочного и гофрированного картона. После отбелки ее можно использовать в композиции газетной бумаги и офсетной бумаги невысокой белизны.

В США различают три основных вида волокон из макулатуры: 1) заменители целлюлозы (обрезки картона и бумаги из беленой целлюлозы), которые, помимо роспуска на волокна, не требуют дополнительной обработки; 2) волокна из облагороженной макулатуры (после удаления типографской краски); 3) волокна из макулатуры массового типа (смешанная макулатура, газетная бумага, гофрированный картон). Последний вид волокон составляет примерно 70% от массы используемых вторичных волокон и применяется в основном для выработки картона и строительных плит.

В ФРГ макулатура, требующая специальной обработки, делится на следующие виды: макулатура с печатью; макулатура, содержащая битум; смешанная макулатура (с примесью мелованной, лакированной и влагопрочной макулатуры) и вла-гопрочная макулатура. Е. Хегер описывает основные принципы обработки этих видов макулатуры.

При этом наиболее устойчивы к многократному воздействию волокна сульфатной небеленой хвойной целлюлозы и древесной массы. Наибольшие изменения в свойствах волокон происходят за первые четыре цикла повторного использования волокон макулатуры, при чем более других чувствительным показателем служит снижение сопротивления излому бумаги из регенерированных волокон макулатуры. Установлено, что наблюдается снижение межволоконных сил связи, прочность же самих волокон практически не изменяется. При многократной переработке газетной макулатуры основное снижение прочностных показателей происходит после первого же цикла переработки, на последующих циклах изменение показателей прочности не наблюдается.

При использовании для изготовления бумаги макулатуры из волокон небеленой хвойной сульфатной целлюлозы наиболее высокие показатели механической прочности бумаги достигаются при степени помола массы 35-40°ШР. Дальнейшее повышение степени помола массы приводит к незначительному изменению бумагообразующих свойств волокон, но фильтрационные свойства массы при этом существенно снижаются.

Изменение бумагообразующих свойств сульфатной и книжно-журнальной макулатуры (содержание древесной массы 35-40%) при ее хранении в виде суспензии с концентрацией 15% показано в работе. Там же установлено, что макулатурную массу при высокой концентрации можно хранить в башнях, если срок хранения в этих условиях не превышает 10 дней. Более длительное хранение макулатуры в виде суспензии заметно сказывается на уменьшении механической прочности отливок бумаги, изготовляемых из макулатурной массы.

В настоящее время не представляет особых затруднений удаление из бумажной макулатуры таких посторонних включений, как металлические скрепки, кусочки резины, щепки, пленки полиэтилена и куски влагопрочной бумаги. Вместе с тем большие трудности представляет удаление из бумажной макулатуры включений клеевой ленты, тсрмоотверждающихся смол и различного рода латексов.