Целлюлоза – моя дипломная работа.

Чем тоньше стеклянные волокна, тем легче вырабатывать бумагу. Уже применяются волокна толщиной в 2,75 мкм и предполагается для изготовления стеклянной бумаги использовать волокна толщиной порядка 1,5 мкм. В качестве связующих служат синтетический латекс и кремневая кислота.

Из стеклянных волокон можно получать пухлую бумагу с плотностью 0,25-0,3 г/см3. Фильтры из такой бумаги задерживают даже частицы табачного дыма величиной 0,05-0,1 мкм.

Бумага, содержащая стеклянные волокна, быстро высыхает без коробления и усадки. Ускорение процесса сушки заметно уже при 5%-ном содержании в бумаге стекловолокон.

Бумага, изготовленная из волокон кварцевого стекла и силиката алюминия, обладает высокими электроизоляционными свойствами и выдерживает нагрев до 2000°С.

В помещениях атомных установок фильтры из стеклянных волокон применяют для удаления радиоактивной пыли из воздуха и для фильтрации водных суспензий.

В качестве связующего при добавлении стеклянных волокон в бумажную массу применяют поливинилацетат, фенольные смолы, эфиры полиакриловой кислоты, силиконы и латексы. Для получения прочной бумаги, в которую добавлены стеклянные волокна, желательно, чтобы целлюлоза, являющаяся основой этой бумаги, имела жирный помол.

Техническая фильтровальная бумага, изготовляемая из 100% стеклянных волокон, обладает высокой фильтрующей способностью, она устойчива к действию химикатов и микроорганизмов. Через такую бумагу можно фильтровать горячие и агрессивные жидкости и газы. Подобная бумага легко стерилизуется, что обеспечивает ей возможность широкого применения в медицине и фармакологии. Некоторые виды такой фильтровальной бумаги способны задерживать даже бактерии.

Стеклянные волокна могут служить и в качестве средства упрочнения изготовляемой бумаги. Этим пользуются при выработке прочной самосклеивающейся бумажной ленты, служащей для укрепления углов картонных ящиков, а также при выработке высокопрочной упаковочной, мешочной и шпагатной видов бумаги.

Применение в отечественной бумажной промышленности соломенной целлюлозы и близкой ей по свойствам целлюлозы из тростника имеет большое народнохозяйственное значение, несмотря на то, что СССР является самой богатой страной мира по лесным ресурсам. Однако запасы древесины в стране размещены неравномерно и многие районы являются безлесными. Именно в этих районах для изготовления целлюлозы и полуцеллюлозы используют солому и тростник.

В. Бублитц указывает, что в тех странах, где ресурсы древесины ограничены, солому можно применять при получении целлюлозы с удовлетворительными показателями качества для изготовления бумаги. Однако в США, где, по мнению указанного автора, запасы древесины достаточны, солому следует использовать для нужд бумажной промышленности еще и потому, что сжигание ее после уборки урожая вызывает загрязнение атмосферы.

Предполагается, что через столетие волокна однолетних растений в целлюлозно-бумажной промышленности США получат значительное применение. В настоящее время, по данным Ж. Н. Мак Говерна, из соломы, тростника, бегассы, эспарто и бамбука в США вырабатывается около 6% всей бумажной продукции.

Запасы соломы в Советском Союзе достигают 250-270 млн. т в год, из которых наиболее важные — ржаная и пшеничная — составляют примерно 65%. Основными районами сосредоточения соломы являются: Поволжье, Центрально-Черноземная зона, Северный Кавказ, Урал, УССР и Казахская ССР. Тростник произрастает в Украинской, Казахской, Узбекской, Азербайджанской союзных республиках и в РСФСР.

Оба вида целлюлозы (соломенная и тростниковая) характеризуются высоким содержанием гемицеллюлоз (особенно пентозанов), высокой зольностью (преимущественно соли кремневой кислоты), неоднородностью фракционного состава волокон при наличии значительного количества клеток неволокнистого строения, сравнительно малой толщиной волокон.

В целях экономии энергии на размол и упрощения технологии сульфатную целлюлозу из лиственной древесины можно размалывать совместно с сульфатной целлюлозой из хвойной древесины и получать бумагу требуемого качества. Однако при раздельном размоле и в этом случае могут быть получены лучшие результаты. В большинстве случаев лиственную целлюлоз) следует размалывать по сравнению с хвойной целлюлозой при несколько меньшем удельном давлении в специально предназначенных для этого мельницах и до несколько большей степени помола. Режим размола лиственной целлюлозы должен корректироваться с учетом вида изготовляемой бумаги и конкретных условий предприятия. Например, будет различным режим размола лиственной целлюлозы при выработке санитарно-бытовых видов бумаги и при выработке основы фотобумаги.

Максимальная величина возможной добавки лиственной целлюлозы в композицию бумаги находится в зависимости от под-готовленнооти предприятия (отдельный поток размола, указанные выше мероприятия на бумагоделательной машине и др.).

Больших успехов в использовании лиственной древесины добилось ПО Сыктывкарский ЛПК, где был предварительно осуществлен ряд мероприятий. На этом предприятии успешно освоен выпуск типографской бумаги с содержанием лиственной целлюлозы до 70%, но, по-видимому, и это не предел.

На Добрушской бумажной фабрике после осуществления раздельного размола хвойной и лиственной целлюлозы удалось получить качественную рисовальную бумагу с содержанием лиственной целлюлозы 50-70%, а чертежную бумагу марки Б выработать из 100%-ной лиственной целлюлозы.

Б. Стенберг указывает, что при выработке бумаги-основы для мелования, а также бумаги, пригодной для высокой, офсетной или глубокой печати, целесообразно использовать в композиции всего лишь 20-25% хвойной беленой целлюлозы. Остальными компонентами являются беленая древесная масса (пере-кисная отбелка) из лиственных пород древесины с добавкой беленой лиственной целлюлозы и 20-25% каолина. Бумага этой композиции обладает высокими печатными свойствами, светонепроницаемостью и экономична.

В переводе статей из американских источников указано, что одна из фирм США разработала бессерный метод варки целлюлозы, при котором в качестве варочной жидкости используется смесь из уксусной кислоты, этилацетата и воды. Метод позволяет получать различные виды волокнистых полуфабрикатов, от химико-механической массы высокого выхода до качественной целлюлозы как из древесины хвойных, так и лиственных пород по периодическому и непрерывному методам.

Преимущества нового метода варки по сравнению с методом варки уксусной кислотой заключается в следующем: повышается прочность целлюлозы и достигается более высокий ее выход, сокращается продолжительность варки, снижается содержание уксусной кислоты в варочной жидкости и расход воды в системе, повышается растворимость лигнина, не сопровождаемая разрушением гемицеллюлоз и целлюлозных волокон, снижается температура при варке, упрощается схема регенерации химикатов.

При примерно равной степени делигнификации выход целлюлозы от варки с уксусной кислотой и этилацетатом выше на абс. 20% по сравнению с соответствующими условиями сульфитной варки целлюлозы. Одновременно при этом достигается 3 более высокая разрывная длина получаемой целлюлозы при пониженном показателе ее белизны.

Использование при варке целлюлозы уксусной кислоты в сочетании с ацетатами или спиртами (этиловым, метиловым) перспективно, так как открывает возможности практического применения достаточно экологически чистой технологии получения целлюлозы. В современных условиях борьбы за охрану природы это имеет весьма важное значение.

Бумагообразующие свойства лиственной целлюлозы во многом определяются не только режимом ее варки, но и видом древесины, из которой получена целлюлоза. Например, из данных Б. Маруда известно, что при сопоставлении между собой сульфатных видов целлюлозы из древесины бука, березы и эвкалипта целлюлоза из эвкалипта при прочих равных условиях придает бумаге более высокие показатели пухлости, пористости и непрозрачности по сравнению с целлюлозой из бука или из березы. Для достижения одной и той же величины разрывной длины бумаги наиболее низкая степень помола (в °ШР) у целлюлозы из березы, затем из эвкалипта, а наиболее высокая — у целлюлозы из бука. По своему далеко не постоянному химическому составу древесина эвкалипта содержит обычно меньше гемицеллюлоз и больше лигнина и целлюлозы, чем древесина бука и березы.