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.

Текстрил применяется в электропромышленности для получения электроизоляционных материалов, в химической промышленности для фильтрации химикатов. Из него делают также картографическую бумагу, бумагу для денежных знаков и самопишущих приборов, основу для мелования и др.

Новые сведения об использовании синтетических волокон в производстве бумаги, в частности в производстве электроизоляционных видов бумаги, содержатся в работе. Несмотря на то, что в последнее время некоторые страны (Франция, Япония) при изоляции кабелей, работающих в условиях низких и средних напряжений, полностью (или почти полностью) отказались от бумажной изоляции и перешли к использованию пластмассовой изоляции, тем не менее на длительную перспективу конкурентоспособной будет оставаться бумажная изоляция с содержанием волокон целлюлозы, а для изоляции кабелей — комбинированные или многослойные электроизоляционные материалы, сочетающие свойства целлюлозных и синтетических волокон. Последние должны быть предварительно равномерно разрезаны на оптимальную длину.

Кабельная бумага, состоящая из целлюлозных и синтетических (полипропиленовых) волокон, пригодна к практическому использованию как при низкой (77 К), так и при высокой (373 К) температурах. Подобная бумага способна впитывать жидкие диэлектрики. Она значительно дешевле диэлектрических материалов, изготовляемых исключительно из синтетических высокомолекулярных соединений и минеральных волокон.

При использовании односеточных столовых бумагоделательных машин рекомендуется сеточный стол с наклонной сеткой. При этом вырабатывается двухслойная бумага, нижний слой которой состоит из смеси целлюлозных и полипропиленовых волокон, а второй (получаемый наливом на нижний) — из волокон одной лишь небеленой сульфатной целлюлозы. В такой кабельной бумаге целлюлозный слой является упрочняющим, а слой с содержанием полипропиленовых волокон обеспечивает надлежащие диэлектрические свойства. Комплекс необходимых свойств бумаги достигается пропуском готовой бумаги через горячий каландр.

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.

Встречаются сведения о том, что иногда содержание соломенной или тростниковой целлюлозы в композиции бумаги доводится до 80%, что приводит к технологическим трудностям, касающимся главным образом обезвоживания бумажного полотна на сетке и в прессах. Эти сложности возникают уже при содержании в бумаге более 20% соломенной или тростниковой целлюлозы. По мере увеличения в композиции бумаги содержания соломенной и тростниковой целлюлозы наблюдалась тенденция к налипанию на прессовые валы. Поэтому в таких случаях необходимо производить вылегчивание верхнего прессового вала. Изменение содержания указанных компонентов бумаги всего лишь на несколько процентов вызывает необходимость регулирования в сушильной части бумагоделательной машины степени натяжения бумажного полотна (тяг).

Сравнение бумагообразующих свойств соломенной и тростниковой целлюлозы показало, что оба вида целлюлозы затрудняют процесс обезвоживания на сетке и в прессах. Однако тростниковая целлюлоза больше ухудшает обезвоживание на прессах, чем на сетке. Удержание наполнителя в бумаге выше, если в ней содержится тростниковая, а не соломенная целлюлоза.

При использовании тростниковой целлюлозы получается бумага с менее плотной структурой, сравнительно низкими показателями механической прочности, но с достаточно высокими показателями оптических свойств (гладкости, непрозрачности, чистоты поверхности). В композиции бумаги, предназначенной для печати, рекомендуется применять тростниковую целлюлозу при отсутствии древесной массы. Бумага, содержащая в композиции соломенную целлюлозу, отличается более плотной структурой и более высокими показателями механической прочности, но пониженными показателями указанных выше оптических свойств.

Способность соломенной и тростниковой целлюлоз отдавать воду в значительной степени зависит от способа и режима их варки. Известно, что целлюлоза, полученная нейтрально-сульфитным способом, обладает лучшей водоотдачей по сравнению с целлюлозой, сваренной сульфитным способом. Чем мягче режим варки, тем большей водоотдачей обладает целлюлоза.

Высокая степень удержания воды соломенной и тростниковой целлюлозами объясняется их высокой набухаемостью в воде (высоким содержанием гемицеллюлоз), а также образованием на сетке при обезвоживании плотного слоя, который оказывает значительное сопротивление фильтрации.

Б. Стенберг отмечает, что преимуществом целлюлозы из лиственных пород древесины является возможность применения ее в неразмолотом или весьма слабо размолотом состоянии, благодаря чему на сетке бумагоделательной машины получается масса, легко отдающая воду. Бумажное полотно с содержанием такой целлюлозы не только легко обезвоживается на сеточном столе, но и легко сохнет в сушильной части машины. При этом известно, что сульфатная целлюлоза из березы, особенно из смеси лиственных пород древесины, значительно легче обезвоживается во всех частях бумагоделательной машины, чем бисульфитная целлюлоза из хвойных пород древесины.

Вследствие повышенной пористости бумага, содержащая лиственную целлюлозу, отличается большой впитывающей способностью по отношению к типографской краске и пониженной деформацией при увлажнении.

Дефект разносторонности в такой бумаге выражен слабее, так Как бумага, содержащая в композиции лиственную целлюлозу, имеет более равномерную структуру и состоит из разнородных по строению и размерам волокон. В такой бумаге меньше проявляются внутренние напряжения в виде одностороннего скручивания листа, возникающие в ней при ее усадке во время сушки. Поэтому весьма полезным является введение лиственной целлюлозы в качестве добавки в композицию перфокарточной бумаги, плоскостность которой является одним из основных требований, предъявляемых к этому виду бумаги.

Беленая целлюлоза натронной варки лиственных пород древесины придает бумаге свойства кажущейся мягкости, важные для санитарно-бытовых видов бумаги, и бесшумность при перелистывании. Это свойство особенно ценно применительно к нотной бумаге, бумаге для театральных программ, а также к бумаге, применяемой для текстов радио- и телевизионных дикторов. В некоторых городах Англии местные власти запрещали продажу шоколада в буфетах театров: шуршание бумаги, в которую он упаковывался, мешало слушателям и исполнителям.

Вместе с тем полуфабрикаты из лиственной древесины повышают жесткость коробочного и других видов картона главным образом за счет повышения толщины полотна при одной и той же массе 1 м2.