Иванов А.Н. (ред.) Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона

Подождите немного. Документ загружается.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона»

лективности. В какой фазе находятся такие соединения и их повторное

влияние на технологический процесс достоверно оценить трудно.

Химическое облагораживание макулатурной массы проводили на

ранней стадии подготовки макулатуры на ступени роспуска, что увеличи-

вает время реакции с эффектом отбелки или повышением технологических

свойств композиции при изготовлении бумаги. Одновременно при введе-

нии

реагентов для химического облагораживания макулатурной массы

проявляется вторичный эффект ускорения роспуска макулатуры [ 3 ].

В качестве реагентов ускорителей роспуска и химического облаго-

раживания могут применяться растворы полиэлектролитов, а также напол-

нители, модифицированные полиэлектролитами или полиэлектролитными

комплексами [ 4 ].

В последнем случае также модифицированные наполнители выпол-

няют функцию сорбентов, на поверхности которых происходит сегрегация

примесей, выделяющихся

из состава макулатуры. При этом сегрегирован-

ные примеси вместе с твердой фазой или удаляются на стадии традицион-

ной очистки массы или равномерно распределяется в целлюлозной массе в

фазе модифицированного наполнителя и не влияют на технологический

процесс производства бумаги.

Образование ПЭК на поверхности наполнителей, т.е. ассоциатов

включения, может происходить по

различным механизмам, в том числе, за

счет электростатического взаимодействия положительно заряженной мо-

дифицированной поверхности наполнителя с «анионным мусором» или по

реакции образования соответствующих полиэлектролитных солей, дост-

раивая модифицированную поверхность наполнителя до стехиометриче-

ского содержания анионного ПЭК. Не исключаются обменные взаимодей-

ствия компонентов «анионного мусора» с поверхностью наполнителя, а

также адсорбция коллоидных

образований на поверхности твердой фазы,

аналогично работе [ 5 ].

Запечатанная целлюлоза в виде микровключений может также слу-

жить коллектором примесей, выделяющихся из макулатуры за счет нали-

чия гидрофобизированных участков, выполняющих роль адсорбционных

центров.

Диспергирование таких загрязненных микрочастиц целлюлозы мо-

жет привести к отделению целлюлозного волокна от загрязнений, которые

переходят в пенную фазу [ 3 ]

или распределяются в бумажном плотнее, не

снижая физико-механические характеристики готовой продукции.

Химическое облагораживание макулатурной массы с включением

различных добавок на стадии роспуска макулатуры, обеспечивающих

функциональные реакции, в том числе сорбционные процессы, приводит к

получению технологической массы, удовлетворяющей требованиям про-

изводства.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона»

Библиографический список

1. Кабанов В.А. Полиэлектролитные комплексы в растворе и в конденси-

рованной фазе. // Успехи химии 2005 – т. 74: №1. С. 5-23.

2. Паламарчук И.А., Макаревич Н..А., Афанасьев Н.И., Бойцова Т.А.,

Бровко О.С. Нанокомплексы в растворах полиэлектролитов с участием

технических лигносульфонатов.// Научно-технические решения акту-

альных проблем

на предприятиях целлюлозно-бумажной промышлен-

ности: материалы Международной научно-практического семинара, 26-

27 ноября 2008. С. 82-85.

3. Хорьков В.Г. Комиссаренков А.А. Облагораживание макулатурной

массы в процессе роспуска вторичного сырья. //ЦБиК, 2006. - №9. С. 44-

48.

4. Комиссаренков А.А., Хорьков В.Г. Модифицирование мела НПАВ для

использования в качестве добавки в процессе облагораживания

макула-

туры при роспуске. // НВУЗ «Лесной журнал», 2009. №6. С. 119-125.

5. Тихомолова К.П., Иванова М.В., Цуканова В.М. Специфика взаимодей-

ствия коллоидных частиц гидроксидов металлов с поверхностями окси-

дов.// ЖПХ - т.70. В7. С. 1078-1085.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона»

УДК 676.1

В.В. Коваленко, Н.В. Сысоева, А.И. Безлаковский,

Архангельский государственный технический университет

В.К. Дубовый

Санкт-Петербургский государственный технологический

университет растительных полимеров

В.И. Комаров

ОАО «Новгородский завод стекловолокна»

ВЛИЯНИЕ КОМПОЗИЦИИ МИНЕРАЛЬНО-

ВОЛОКНИСТЫХ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА

ИЗМЕНЕНИЕ ВПИТЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

Одним из востребованных направлений использования минерально-

волкнистых листовых композитов является получение фильтровальных

материалов с высокой впитывающей способностью. Основным преимуще-

ством таких материалов является способность к цикличности процесса во-

допоглощения и водоотдачи, что объясняется отсутствием набухания ми-

неральных волокон.

Данное исследование проводилось на отливках из микротонкого

стекловолокна массой 100 г/м

. В композиции были использованы: свя-

зующее вещество – сернокислый алюминий (Al

(SO

)

); минеральный на-

полнитель – вермикулит (слоистые гидрослюды). Расход используемых в

композиции добавок варьировался от 10 до 30 %.

В отливках с различным содержанием вермикулита процент свя-

зующего оставался постоянным и составлял 20 %. Данный выбор был сде-

лан на основании ранее проведенных исследований [1-2], в результате ко-

торых было установлено оптимальное содержание минерального связую-

щего для повышения

прочности при сохранении других характеристик ма-

териала.

Определение капиллярной впитываемости (по стандартной методике

в соответствии с ГОСТ 12602-93) и впитывающей способности производи-

ли на опытных образцах. Ширина полоски при этом составляла 15 мм.

Результаты, полученные при определении капиллярной впитываемо-

сти в образцах разной композиции, представлены в таблицах 1, 2 и на ри-

сунках 1, 2.

Исходя из

полученных величин, можно сделать вывод, что макси-

мальная впитываемость наблюдается в образцах из стеклянных волокон

без содержания добавок. В то же время, следует отметить, что практиче-

ское использование минеральноволокнистых листовых материаловбез со-

держания связующих затруднено ввиду их очень низкой механической

прочности.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона»

Таблица 1

Влияние содержания связующего на изменение капиллярной

впитываемости (мм) образцов без наполнителя

Содержание связующего, %

Время,

мин

10 20 30

1 48 50 53 58 55 55 50 51

2 68 67 76 72 66 70 70 70

3 87 91 92 87 84 88 82 83

4 98 102 101 103 95 100 96 97

5 109 112 113 113 100 115 110 109

6 120 124 123 120 120 122 114 118

7 127 130 133 128 126 130 128 129

8 136 142 140 132 128 134 135 137

9 148 152 144 136 142 148 146 143

10 154 155 151 141 144 150 152 148

Таблица 2

Влияние добавки наполнителя на изменение капиллярной впитываемости

(мм) образцов

Добавка вермикулита, %

Время,

мин

0 10 20 30

1 55 55 50 44 57 53 56 56

2 66 70 68 64 73 68 78 80

3 84 88 71 70 68 78 91 90

4 95 100 85 84 97 97 103 103

5 100 115 97 96 109 108 117 114

6 120 122 99 99 121 117 126 123

7 128 130 114 112 127 123 132 130

8 132 134 116 114 138 136 133 135

9 147 148 120 118 144 140 140 138

10 149 150 128 126 148 148 145 144

Рис. 1. Влияние добавки связующего на изменение капиллярной

впитываемости образцов

3-я Международная научно-практическая конференция

«Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона»

Рис. 2. Влияние добавки вермикулита на изменение капиллярной

впитываемости образцов

Анализ результатов показал, что добавка сернокислого алюминия

приводит к снижению капиллярной впитываемости более чем на 5%. При

этом расход связующего в исследуемом диапазоне не оказывает сущест-

венного влияния. Замедление роста столба жидкости при добавке связую-

щего наблюдается после седьмой минуты эксперимента (см.

рисунок 1).

Использование в композиции вермикулита (природный минерал из

группы гидрослюд слоистого строения) по прогнозам, должно было значи-

тельно повысить впитывающую способность минеральноволокнистого ма-

териала. Однако было установлено, что добавка вермикулита также не ока-

зывает положительного влияния на изменение капиллярной впитываемо-

сти, кроме того приводит к незначительному замедлению роста столба

жидкости в

испытуемых образцах. Подобное явление можно объяснить

повышенной способностью частиц вермикулита к набуханию, что в свою

очередь замедляет рост капиллярной впитываемости.

Для более наглядного анализа впитывающей способности образцов

время эксперимента было увеличено до 30 минут. Оценку впитывающей

способности проводили по разнице массы образцов до и после испытания.

По полученным данным были построены

графики, представленные на ри-

сунке 3.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0102030

Содержание связующего, %

Прирост по массе образца, г

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0102030

Содержание вермикулита, %

Прирост по массе образца, г

а б

Рис. 3. Изменение впитывающей способности образцов с различным со-

держанием связующего (а) и вермикулита (б)

3-я Международная научно-практическая конференция

«Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона»

Полученные результаты подтвердили, что максимальной впитываю-

щей способностью обладают образцы без содержания связующего. Уста-

новлено, что при увеличении расхода связующего до 30 % впитывающая

способность падает более чем на 15 % (см. рисунок 4).

Добавка 30 % вермикулита в композицию бумагоподобного мате-

риала позволяет восстановить впитывающую способность до уровня при-

сущего листовым материалам из стопроцентного стеклянного волокна.

100

120

0102030

Добавка, %

Изменение впитывающей

способности, %

вермикулита связующего

Рис. 4. Процентное изменение впитывающей способности образцов

Необходимо отметить, что использование вермикулита в исследуе-

мом диапазоне, в присутствии связующего, позволяет не только восстано-

вить впитывающую способность композита, но и повысить его прочность,

за счет увеличения сил трения (частички вспученного вермикулита имеют

чешуйчатую форму с большой площадью поверхности), о чем свидетель-

ствуют данные представленные на рисунке 5.

0,00

0,25

0,50

0,75

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

2,25

2,50

2,75

3,00

3,25

3,50

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6

l, мм

Р, Н

1 – образец без добавки свя-

зующего и наполнителя;

2 – 20 % связующего, без на-

полнителя;

3 – 20 % связующего, 30 %

наполнителя;

4 – 20 % связующего, 20 %

наполнителя

Рис. 5. Влияние композиции минеральноволокнистого материала на его

прочность

Таким образом, анализ проведенных исследований показал возмож-

ность сохранения впитывающей способности минеральноволокнистых ма-

териалов без снижения прочностных характеристик, за счет использования

в композиции минеральных наполнителя и связующего.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона»

Библиографический список

1. Дубовый В.К. Стеклянные волокна. Свойства и применение. – СПб.: Не-

стор, 2003. – 130 с.

2. Безлаковский, А.И. Получение впитывающих материалов на основе ми-

неральных волокон [Текст] / А.И. Безлаковский, В.К. Дубовый // Меж-

дународная научно-практическая конференция «Сервисное обслужива-

ние в ЦБП». - СПб.: СПбГТУРП – 2009. – С. 69-70.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона»

УДК 676.154

Л.Л.Парамонова, Л.П.Васильева, Н.А.Петрова

Санкт-Петербургский государственный технологический

университет растительных полимеров

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ

ПРОКЛЕИВАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КАРТОНА

В настоящее время многие предприятия отрасли используют в тех-

нологии получения бумаги и картона современные химикаты, хорошо

зарекомендовавшие себя на мировом рынке. В частности, для проклейки

применяются клеи на основе алкилкетендимеров (АКД) и производных

алкенилянтарного ангидрида (АSA), которые на предприятия северо-

западного региона поступают в готовом виде (конц. 20 г/л). Это

дорого-

стоящие химикаты и требуют определённого подхода к их использованию.

Разработанный в СПбГТУ РП новый вид проклеивающего материала

на основе нейтральных веществ сульфатного мыла может являться при оп-

ределённых условиях конкурентоспособным продуктом на рынке хими-

катов [1].

Нами исследованы физико-механические свойства отливок картона

для плоских слоев гофрокартона

, изготовленных из макулатуры марки

МС–5Б с использованием различных проклеивающих веществ, которые

вводились при подготовке массы. Для проклейки использовались клей

«Гидрорез», клей из модифицированного дистиллированного таллового

масла (МДТМ) [2], кукурузный крахмал. Расход химикатов варьировался,

исходя из удельных норм расхода химикатов при производстве данного

вида картона на предприятиях отрасли.

Как

следует из полученных данных (таблица 1), при введении клея

«Гидрорез» повышается влагопрочность картона и его показатели меха-

нической прочности: разрывной груз на 25-30%, сопротивление продавли-

ванию на 10-12 %. Оптимальный расход клея составляет 3 кг/т. При до-

бавлении катионного кукурузного крахмала в массу показатели качества

картона улучшаются незначительно. Оптимальный расход крахмала со-

ставляет 12 кг/

т. (таблица 1).

При использовании клея на основе МДТМ установлено (таблица 2),

что расход этого клея выше, чем клея «Гидрорез» для достижения таких же

показателей механической прочности. Введение же крахмала ощутимо на

качество картона не влияет. Впитываемость при одностороннем смачива-

нии во всех образцах выше, что свидетельствует о меньшей гидрофобизи-

рующей способности клея

на основе МДТМ.

Учитывая, что ряд предприятий отрасли выпускает такие масла, а

производство клея не требует значительных капитальных затрат, представ-

3-я Международная научно-практическая конференция

«Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона»

ляется целесообразным совместное использование клеёв для снижения их

расхода.

Результаты испытаний приведены в таблице 3. Полученные образ-

цы характеризуются высокими физико-механическими свойствами, а впи-

тываемость при одностороннем смачивании укладывается в требования

стандарта. Снижение расхода клеёв экономически целесообразно и может

представлять интерес для предприятий отрасли.

Таблица 1

Влияние расхода

клея «Гидрорез» и крахмала на свойства картона

Сопротивление

Расход

Клея

Гидрорез»

кг/т

Расход

крахмала

кг/т

Масса

1м

Толщ

мм

Плот-

ность

г/см

Разр

груз,

Удельн.

сопр.

разрыву

кН/М

излому,

ч.дв.пер.

про-

давл.,

кПА

Сжатие

кольца,

Впит.

при

одност

смачив

г/м

0 0 154 0,29 0,531 123 8.2 8,0 468 151 96

2 0 155 0,29 0,534 151 10,1 12 498 164 20

3 0 156 0,29 0,538 168 11,2 14 555 181 18

5 0 155 0,29 0,534 166 11,1 12 556 178 16

7 0 155 0,29 0,534 168 11,2 12 551 180 14

3 8,0 156 0,30 0,520 164 10,3 14 560 180 20

3 12,0 155 0,30 0,518 170 11,3 16 580 190 22

3 20,0 155 0,30 0,516 168 11,2 15 555 184 23

3 28,0 155 0,31 0,500 168 11.2 16 558 190 21

Таблица 2

Влияние расхода клея на основе МДТМ и крахмала на свойства картона

Сопротивле-

ние

Расход

клея

МДТМ

кг/т

Расход

крахма-

ла,

кг/т

Масса

1м

Тол

мм

Плот-

ность

г/см

Разр

груз,

Удельн.

сопр.

разры-

ву

кН/М

изло-

му, ч.

в.пер.

про-

давл.,

кПА

Сжатие

кольца,

Впит.

при

одност.

смачив.

г/м

0 0 154 0,29 0,531 123 8,2 16,0 548 151 96

2 0 155 0,26 0,595 149 9,9 18.0 570 190 58

7 0 155 0,26 0,595 167 11,1 19.0 584 202 44

10 0 155 0,26 0,595 171 11,4 17,0 576 212 50

12 0 155 0,26 0,595 168 11,1 17,5 578 200 50

10 1,4 155 0,24 0,650 150 10,0 16 530 206 50

10 8,4 155 0,26 0,595 168 11,2 18 560 210 40

10 12,0 155 0,26 0,595 179 11,9 19 575 230 45

10 14,4 155 0,26 0,595 165 11,0 14 565 212 40

3-я Международная научно-практическая конференция

«Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона»

Таблица 3

Влияние вида клея на свойства картона

Расход

клея,

кг/т

Расход

Сопротивление

Вид

клея

крахмала,

кг/т

Масса,

1м

Тол-

щина,

мм

Пло-

тость

г/см

Разр.

груз,

дельн.

сопр.

азрыву,

кН/М

излому,

ч. дв. пер.

продавл.,

кПА

Сжатие

кольца,

Впит.

при

одност.

смачив

г/м

Гидро-

рез

3 / 12 155 0,30 0,516 170 11,3 16 580 190 22

МДТМ

10 / 12 155 0,26 0,595 179 11,9 19 575 230 45

Гидро-

рез +

МДТМ

1,5+5 / 12 155 0,26 0,595 168 11,2 18 583 221 32

Библиографический список

1. Парамонова Л.Л., Акимова Г.С., Чистоклетов В.Н., Васильева Л.П. Но-

вый материал для нейтральной проклейки бумаги. Целлюлоза. Бумага.

Картон. 1998. - №3-4. С. 20-21.

2. Парамонова Л.Л., Васильева Л.П., Анкушина А.А., Чистоклетов В.Н.

Использование вторичных сырьевых ресурсов - как направление реше-

ния экологических

проблем ЦБП. СПб. Материалы XII ежегодной

Российской межотраслевой международной конференции «Организа-

ция природоохранной деятельности, повышение эффективности приро-

допользования и экологической безопасности», 2003.- С.125-128.