ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подготовка массы для отлива бумаги из "Взаимодействие целлюлозы и целлюлозных материалов с водой" Целесообразно начать рассмотрение вопроса о взаимодействии воды с целлюлозой с момента подготовки бумажной массы Для отлива бумажного полотна. [c.177] Непосредственное формование бумаги из тех волокон, которые получаются после варки целлюлозы из древесины, не приводит к положительным результатам. Получаемая бумага имеет грубую текстуру, сильно развитую пористость и низкую прочность. Волокна подвергают размолу, цель которого заключается в уменьшении шероховатости поверхности бумаги, придании волокнам структуры, обеспечивающей прочное сцепление между ними и снижении капиллярной впитываемости воды в толщу готового бумажного листа. [c.177] Размол волокна включает в себя несколько различных процессов, которые можно в значительной степени рассматривать как самостоятельные. Эти процессы таковы. [c.177] Размол производится в специальных машинах, главным образом, роллах, где взвесь волокна в воде (концентрация взвеси 6—7%) прогоняется между парой комплектов металлических ножей, один из которых неподвижен, а другой насажен на вращающийся барабан. Ножи оказывают на волокна це только разрезающее, но и расщепляющее действие. Размол осуществляется также и в аппаратах непрерывного действия роторного типа (дисковые или конические мельницы). Принцип действия их таков же, как и периодически действующих роллов. [c.178] Готовая бумажная масса содержит волокна длиной от 0,1 до 1 мм. В исходных волокнах степень асимметрии волокон (отношение длины к поперечным размерам) составляет 50—200. После размола длина сокращается в 5—30 раз, но одновременно в несколько большее число раз уменьшаются поперечные размеры, в результате чего степень асимметрии повышается, достигая 300 и более. [c.178] В этом отношении сухой помол был бы менее выгодным не только из-за более высоких энергетических затрат, но и из-за трудности достижения необходимой асимметрии волокон. [c.179] Соотношение режущего фибриллирующего действий ролла регулируется путем изменения расстояния между ножами и давления прижимного груза, действующего на барабан. Кроме того, важное значение имеет концентрация волокна в массе. При отмеченной выше концентрации волокна (6—7%) достигается оптимум в реологических свойствах массы, поскольку механическое взаимодействие между отдельными волокнами при такой концентрации становится достаточно интенсивным, а при более высоких концентрациях массы не обеспечивается хорошее перемешивание, что затрудняет достижение равномерности размола. Кроме того, количество одновременно находящейся между ножами массы должно находиться в соответствии с интенсивностью взаимодействия и геометрией ножей. [c.179] Более тонкие волокнистые образования имеют более высокую гибкость, особенно в мокром состоянии, что и обеспечивает возникновение большого числа контактов между отдельными волоконцами в формующейся и готовой бумаге. Известно, что гибкость волокна возрастает в 3—4 степени от обратного диаметра их, что отвечает при указанных выше степенях фибриллизации увеличению гибкости по крайней мере на 2—3 десятичных порядка. [c.179] В технологии бумажного производства существует термин гидратация волокна , под которым понимают собственно процесс набухания волокна и разрушения первичных стенок клеток с частичным или полным отделением фибриллярных элементов. Не отрицая полезности этого термина в узкотехнологическом аспекте, мы тем не менее не пользуемся им здесь из-За его недостаточной строгости, поскольку он, во-первых, включает в себя описание нескольких различных по механизму процессов и, во-вторых, употребляется в химии для обозначения чисто молекулярных явлений. [c.179] Деструктивные процессы при размоле Современное состояние химии полимеров позволяет более глубоко рассмотреть те частные случаи переработки полимерных материалов, которые ранее определяли как чисто механические процессы. Сюда относится и процесс переработки волокон в бумагу, в частности стадия размола волокна. Изучение механических воздействий на полимеры показывает, что кроме деформационных явлений (от вязкого течения до вынужденноэластической деформации) наблюдается и деструкция полимерных молекул по линии главных валентностей. Механодеструкция полимеров находит практическое применение. Так, широко известен процесс пластикации каучуков путем продолжительной обработки на вальцах, что приводит- к значительному снижению молекулярного веса. Специальные исследования на мцогих- полимерах показали, что в результате механической обработки изменяется и картина молекулярно-весового распределения, причем максимум дифференциальной кривой смещается в сторону низких молекулярных весов. [c.180] Это относится к-1 еллюлозе в такой же степени, как и к другим полимерам. По данным Грона и сотр. [6, 7], при механической деструкции целлюлозы степень полимеризации может быть снижена до предельного значения 30—40. В ролле создаются более мягкие условия механических воздействий, чем при проведении специальных экспериментов по механодеструкции, тем не менее необходимо считаться с возможностью снижения молекулярного веса при размоле бумажной массы, особенно в поверхностных слоях волокон, которые испытывают наибольшие механические воздействия. [c.180] Кроме механодеструкции, приводящей к снижению степени полимеризации, следует ожидать и частичной аморфизации целлюлозы. Как уже неоднократно указывалось ранее, механическая обработка целлюлозы может привести к полной потере кристалличности ее, констатируемой рентгенографически. При размоле в массном ролле этот процесс также может протекать, причем аморфизация и деструкция целлюлозы приводят даже к частичному образованию из волокон морфологически бесформенной слизи . Соответственно, такое же снижение кристалличности и деструкция макромолекул будут характерны И Для поверхностных слоев волокна. [c.180] Деструктированная и аморфизованная целлюлоза отличается высокой степенью набухания и придает поверхностным слоям целлюлозных волокон более высокую пластичность. Это позволяет увеличить поверхность контакта между волокнами и значительно изменить такие свойства бумаги, как прозрачность (повысить ее за счет уменьшения поверхностей, рассеивающих свет), проницаемость для паров. и жидкостей (уменьшить ее в результате понижения пористости и образования монолитных слоев, перекрывающих поры), прочность (увеличить ее за счет усиления связи между волокнами) и т. д. [c.181] Более подробно этот вопрос будет обсужден при описании процесса сушки бумаги, поскольку характер Межволоконной связи обусловлен теми превращениями, которые -происходят при повышении температуры системы. Сейчас- же следует остановиться на некоторых других вопросах, связанных с взаимодействием целлюлозы с водой и относящихся к особенностям технологии бумагоделания на стадиях, предшествующих непосредственно отливу бумаги. [c.181] По-видимому, нет особой необходимости рассматри вать влияние добавок наполнителей, красителей и проклеивающих веществ на поведение бумажной массы. Равновесие целлюлоза — вода при этом заметным образом не нарушается. Заметим лишь, что степень размола (аморфизация и увеличение доступности) способствует адсорбции красителей на активных группах целлюлозы. Естественно, развитие свободной поверхности целлюлозы вследствие фибриллизации при размоле обеспечивает лучшее удержание дисперсий наполнителей и эмулЬсий проклеивающих веществ. [c.181] Другое замечание касается температуры бумажной массы, поступающей на машину. Для многотоннажных производств существенное повышение температуры бумажной массы привело бы к большим затратам энергии. Однако с научной точки зрения (а также, возможно, и в случае малых объемов продукции бумаг со специфическими свойствами) интересно рассмотреть влияние температуры на состояние бумажной массы. [c.182] Как уже отмечалось ранее, повышение температуры системы целлюлоза — вода до 60—80° С приводит к уменьшению степени набухания. Существенно должна снижаться и водоудерживающая способность волокнистой массы, что особенно заметно при так называемом жирном помоле, т. е. при таком помоле массы, при котором создается сильная фибриллизация волокон и слизеобразование. Такая масса легче отдает воду на сетке бумагоделательной машины. Как отмечает Лоренц [8], на некоторых бумажных фабриках во избежание залипания бумажного полотна на гауч- и прессовых цилиндрах при слишком жирном помоле массу перед ее поступлением на бумагоделательную машину нагревали острым паром и таким образом делали ее более тощей . [c.182] Вернуться к основной статье