ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Взаимодействие целлюлозы с водой в процессе производства бумаги из "Взаимодействие целлюлозы и целлюлозных материалов с водой" Значительные количества древесной целлюлозы используются для производства разнообразных эфиров целлюлозы как исходных материалов для искусственных волокон, лаков и пластических масс, однако основным потребителем древесной целлюлозы является бумажная промышленность. Волокнистое строение природных источников целлюлозы позволяет использовать их для выработки бумаги, представляющей собой своеобразную композицию волокон, удерживаемых друг относительно друга специфическими связями. Возникновение этих связей обусловлено непосредственна взаимодействием целлюлозы с водой, поэтому интересно подробно рассмотреть этот вопрос. Предварительно необходимо кратко остановиться на особенностях процесса выделения волокон из основного источника природной целлюлозы — древесины, поскольку этот процесс также связан с взаимодействием целлюлозы с водными системами. [c.171] Дополнительный распад древесной массы на волокна происходит уже в роллах при подготовке бумажной мас-сы К отливу, также в водной среде. В определенной степени здесь протекает тот же процесс механического дефибрирования, но в более мягких условиях в отношении интенсивности механических воздействий. [c.172] В любом из упомянутых способов необходимо добиваться полного проникновения воды в материал (древесину), подлежащий варке (температурной обработке), до того, как будет достигнута температура, при которой реакции химических превращений лигнина достигнут заметных скоростей. Основной процесс проникновения воды в древесину заключается в капиллярном транспорте, а не в молекулярной диффузии. Поэтому любая закупорка пор прекращает доступ жидкости к клеткам. Не исключено, что смолы или продукты распада древесины при нагревании в отсутствие воды (в местах, куда вода еще не проникла до подъема температуры) перекрывают поры и затрудняют дальнейший транспорт варочной жидкости. [c.173] Для ускорения пропитки целесообразно измельчение древесины (получение щепы). Кроме того, ускорению пропитки способствует перемена давления. Древесина является материалом, обладающим определенной упругой деформацией. При сжатии и последующем снятии напряжения такая систед может работать как своеобразный насос (или губка), ускоряя впитывание жидкости. Об этом упоминалось уже при рассмотрении стадии мерсеризации целлюлозной папки при производстве искусственного волокна. [c.173] При варке целлюлозы происходит частичная деструкция ее, что приводит к снижению степени полимеризации и, соответственно, к повышению частичной растворимости. Это обстоятельство важно отметить в связи с обсуждаемой в следующем разделе настоящей главы проблемой связи между волокнами в бумаге. [c.173] Другие вопросы варки целлюлозы здесь не обсуждаются, поскольку они не имеют прямого отношения к проблеме взаимодействия целлюлозного материала с водой. [c.173] Следует заметить в заключение этого (раздела, что при продолжительной варке при высоких температурах не происходит заметных переходов в кристаллических модификациях целлюлозы. В природной целлюлозе мы встречаемся только с модификацией целлюлоза 1. При варке может происходить частичная аморфизация материала, хотя (В общем степень кристалличности в целлюлозном волокне, извлеченном из древесины, достаточно высока и достигает 50—60%. Только при последующих механических воздействиях в мокром состоянии (размол при производстве бумаги) степень кристалличности несколько снижается. При очень интенсивном сухом размоле получается аморфная целлюлоза, которая, однако, при увлажнении вновь дает четкие рентгенограммы целлюлозы, причем преобладает уже модификация целлюлоза П, а общая степень кристалличности резко снижается. [c.174] Более подробные сведения о целлюлозных воло1Кнах и их морфологических особенностях изложены в специальных монографиях, посвященных химии целлюлозы и древесины [1—3. [c.174] Отделение нецеллюлозных продуктов, шерешедших в растворенное состояние, осуществляется сливом варочного щелока и последующей промывкой массы. Здесь следует иметь в виду, что не 1все нецеллюлозные продукты, и в частности пигменты, придающие темные тона материалу, могут быть удалены при варке. Очень продолжительная варка приводит к ослаблению волокон (деструкция целлюлозы), к потере части целлюлозы (выход становится меньшим, чем 45—50%) и связана с повышенным расходом энергии. Поэтому необходима дополнительная обработка волокна после варки — отбелка. [c.174] Но для производства бумаги сорбция тяжелых металлов на волокнах не играет большой роли. При размоле целлюлозы значительно большее количество металла, не только в виде сорбированных ионов, но и в виде коллоидных частиц, закрепляется на волокнах и попадает в готовую бумагу. Источником металла служит размалывающая металлическая гарнитура роллов. [c.175] Значительно более строгий подход осуществляется при производстве целлюлозного материала для целей химической переработки в эфиры целлюлозы (искусственные волокна, пленки, пластические массы, лаки). Именно здесь требуется тщательное выполнение условий отбелки и промывки целлюлозы. [c.175] Особые требования предъявляются к целлюлозе, идущей на приготовление эфиров целлюлозы, в том числе ксантогената целлюлозы, в процессе производства искусственных волокон. Необходимо не только добиться повышенной белизны (степени очистки от окрашивающих примесей), но и освободить целлюлозу от углеводов с низкой степенью полимеризации — продуктов деструкции целлюлозы и других полисахаридов. Эти продукты оказывают существенное влияние на прочностные свойства волокон и усложняют технологический процесс их производства. [c.175] Что касается волокн истых целлюлозных материалов, идущих на изготовление бумаги, то здесь также предъявляются определенные требования к белизне волокон, особенно при производстве высококачественных писчих сортов. Для образования специфических межволоконных связей определенное значение имеет степень деструкции целлюлозы, вызванной отбелкой. [c.176] Вернуться к основной статье