Реферат: Бумага, свойства и производство

Непрочная хлорноватистая кислота распадается на соляную кислоту и атомарный кислород, энергично отбеливающий целлюлозу.

Отбелка целлюлозы происходит в щелочной среде поэтому заключительной операцией процесса отбелки является кисловка.

Кисловка целлюлозы растворами сернистой или соляной кислоты делается для нейтрализации щелочности отбеливающих растворов.

Отбелка целлюлозы двуокисью хлора получает все большее распространение, так как двуокись хлора энер­гично действует на лигнин и не ослабляет прочности целлюлозного волокна. Позволяет получить сульфатную целлюлозу высокой степени отбелки.

Отбеливающее действие двуокиси хлора заключается в энергичном выделении атомарного кислорода при каталитическом влиянии окиси хлора.

Однако двуокись хлора токсична и взрывоопасна, что усложняет организацию процесса отбелки целлюлозы.

Беленая сульфатная целлюлоза из сосны — хороший заменитель тряпичной полумассы во всех видах печатных бумаг. Особенно желательно применение сульфатной беленой целлюлозы для изготовления обложечной бумаги, а также бумаги, от которой требуется большая механическая прочность (в том числе и прочность поверхности), например картографической.

Изготовление тряпичной полумассы

Тряпичная полумасса — это волокна почти чистой хлопковой или льняной целлюлозы, получаемой из лоскута — отходов швейных фабрик, линтера — мелкого хлопкового пуха и тряпья — ношеной ткани. Продезинфицированное тряпье сортируют по характеру волокна, цвету и степени изношенности, затем режут на куски и варят в герметических котлах шарообразной формы, вращающихся вокруг своей горизонтальной оси, со щелоч­ными растворами (сода, растворимое стекло, едкий натр) для удаления жировых загрязнений и частичного разрушения окраски. Проваренное тряпье выгружают («вываливают») из котла, отмывают от значительной части варочной жидкости и размалывают на полумассу, т.е. разделяют на отдельные нити и даже на волокна в полумассных роллах. Описания полумассного ролла не приводим потому, что он имеет такое же устройство, как и массный ролл, от которого отличается только дополнительным приспособлением для промывки тряпичной полумассы от остатков варочной жидкости.

Тряпичную полумассу отбеливают водными растворами гипохлорита натрия или кальция (хлорная известь), после чего она становится очень белой.

Если отбеленная тряпичная полумасса рассчитана на продолжительное хранение или подлежит перевозке на другое предприятие, то из нее удаляют большую часть воды (обезвоживают) прессованием на гидравлических прессах.

Изготовление древесной массы

Древесная масса — это волокнистый полуфабрикат, получаемый механическим истиранием древесины на дефибрере. При получении древесной массы наблюдаются не только физические, но и химические явления, разрыв молекулярных цепей целлюлозы, гидролиз гемицеллюлоз, увеличение числа свободных гидроксильных групп, образование свободных радикалов из молекул лигнина.

Древесная масса может быть белой, беленой и бурой.

Белая древесная масса — это самый дешевый волокнистый полуфабрикат бумагоделательного про­изводства, получаемый истиранием балансов, т. е. очищенных от коры метро­вых поленьев, на специальной машине — дефибрере.

В древесине волокна прочно соединены между собой, как бы сцементированы лигнином и гемицеллюлозами, поэтому при истирании балансов невозможно получить однородные неповрежденные волокна, как это бывает при варке целлюлозы. Состав древесной массы неоднороден. В ней наряду с относительно длинными неповрежденными волокнами имеются пучки волокон, куски волокон и до 30% бесформенной мелочи, так называемой древесной муки.

Химический состав белой древесной массы почти тот же, что и у древесины, из которой она изготовлена. Древесная масса содержит значительное количество лигнина. Ее волокна не способны самостоятельно образовывать проч­ную бумагу. Поэтому при изготовлении печатной бумаги белую древесную массу всегда смешивают с некоторым количеством сульфитной беленой или небеленой целлюлозы.

Однако древесная масса улучшает печатные свойства бумаги: повышает непрозрачность, пластичность, капиллярность, способность воспринимать полиграфические краски и прочно закреплять их избирательным впитыванием. Но белая древесная масса имеет нежелательный желтоватый оттенок и делает бумагу несветопрочной и недолговечной. Поэтому надо применять ее осмотрительно, и только в тех бумагах, которые не требуют продолжительного хранения.

Беленая древесная масса получается отбелкой белой древесной массы бисульфитом кальция или натрия, гидросульфитом цинка или перекисью водорода. Бумага из беленой древесной массы по внешнему виду напоминает чисто целлюлозную. Однако, как и всякая бумага с древесной массой, темнеет и теряет механическую прочность под действием лучей солнечного света и при длительном хранении.

Бурая древесная масса, получаемая истиранием на дефибрере предварительно пропаренных в котлах балансов, имеет длинноволокнистое строение и применяется для изготовления древесно-массного бурого переплетного картона и прочной оберточной бумаги. Для изготовления печатной бумаги непригодна из-за довольно темного цвета, который приобретают волокна при пропаривании (потемнение и частичное растворение лигнина).

Макулатура и ее переработка

Макулатура — старые ненужные книги, журналы, газеты, исписанные тетради, конторские книги и пр.— ценное вторичное сырье, позволяющее увеличить выпуск бумаги и картона. К макулатуре относятся также обрезки бумаги («лапша»), бракованные оттиски, поступающие с полиграфических предприятий, и оборотный брак бумажных фабрик (бумажные срывы, отходы бумаги).

Удельный вес макулатуры в общем балансе волокнистых материалов бумагоделательного производства составляет пока всего 15%, но может быть повышен до 30 — 35%. Все это говорит о большом народнохозяйственном значении организации сбора и рациональной переработки макулатуры.

Поступающая на бумажную фабрику макулатура и оборотный брак измельчаются («распускаются») на гидроразбавителях, т.е. в ваннах с вращающимся внизу ротором (турбинкой). Готовая масса удаляется из ванны через отверстия сита вокруг вращающегося ротора.

Масса после гидроразбавителя подвергается очистке от тяжелых (металлические включения, песок) и легких (например, пластмасса, щепки) посторонних примесей.

Удаление типографской краски без разрушения волокна производится в шаровых котлах, гидроразбавителях или бассейнах силикатом натрия в сочетании со щелочами, фосфорными солями, смачивателями ОП-7 и ОП-10 в течение 1,5—2 ч при 80—90°.

После волокнистая масса отделяется от промывочной жидкости на сгустителях или вакуумных фильтрах, а затем отбеливается перекисью водорода Н2О2 или перекисью натрия Na2O2.

Производство немелованной бумаги

Производство немелованной бумаги заключается в изготовлении бумажной массы, составлении композиции бумаги, отлива на бумагоделательной машине и отделке — каландрировании.

Изготовление бумажной массы

Бумажная масса — это сильно разбавленная водная суспензия волокнистых и неволокнистых компонентов бумаги. Содержание абсолютно сухих волокон в составе бумажной массы всего 0,3—1%. Бумажная масса пред­назначается для отливки бумаги на бумагоделательной машине.

Изготовление бумажной массы состоит из процессов размола целлюлозы, наполнения, проклейки, подцветки, составления композиции и подготовки ее для отлива на бумагоделательной машине, меняя условия массного размола, наполнения, про­клейки, а также режим отлива бумаги на бумагоделательной машине и отделки — каландрирования, из очень небольшого числа волокнистых полуфабрикатов удается получить множество разных видов бумаги, сильно отличающихся друг от друга структурой и физико-механическими свойствами.

Композицией бумаги называется ее волокнистый состав, выраженный в процентах.

Размолотое целлюлозное волокно, древесная масса, если она входит в композицию бумаги, отбеленный и отмученный каолин, клей, подцветку смешивают в нужных пропорциях. Для этого чаще всего пользуются восьмиканальным регуляторами композиции, дозирующими в зависимости от вида бумаги объемные количества как волокнистых материалов: целлюлозы, древесной массы, оборотного брака, так и рабочих растворов: клея, глинозема, наполнителей и красителей.