Папір
Загальні відомості
Папір - це листи або стрічки, що складаються в основному з целюлозних волокно, деревної целюлози і деревної маси, бавовни, льону і деяких інших, з масою 1 м2 до 250 р. Картон має масу 1 м2 вище 250 м. Крім того, папір, як правило одношарова, а картон - багатошаровий. Поряд з целюлозними волокнами папір може містити наповнювачі (наприклад, каолін - білу порцелянову глину), проклейку (наприклад, каніфольний клей), подцветку (наприклад, у вигляді синіх і фіолетових барвників) і обов'язково близько 7% вологи. При недостатній вологості папір стає жорсткою, крихкою, при надмірній - втрачає міцність, стає надмірно пластичної.
Папір формується на сітці папероробної машини з паперової маси сильно В«РозбавленоюВ» водою суспензії волокнистих і неволокнистих компонентів паперу.
Папір - це пористо-капілярний тіло, доступне для проникнення повітря, вологи і поліграфічних фарб, інакше своєрідний каркас, утворений з целюлозних волокон, міцно з'єднаних між собою хімічними водневими зв'язками. Довжина волокон, з яких утворена папір, 1-2 мм при діаметрі близько 25 мкм. Простору між целюлозними волокнами - пори можуть бути частково заповнені наповнювачами (наприклад, каоліном), проклеюють речовин (наприклад, каніфоллю) і деякою кількістю вологи.
При намочуванні у воді звичайні види паперу абсолютно втрачають первісну механічну міцність, при просочення гасом або маслами міцність паперу майже не змінюється. Це переконує вас у тому, що целюлозні волокна в папері з'єднані між собою головним чином хімічними водневими зв'язками і в Щонайменше - силами Ван-дер-Ваальса і тертя. Відомо, що водневі зв'язки нечутливі до дії вуглеводнів і масел.
Технологічний процес виготовлення паперу складається з наступних стадій:
1) отримання вихідних волокнистих напівфабрикатів - целюлози, деревної маси, ганчір'яної полумасси макулатурної маси;
2) виготовлення паперової маси - розмел наповнення, проклейка і підфарбовування (або забарвлення);
3) відлив паперу на папероробної машині;
4) обробка паперу - каландрування, розрізання, сортування та пакування.
Всі ці стадії технологічного процесу папероробного виробництва виконуються на високопродуктивних машинах.
В Залежно від волокнистого складу (інакше композиції) паперу, природи рослинних волокон, характеру їх обробки, змісту наповнювача, проклеюють, речовин, а також технології відливу і обробки отримують папір з різними властивостями, різних видів.
За способом виготовлення папір може бути некрейдованої і крейдованого. Некрейдований папір, інакше папір з відкритою поверхнею, виходить безпосередньо на папероробної машині.
Крейдований папір виходить додатковим нанесенням на поверхню паперу-основи з однієї або обох сторін водної суспензії, що складається з білих пігментів і плівкоутворюючих речовин, що роблять поверхню паперу (після висушування і каландрування) більше білої, гладкою і капілярної.
Для виробництва крейдованого, а потім і крейдованого паперу потрібні волокнисті напівфабрикати, до розгляду яких ми і приступаємо.
Виготовлення деревної целюлози
Целюлозу отримують, діючи на деревну тріску розчинами слабих кислот або лугу при нагріванні і підвищеному тиску в герметіческізакритих котлах великої ємності, наприклад об'ємом 300 м3. При цих умовах лігнін руйнується і переходить в розчин, а з деревини виділяються майже неушкоджені волокна целюлози.
В Відповідно до цього є два способи виготовлення (В«варінняВ») целюлози: сульфітний (кислотний) і сульфатний (лужний).
Сульфітний спосіб. Деревну тріску варять з бісульфітом кальцію, який при нагріванні у водному середовищі розпадається на сірчисту кислоту і сульфіт кальцію Сірчиста кислота, взаємодіючи з лігніном, утворює лігносульфонових кислоти, розчиняються у варильній рідини. Сульфіт кальцію нейтралізує ці дуже активні кислоти, запобігаючи їх небажану дію на целюлозу.
За закінчення варіння целюлозу вивантажують (В«вивалюютьВ») через нижній люк котла в розташований під ним басейн, де її відмивають від варильної рідини. Промита целюлоза ще не представляє однорідної волокнистої маси: у ній є розм'якшені, але зберегли свою форму тріски, сучки, що не піддаються варінні, Весок, що потрапив разом з водою, і інші забруднення. Тому целюлозу спочатку поділяють сепаратором на окремі волокна, а потім послідовно звільняють від сучків, піску і інших механічних забруднень. Після цього целюлозу відсортовують від грубих неопрацьованих пучків волокон, багаття та ін на відцентрової сортуванню, а потім пропускають через центріклінер для тонкого, остаточного сортування.
Після остаточного очищення центріклінерамі целюлоза частково зневоднюється на згущувачах.
Варка целюлози по сульфітно способу супроводжується побічними небажаними явищами: майже повним розчиненням і видаленням гемицеллюлоз і деяким гідролітичним розщепленням молекул целюлози. І той і інший процеси негативно позначаються на якості целюлози, а потім і паперу, по-перше, тому, що призводять до втрати цінного продукту - геміцелюлози і, по-друге, в деякій мірі знижують міцність самої целюлози.
Сульфітний спосіб варіння застосовується переважно для виготовлення целюлози з ялини та деревини листяних порід. Він не може бути використаний для виготовлення целюлози з смолистої сосни, так як слабка сірчиста кислота не розчиняє смоли, наявні в соснової деревини. Тому виготовлення целюлози з сосни ведуть по сульфатному (лужному) способом.
Сульфатний спосіб. Деревну тріску варять у лужному розчині сульфогідрата натрію NaHS, який взаємодіючи з лігніном, утворює добре розчинний тіолігнін.
Спосіб називається сульфатним тому, що для поповнення втрат хімікатів відпрацьовані щелока упарюють і спалюють з сульфатом натрію. При цьому відбувається відновлення сульфату вугіллям до сірчистого натрію. Останній при взаємодії з водою утворює сульфогідрат натрію і їдкий натр.
Целюлоза, зварена з сосни по сульфатному способу, має виняткову міцність, по-перше, тому, що волокна сосни міцніше, ніж у ялини, і, по-друге, через порівняно м'яких умов варіння, при якій майже не спостерігається гідролітичного розщеплення молекул целюлози і не відбувається видалення геміцелюлози.
Сульфатний спосіб виготовлення целюлози, починаючи з дев'ятої п'ятирічки, отримує в нашій країні переважний розвиток, так як він дозволяє готувати целюлозу з будь-якого виду деревини як хвойних, так і листяних порід, а також з очерету і соломи.
Однак небілена сульфатна целюлоза має настільки темний (бурий) колір, що в такому вигляді може застосовуватися тільки для виготовлення особливо міцних технічних і обгорткових видів паперу, а також в якості паперу-основи для виготовлення замінників палітурних тканин.
Вибілювання целюлози. Небілена сульфітна целюлоза має свинцево-сірий колір, сульфатна - бурий. У такому вигляді вони непридатні для вироблення багатьох видів паперу, наприклад друкованих № 1 і № 2, та хімічної переробки на штучний шовк, целофан і ін Вибілювання сульфітної та сульфатної целюлози ведеться за чотириступеневою схемою.
Хлорування. Дією газоподібного хлору залишковий лігнін переводиться в хлористий лігнін, погано розчинний у воді, але добре - в лугах. При цьому утворюються соляна і хлорнуватиста кислоти, а целюлоза набуває помаранчевий колір.
луженні. При луженні розчинами їдкого натру або вапняним молоком з целюлози видаляється хлористий лігнін.
Біління ведеться гіпохлоритом кальцію Са (ОС1) 2, гіпохлоритом натрію NaOCl або двоокисом хлору СЮ2.
неміцним хлорнуватиста кислота розпадається на соляну кислоту і атомарний кисень, енергійно отбеливающий целюлозу.
Вибілювання целюлози відбувається в лужному середовищі тому заключною операцією процесу відбілення є кислівка....
