34 Размол волокнистых полуфабрикатов. Теория процесса размола. Применяемое оборудование.

В основе современной теории размола лежит гипотеза, что межволоконные силы связи в бумаге имеют ту же природу, что и межмолекулярные связи между молекулами целлюлозы в клеточной стенке.

В процессе размола разрушаются и удаляются первичная оболочка и частично слой S₁. Вода проникает в пространство между фибриллами, где сосредоточена основная часть гемицелюлоз. Гемицелюлозы усиленно набухают, следовательно увеличивается гибкость и пластичность волокон. При прессовании связь междуу отдельными волокнами устанавливается через пленку воды на поверхности фибрилл. При удалении воды сушкой (60%) и сближении поверхности волокон за счет сил поверхностного натяжения воды начинает образовываться водородные связи. Лист бумаги подвергается значительной усадке как по толщине, так и в плоскости листа. Межволоконные силы связи обуславливают и др. свойства бумаги: объемную массу, способность к деформации, впитывающую способность, непрозрачность. До сухости 25-30% прочность бумаги на разрыв обуславливается силами поверхностного натяжения воды, от30 до 60% - силами трения. Величина сил связи зависит от природы и хим. состава волокна. Присутствие лигнина уменьшает, гемицелюлоз увеличивает межволоконные силы связи.

Цель размола – подготовить волокнистый полуфабрикат к отливу, т. е. гидратировать его, сделать волокна гибкими, увеличить поверхность волокна и придать бумажному листу требуемые физические свойства и структуру. Размол производится при концентрации 2-8% в аппаратах непрерывного действия. Используют конические и дисковые мельницы. Любой размалывающий аппарат имеет неподвижные ножи и вращающиеся ножи, закрепленные на конусе или диске. Волокнистая масса проходя между ножами ротора и статора, зазор между которыми регулируется, расщепляется в продольном направлении, раздавливается, расчесывается, фибриллируется торцевыми поверхностями ножей и укорачивается благодаря режущему действию кромки ножей. Кроме того волокна испытывают гидравлическое сжатие и трение о стенки аппарата. В результате такого воздействия освобождаются полярные гидроксильные группы, находящиеся на поверхности микрофибрилл. Именно через эти группы соседние волокна связываются между собой в бумажном листе. Используются циклические и непрерывные схемы установки аппаратов. Циклические применяются при небольшой производительности БДМ, при размоле до высокой степени помола, при выработке на 1-ой машине широкого ассортимента бумаг. Непрерывная схема размола используется при высокой производительности БДМ и выработке на 1-ой машине сходных видов бумаги из массы относительно невысокого помола.

Не размолотая целлюлоза поступает в приемный бассейн откуда насосом подается на мельницу и далее в питатель. При достижении max уровня в питателе поступление не размолотой целлюлозы к насосу автоматически перекрывается и масса начинает циркулировать через мельницу и питатель до достижения заданого значения помола. Затем задвижки автоматически переключаются и цел-за из питателя через мельницу поступает в бассейн размолотой цел-зы. Когда уровень в питателе опускается до min отметки в питатель вновь поступает не размолотая цел-за.

Из приемного бассейна масса насосом подается на несколько последовательно установленных мельниц. Продолжительность размола регулируется задвижкой, установленной на трубопроводе за последней мельницей. Необходимая степень помола регулируется степенью присадки ротора и продолжительностью размола.

35. ПРОКЛЕЙКА БУМАГИ. СПОСОБЫ ПРОКЛЕЙКИ. ПРИМЕНЯЕМЫЕ ХИМИКАТЫ.

Назнач проклейки – ↓ впит-щую сп-ть бумаги по отнош к воде и водным р-рам чернил, сделать ее пригодной для письма. Процесс проклейки д обеспечить для каждого конкр вида бумаги свою, строго опред впит сп-ть, кот оцен-ся степенью проклейки.

Проклеивающие вещества, сообщающие бумаге водостойкость, наз-ся гидрофобизирующими, а обеспечивающие сомкнутость листа и мех прочность бумаги наз-ся связующими проклеивающими в-вами.

По сп-бу осущ-ния различ пов-ную проклейку и проклейку в массе. Пов-ную проклейку осущ-ют нанесением крахмального клея на пов-ть готовой бумаги. Примен-ся при пр-ве некот спец видов бумаги: документной, чертежной картографической, для ↓ выщипывания волокон с пов-ти, придания пов-ти бумаги спец св-в. В наст время пов-ная проклейка примен-ся при пр-ве офисных и др видов бум, в композицию кот вх 75-80% коротковолокнистой листв цел-зы. Б-во видов бумаги проклеивается в «массе» путем введ проклеивающих в-в в бум массу перед отливом. К гидрофобизирующим проклеивающим веществам относят: 1)различные виды канифоли (живичную, экстракционныую, талловую); 2)нефтеполимерные смолы; 3)талловый пек; 4)разл синтет клеи. Наиб применение при пр-ве массовых видов бум получила проклейка клеем на осн канифоли. С хим точки зрения, канифоль – это смесь смоляных кислот след состава С₁₉H₂₉COOH. Получ канифольный клей в клееварочных котлах обработкой канифоли водным р-ром гидроксида или карбоната Na при темп-ре 95…105⁰С. При варке клея происходит нейтрализация смоляных к-т с образ-ем раств-го в воде резината Na. С₁₉H₂₉COOH + NaOH = С₁₉H₂₉COONa + H₂O В зав-ти от расхода щелочи на нейтрализацию получ разл виды канифольного клея: а)бурый или нейтр клей (при полн нейтрализации смоляных кислот); б)белый клей (с содерж своб смолы 20…40%); в)высокосмоляной клей (с содерж своб смолы 70…90%); Бурый клей легко разводится водой с образ коллоидного р-ра бурого цвета. Белый клей после варки диспергируется с пом пар, образуя смоляную эмульсию белого цвета. Для получ устойч эмульсии высокосмоляного клея при диспергировании клея в него вводят защитный коллоид (стабилизатор) казеинат Na. Механизм проклейки канифольным клеем м б представлен след образом: каниф клей вводится в массу, хорошо перемеш для равном распред-ния частиц клея между волокнами. Частицы клея и пов-ть волокна в одной среде заряжены отрицательно. Чтобы зафиксировать частицы клея на волокне, необх перезарядить один из комп-тов. Для этих целей исп-ют сульфат алюминия (или сернокислый глинозем). Осаждение и закрепление частиц клея на волокне происходит при рН 4.5…5.0, созд-мом добавлением коагулянта (глинозема). Процесс проклейки завершается в сушильной части БДМ. При сушке из осажденных частиц смоляного клея удаляется вода, они спекаются и приобретают гидрофобные свойства. В готовом листе бумаги эти частицы явл теми гидрофобными преградами, кот огранич-т проникновение воды в толщу бумажного листа и ее растекание по пов-ти бумаги. Чем больше гидрофобных преград, тем выше степень проклейки бумаги. Эффект проклейки зависит от многих факторов: 1)качества клея. Нейтр клей не д содерж своб щелочи. Степ дисперсности белого клея (размер частиц) д сост-ть 1-2 мкм, высокосмоляного 0.5…1.0 мкм; 2)расход клея. В зав-ти от степ проклейки расход клея м достигать 5…35 кг/т. Расход глинозема будет тем выше, чем меньше содерж своб смолы в клее. С ↑ жесткости воды расход глинозема также ↑; 3)природы волокна. Сульфатная небел цел-за, проклеивается лучше сульфатной беленой. Беленая сульфитная цел-за проклеивается лучше небел сульфитной. По отнош к проклейке известные п/фабрикаты м располож в след ряд: сульфатная небеленая  белая древесная масса  беленая сульфатная  беленая сульфитная небеленая сульфитная  облагороженная  тряпичная полумасса; 4)степ помола массы. С ↑ степ помола ↑ удельная пов-ть волокна, что способ-ет лучш распред-ю и удержанию клея в бумаге; 5)темп-ра. ↑темп-ры массы ухудшает проклейку, что связано с уменьш стаб-ти смоляной эмульсии; 6)рН среды. Перед введ клея рН массы д б 6.5…7.0. исп-ние оборотной воды с рН 4.5…5.5 для разбавл бум массы м вызвать преждеврем коагуляцию смоляного осадка; 7)жесткости производств воды. Разл-т временную и постоянную жесткость воды. Врем жесткость обусл-на присутствием в воде бикарбонатов Са и Са, а пост жесткость - хлоридами, сульфатами, силикатами Са и Mg. Мягкой водой счит-ся вода жесткость кот < 1.8 мг-экв/л Са, вода ср жесткости содержит от 1.8 до 3.6 мг/экв./л Са. Жесткой водой счит-ся вода, содержащая > 3.6 мг-экв/л Са. Нейтр клей начинает коагулировать при жесткости > 2.5 мг-экв/л с образ-ем грубодисперсных осадков Са и Mg. Поэтому при исп-нии для проклейки нейтр-го клея необх-мо применять мягкую воду. Белый клей > устойчив к солям жесткости и не коагулирует при жесткости до 4 мг-экв./л. Для проклейки высокосмоляным клеем желат-но исп-ть жесткую воду (до 5.3 мг-экв/л), т к бикарбонаты участв-т в образ-нии гидроксида алюминия, обесп-его осаждение на волокне частиц своб смолы; 8)присутств наполнителей. При зольности бум до 4…5 % введение наполнителей не оказ-т влияния на степ проклейки. При > выс расходах наполнителя, степ проклейки сниж-ся, поэтому треб-ся увеличить расход клея. При пр-ве бумаг с выс степ проклейки наполнитель вводится после клея; 9)порядка введения химикатов в бумажную массу при проклейке – клей, наполнитель, глинозем; 10)режима сушки бумаги на БДМ. Смоляной осадок, сост из своб смолы, резинатов, гидроксида алюминия при повыш темп-ре размягчается и спекается, образуя сложный агломерат, кот придает волокнам гидрофобные свойства. Темп-ра спекания чистого резината алюминия – 152…160⁰С, резината кальция -198…220⁰С. Температура спекания агломерата белого клея - 105…115⁰С, высокосмоляного клея - 68…80⁰С. Как правило, сушку ведут осторожно. На 1ом этапе темп-ру бум полотна медленно повышают от 50 до 100⁰С, при этом ср темп-ра сост-ет не > 70…75⁰С. На 2ом этапе при сухости бум полотна > 65 % темп-ру поднимают до 110…120⁰С. Увелич сухости бум полотна после прессовой части до 40…42 % ↑ степ проклейки.