Смоляные затруднения

Категория:
Полуфабрикаты из бумаги


Смоляные затруднения

Одной из наиболее часто возникающих проблем при изготовлении бумаги являются смоляные затруднения, вызываемые коагуляцией смолистых веществ и камедей в ролле и на отдельных частях бумагоделательной машины. В процессе размола и рафинирования смола отделяется от целлюлозы и аккумулируется в виде коллоидной суспензии заряженных частиц. Эти частицы вызывают затруднения, закупоривая сетку и тем самым способствуя образованию отверстий в готовой бумаге или образуя темные сгустки смолы на сукнах или на частях бумагоделательной машины. Источником этих сгустков является смолистое вещество, содержащееся в самих волокнах. В некоторых случаях затруднения, имеющие большое сходство с обычными смоляными затруднениями, вызывает канифольный клей, особенно на фабриках, пользующихся жесткой водой и вводящих в массу большое количество канифольного клея и сернокислого глинозема. Если смола прилипнет к какой-либо части бумагоделательной машины, удалить ее можно лишь путем соскабливания или растворения в бензине, керосине или специальном составе для чистки.

Типы целлюлозы, вызывающие смоляные затруднения

Одни древесные породы содержат большее количество смолы, чем другие, и поэтому скорее могут вызвать смоляные затруднения. Например, древесина развесистой сосны может содержать до 3—5% смолы, тогда как содержание ее в древесине ели составляет 2—3%.

Более важным фактором, чем порода древесины, является способ варки древесины. Смоляные затруднения иногда возникают при работе с древесной массой, но чаще всего их вызывает небеленая сульфитная целлюлоза. Даже целлюлоза лиственной древесины может вызывать смоляные затруднения, если варка ее ведется по сульфитному способу. В сульфитной целлюлозе смола содержится в неразрушенных эпителиальных, или лучевых, клетках или в виде очень нестойкой эмульсии. До тех пор, пока клетки остаются неразрушенными, заключенная в них смола не вызывает затруднений.

Натронная или сульфатная целлюлоза редко вызывает смоляные затруднения, так как натронный варочный щелок растворяет большую часть смолы в результате омыления в процессе варки и образования растворимых мыл, которые затем удаляются при промывке целлюлозы. Этим объясняется отсутствие смоляных затруднений при использовании сильно смолистой древесины, например развесистой или южной сосны, которые в некоторых случаях могут содержать до 20% смолы. Это обусловлено тем, что варка ведется по сульфатному способу, причем обычно применяется молодая древесина, содержащая относительно небольшое количество смолы.

Анализ целлюлозы не дает указаний на возможность возникновения смоляных затруднений. Смолу в целлюлозных волокнах можно обнаружить, окрашивая волокна раствором красителя судан III, состоящего из 3 частей спирта и 1 части воды; при этом смола окрашивается в оранжево-красный цвет, а волокна остаются бесцветными. Количество смолистого вещества в целлюлозе можно определить, производя экстрагирование сначала эфиром, а затем этиловым спиртом. Но полученные результаты не всегда указывают на способность целлюлозы вызывать смоляные затруднения, так как целлюлозы с высоким содержанием смолы иногда не вызывают смоляных затруднений и, наоборот, целлюлозы с относительно низким содержанием смолы иногда вызывают серьезные затруднения. Джонсон сообщает, что фракция, растворимая в петро-лейном эфире, и является той фракцией, которая в основном вызывает смоляные затруднения при работе с сульфитной целлюлозой. Считают, что фракция, растворимая в спирте, вызывает значительно меньше смоляных затруднений.

Для того чтобы определить способность целлюлозы выделять смолу, производят перемешивание целлюлозной суспензии быстроходной лабораторной металлической мешалкой и определяют количество смолы, осаждающейся на стенках сосуда и лопастях мешалки.

Раган и Кресс указывают, что признаком, по которому можно различать смолы, являются их пластические свойства, так как смола, вызывающая затруднения, обычно бывает’ текучей и липкой, а смола, не вызывающая затруднений, тверже и менее текуча.

Влияние выдерживания древесины

Для того чтобы избежать смоляных затруднений, лучше всего подвергать древесину (желательно в виде щепы) естественной сушке, так как это в значительной мере ускоряет старение смолы. При выдерживании древесины содержащаяся в ней смола окисляется и полимеризуется, поэтому при варке она полностью диспергируется и не вызывает смоляных затруднений на бумагоделательной машине. Обычно это объясняют тем, что смола утрачивает вязкость и мелкие частицы не коагулируются в частицы такого размера, которые вызывают смоляные затруднения. Однако имеются данные, что смола древесины естественной сушки, даже если оНа и вызывает меньшие смоляные затруднения, является фактически более липкой, чем смола древесины, не подвергавшейся естественной сушке.

Влияние на смолу процесса варки, отбелки и промывки целлюлозы

Переваренная сульфитная целлюлоза может скорее вызвать смоляные затруднения, чем целлюлоза, не подвергавшаяся слишком длительный варке. Это можно объяснить тем, что клетки в переваренной целлюлозе ослаблены настолько, что они в конце концов разрушаются и освобождают смолу. Хорошо отбеленные целлюлозы реже вызывают смоляные затруднения, чем небеленые.

Одним из способов борьбы со смоляными затруднениями является промывка целлюлозы возможно более горячей водой, так как хорошо промытая целлюлоза обычно вызывает меньше смоляных затруднений. По Зиберу, путем тщательной промывки можно снизить содержание смолы примерно на 52%. Промывку лучше вести мягкой водой. Предлагалось производить экстрагирование целлюлозы органическими растворителями, но для практического применения этот способ слишком дорог.

Поскольку большая часть смолистого вещества находится в лучевых, или эпителиальных, клетках, были предложены способы удаления этих небольших клеток из целлюлозы путем сортирования. Эдж обнаружил, что удаление 2% мелких клеток волокон путем сортирования снижает содержание смолы в целлюлозе на 20—50%.

Зависимость смоляных затруднений от условий работы бумагоделательной машины

При борьбе со смоляными затруднениями большое значение имеет температура бумажной массы на бумагоделательной машине. Кресс и Мосс установили, что до тех пор, пока температура суспензии не приблизится к точке плавления канифоли, никакого отложения канифольного клея не происходит. Следует избегать многократного повторного использования оборотной воды, так как в ней содержится большое количество мелких клеток, вызывающих смоляные затруднения.

Зависимость смоляных затруднений от веществ, добавляемых в бумажную массу

Одним из способов борьбы со смоляными затруднениями является введение в бумажную массу таких веществ, как бентонит или диатомитовый кремнезем, которые обволакивают или адсорбируют отдельные частицы смолы и мешают им слипаться друг с другом или прилипать к бумагоделательной машине. Обычно на 1000 кг бумажной массы вводится 11—45 кг бентонита или диатомитового кремнезема. Вещество это вводят обычно в начальном периоде размола, как можно раньше, хотя в некоторых случаях лучшие результаты получаются при введении его за 15—30 минут перед выпуском массы из ролла. Поздние добавки диатомитового кремнезема дают хорошие результаты при больших расходах канифольного клея или крахмала, так как такие добавки приводят к уменьшению закупоривания пор в частицах кремнезема.

Для борьбы со смоляными затруднениями предлагалось также пользоваться такими веществами, как крахмал, животный клей и желатин, поскольку эти вещества играют роль защитных коллоидов и мешают агломерации смоляных частиц. Для борьбы со смоляными затруднениями применяются также специальные диспергирующие вещества, например натриевая соль конденсированных нафталин-сульфоновых кислот. Благодаря этому уменьшается количество осаждающейся смолы и снижается ее липкость. Имеются указания на то, что смоляные затруднения снижаются при добавке к воде гексаметафосфата натрия (калгона) в количестве от 0,05 до 0,5% от веса бумажной массы. При добавлении этого вещества к сульфитной целлюлозе эффект получается не столь значительным, как при введении его в древесную массу.

Щелочная среда, содержащая ионы кальция, в значительной мере способствует образованию смоляных осадков, и поэтому щелочные наполнители (например, карбонат кальция) способствуют усилению смоляных затруднений. По Гевелину, смоляные затруднения в основном вызываются ионом бикарбоната. Возможно, это происходит потому, что освобожденная смола аккумулируется в пене, образуемой пузырьками углекислоты. При понижении рН целлюлозной взвеси смоляные затруднения уменьшаются, причем сернокислый глинозем действует значительно эффективнее, чем кислоты.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум