УДЕРЖАНИЕ НАПОЛНИТЕЛЯ В БУМАГЕ И КОНТРОЛЬ ЗА ПРОЦЕССОМ ЕЕ НАПОЛНЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУМАГИ

  Главная      Учебники - Производство бумаги     Технология бумаги (Фляте Д.М.) - 1988 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   .. 29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..

 

§ 26.

УДЕРЖАНИЕ НАПОЛНИТЕЛЯ В БУМАГЕ И КОНТРОЛЬ ЗА ПРОЦЕССОМ ЕЕ НАПОЛНЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУМАГИ



По экономическим и технологическим соображениям желательно обеспечить максимальную удерживаемость наполнителя на растительных волокнах. Это достигается различными мероприятиями.

Значительное влияние на удержание наполнителей и мелких волокон в бумажном полотне оказывает величина pH среды, регулируемая дозировкой вводимого в бумажную массу сернокислого алюминия. Волокна в воде имеют отрицательный электростатический заряд и под действием одинаковых зарядов взаимно отталкиваются, находясь в водной среде в диспергированном состоянии. При введении сернокислого алюминия, являющегося электролитом, трехвалентные положительно заряженные ионы алюминия нейтрализуют отрицательный заряд волокон и частиц наполнителя и при изоэлектрической точке наступает коагуляция. Волокна в виде хлопьев и частицы наполнителя осаждаются на сетке бумагоделательной машины. Это способствует удержанию наполнителей и мелких волокон.

В чрезмерно кислой среде, т. е. в избытке сернокислого алюминия при pH 3,5, вновь начинается диспергирование частиц, так как в этом случае преобладает положительный заряд алюминия и возобновляется взаимное отталкивание частиц. Поэтому, вводя сернокислый алюминий с целью удержания частиц наполнителя и мелких волокон, следует контролировать pH среды. Оптимальным в данном случае является pH около 5.

Механизм удержания частиц наполнителя различен в зависимости от их размеров. Крупные частицы удерживаются в основном механически при фильтрации сквозь волокнистый слой

 

в процессе образования бумажного листа. Мельчайшие частицы удерживаются за счет адсорбции вследствие понижения отрицательного электрического заряда наполнителя, перезарядки и координационной связи с катионом алюминия. Отсюда понятно, что коагулирующее действие сернокислого алюминия в большей степени сказывается на удержании не крупных, а мельчайших частиц наполнителя.

Удержание наполнителя зависит также от формы его частиц. Наиболее высокое удержание наблюдается у талька (чешуйчатая форма частиц) и асбестина (игольчатая форма), низкое— мела (округлая форма частиц), а наименьшее — у частиц необожженного гипса, частично растворяющегося в воде.

Очевидно, что в бумаге, изготовленной из массы жирного помола, образующей плотный слой волокон на сетке, удержание частиц наполнителя выше, чем в бумаге, изготовленной из массы садкого помола. Удержание наполнителя в тонкой бумаге ниже, чем в бумаге с повышенной массой 1 м2, изготовляемой при меньшем разбавлении на сетке, фильтрующий слой которой лучше задерживает частицы наполнителя.

Удержание наполнителей различными видами волокон находится в зависимости от адсорбционной способности волокон и от их размеров. Наибольшее удержание наполнителей обнаруживают волокна, обладающие высокой адсорбционной способностью и малыми размерами. Поэтому наиболее высокое удержание наполнителей при всех прочих равных условиях наблюдается в бумаге, содержащей древесную массу, и низкое удержание — в бумаге из хлопковой полумассы, обладающей низкой адсорбционной способностью.

Удержание наполнителя во многом зависит от степени использования оборотной воды на фабрике. Чем полнее она используется и чем ближе к замкнутому цикл ее использования, тем выше удержание наполнителя и меньше его промой.

Если кроме наполнителя в бумажную массу вводятся еще и проклеивающие вещества, то наибольшее удержание наполнителя достигается тогда, когда он вводится первым. Наилучшие же результаты проклейки достигаются тогда, когда наполнитель вводится последним — после канифольного клея и сернокислого алюминия.

В настоящее время для повышения удержания наполнителя в бумаге с 40—60 до 80 % и выше в массу вводят непосредственно перед бумагоделательной машиной различные вещества, вызывающие хлопьеобразование: животный клей, активированный силикат и, в особенности, полиэтиленимин (ПЭИ) и полиакриламид (ПАА). Последний выпускается в качестве сополимера акриловой кислоты и акриламида. Оптимальным значением pH массы для эффективного действия ПАА является pH в пределах 4,5—6. В этих пределах при дозировке из расчета 150—300 г абс. сухого ПАА на 1 т бумаги удержание наполнителя в бумаге увеличивается на 20—25 %. Дополнительное

введение раствора ПАА непосредственно перед массоулавливающей аппаратурой в количестве 1,25 г на 1 м3 осветляемой воды способствует повышению эффективности работы массоулавливающей аппаратуры. Степень улавливания взвеси увеличивается от 70—80 до 98—99 %.

Одно из убедительных объяснений механизма хлопьеобразования под действием ПАА заключается в следующем. Длинные молекулы ПАА одновременно связываются с несколькими взвешенными частицами наполнителя, которые таким образом оказываются связанными между собой в сложные агрегаты-флокулы. Последние состоят из твердых частиц «прошитых» длинными нитями молекул ПАА. Такие флокулы хорошо задерживаются слоем волокон на сетке бумагоделательной машины. Этот же механизм действия ПАА объясняет повышение удержания мелких волокон при использовании ПАА, улучшение при этом равномерности структуры листа и повышение его механической прочности. Не исключается возможность образования водородной или какой-либо иной связи между вводимым полимером и волокнами целлюлозы.

Повышению удержания в бумаге минеральных наполнителей могут способствовать также катионные крахмалы, кар-боксиметилцеллюлоза и, помимо ПАА, некоторые другие синтетические вещества: полиэтиленимины, полиамины, полиами-дамины.

Ниже приводятся некоторые расчетные формулы для определения содержания наполнителя в бумажной массе и в бумаге, а также степени удержания и использования наполнителя.

 

Контроль процесса наполнения бумаги сводится к определению концентраций суспензии наполнителя, правильной дозировки его количества при поступлении в поток бумажной массы, определению и регулировке pH среды, а также зольности изготовляемой бумаги. Контроль степени удержания и степени использования наполнителя, а также удельного его расхода сводится к определению величин, входящих в указанные выше формулы. Дополнительные данные об удержании минеральных наполнителей можно прочесть в книгах [5, с. 233— 244; 20, с. 44—51].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   .. 29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..