ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ПЕРЕМЕННЫЕ ФАКТОРЫ ПРОЦЕССОВ
ФОРМОВАНИЯ И ОБЕЗВОЖИВАНИЯ БУМАЖНОГО ПОЛОТНА - ЧАСТЬ 4
Рассматривая вопросы хлопьеобразования (флокуляции)
при отливе бумаги необходимо разграничить понятия флокуляции и
коагуляции. Флокуляция характеризуется соединением отдельных
макромолекул высокомолекулярных веществ с образованием рыхлых
хлопьевидных осадков — флокул с размерами, выраженными в миллиметрах.
Таким образом, агрегация волокон целлюлозы в отдельные сгустки под
влиянием внешних условий является проявлением процесса флокуляции. Под
коагуляцией следует понимать процесс изменения степени дисперсности
коллоидных частиц за счет слипания с образованием частиц, размеры
которых можно характеризовать в микрометрах. Таким образом, агрегацию
частиц канифольного клея, минеральных наполнителей и красителей под
действием электролитов (например, сернокислого алюминия) следует отнести
к процессам коагуляции без образования при этом между частицами длинных
полимерных мостиков. При флокуляции же под влиянием полимеров с длинной
молекулярной цепью (например, полиакриламида или полиэти-ленимина)
частицы соединяются в хлопья соответствующей мостиковой связью.
При действии сернокислого алюминия на суспензию растительных волокон
трехвалентные положительно заряженные ионы алюминия нейтрализуют
отрицательный потенциал волокон. В изоэлектрической точке, в которой
электрокинетический потенциал волокон близок к нулю, хлопьеобразование
протекает наиболее интенсивно. Считается, что максимальное
хлопьеобразование наблюдается при электрокинетическом потенциале в
пределах от +3 до —3 м,В. При этом на результаты наблюдений оказывают
влияние многочисленные переменные факторы и в том числе: температура, pH
среды, время
воздействия сернокислого алюминия на волокнистую
суспензию, наличие в воде различных примесей и электролитов.
Выше указывалось, что хлопьеобразование при поступлении массы на сетку
машины обычно считается нежелательным явлением, так как способствует
неравномерному осаждению волокон и получению бумаги с облачным
просветом. Однако рыхлые хлопья, полученные благодаря флокулирующему
действию полиакриламида и полиэтиленимина и состоящие из мелких волокон
и частиц наполнителя, отличаются по своим свойствам от пучков (сгустков)
длинных волокон. Рыхлые и мелкие хлопья делают просвет бумаги в ряде
случаев более равномерным благодаря повышенному удержанию в бумаге
мелочи, заполняющей пространства между длинными волокнами. Такие рыхлые
флокулы под влиянием силы тяжести быстро осаждаются на сетке, образуя
пористый слой, легко пропускающий воду.
Флокулирующее действие полимеров может быть сведено к минимуму, если
образующиеся при этом флокулы до их поступления на сетку будут разбиты
при перемешивании массы. Поэтому полимер в количестве 0,25—0,5 °/о к
массе волокон нужно вводить за 15-—40 с до выхода массы на сетку, и
после обеспечения его равномерного распределения в массе последнюю уже
не следует интенсивно перемешивать. С применением указанных полимеров
помимо улучшения равномерности просвета вырабатываемой бумаги, повышения
удержания мелких волокон и наполнителя достигается также повышение
основных показателей механической прочности бумаги.
Влияние химического состава волокон на их
способность к обезвоживанию характеризуется результатами наблюдений,
показавших, что способность растительных волокон к обезвоживанию
возрастает с понижением содержания в технической целлюлозе гемицеллюлоз
и с увеличением содержания лигнина.