CC BY
16
ТЕХНОЛОГИЯ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК, ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА, ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ И ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ БИОМАССЫ ДЕРЕВА
ПОЛУЧЕНИЕ БУМАГ С ВВЕДЕНИЕМ ВОЛОКНИСТЫХ ОТХОДОВ
Ешбаева Улбосин Жамаловна
д-р техн. наук, профессор, Наманганский Инженерно-Технологический Институт, Республика Узбекистан, г. Наманган E-mail: Guli-67@mail.ru.
Саодатов Азиз Азамжанович
ассистент,
Наманганский Инженерно-Технологический Институт, Республика Узбекистан, г. Наманган
Нишонов Акбаржон Мухаматжонович
ассистент,
Наманганский Инженерно-Технологический Институт, Республика Узбекистан, г. Наманган E-mail: nishonov_akbarion@mail.ru
Колдошева Сарвиноз Алимардон кызы
студент,
Наманганский Инженерно-Технологический Институт, Республика Узбекистан, г. Наманган
OBTAINING PAPER WITH FIBROUS WASTE INSERTION
Ulbosin Eshbaeva
Doctor of Technical Sciences, Professor Namangan Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Namangan
Aziz Saodatov
Assistant,
Namangan Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Namangan
Nishonov Akbarjon
Assistant,
Namangan Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Namangan
Sarvinoz Kuldosheva
Student
Namangan Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Namangan
АННОТАЦИЯ
В условиях Янгиюльской целлюлозно-бумажной фабрике "СП Global Komsco-Daewoo" на лабораторной установке получены образцы бумаги на основе отходов искусственного волокна. В статье изучены физико-механические свойства экспериментальных бумаг.
Библиографическое описание: ПОЛУЧЕНИЕ БУМАГ С ВВЕДЕНИЕМ ВОЛОКНИСТЫХ ОТХОДОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Ешбаева У.Ж. [и др.]. 2021. 8(89). URL:
https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12187
ABSTRACT
In the conditions of the Yangiyul Pulp and Paper Mill "JV Global Komsco-Daewoo", samples of paper based on artificial fiber waste were obtained at a laboratory facility. The article studies the physical and mechanical properties of experimental papers.
Ключевые слова: искусственное волокно, отходов вторичной ацетилцеллюлозы, беленая хлопковая целлюлоза, наполнители.
Keywords: artificial fiber, secondary cellulose acetate waste, bleached cotton cellulose, fillers.
Производство бумаги и картона занимает очень важное место в мировой промышленности. В настоящее время в мире выпускается свыше 600 видов бумаги и картона, и они используются более чем в 60 000 областей наименований товаров потребления [1]. Рост мирового спроса на бумагу и картон прогнозируется на уровне 1,6% в год в период до 2025 года. Ожидается, что к 2025 году мировое потребление вырастет до 493 млн. т (по сравнению с 394 млн. т. в 2011 г). К 2030 г. ожидается прирост мирового спроса на 30% со 440 млн. т. до 572 млн. т. Мировое производство бумаги превышает 177 млн. т/год. В наибольших объемах вырабатывается газетная бумага (~ 25 млн. т), печатная и писчая бумага (~ 40 млн. т), тарный картон и упаковочные виды бумаги (~ 60 млн. т), санитарно - гигиенические виды бумаги (~ 8,5 млн. т) [2].
Современными тенденциями в технологии новых видов бумаги для печати являются следующие:
• использование в композиции бумаги вторичного волокна;
• высокое качество материала при низкой себестоимости.
Важнейшими направлениями развития производства бумаги является поиск новых возобновляемых видов сырья и утилизация отходов [3].
К количеству переменные факторов бумаги, относятся прочность и длина исходных волокон, степень и характер переплетения волокон между собой, степень фибриллирования или изменения внешней поверхности волокон, степень уплотнения листа,
Физико-механические показатели
равномерность его отлива, наличие в бумаге веществ, неволокнистого характера которые, способствуют либо увеличению, либо уменьшению прочности бумажного полотна [4].
Цель настоящей статьи -изучение влияния вида целлюлозных и отходов искусственных волокон, их соотношения в композиции, на физико-механические изготавливаемой бумаги.
Химические волокна, являющиеся основным волокнистым компонентом в композиции бумажных текстилеподобных материалов, как правило, не способны образовывать межволоконные связи и придавать материалу необходимую механическую прочность.
Для оценки влияния введения в бумажную массу волокнистых отходов производства заводов искусственного волокна без вуалирования их свойств при отливе применяли традиционно используемые наполнители. Композиционный состав по волокну, природа, наличие и количество наполнителей оказывают большое влияние на прочностные и печатные свойства бумаги. Исследования проводили в условиях технологической лаборатории Янгиюльской целлюлозно-бумажной фабрике "СП Global Komsco-Daewoo". Отливки образцов осуществляли по утвержденному технологическому регламенту [5-6]. В настоящей статье приводятся результаты сравнительного исследования полученных бумаг из беленой сульфатной целлюлозы и беленой хлопковой целлюлозы с введением отходов вторичной ацетилцеллю-лозы. Результаты представлены в таблице 1 и 2.
Таблица 1.
яментальных бумаг (масса 80 г/м2)
№ п/п Композиционный состав, % Толщина, мм Плотность, г/м3 Зольность, % Разрывные Излом, n, циклы
БХЦ ОВАЦ усилие, Н Длина, L, м
1 100 0 0,11 0,77 6,2 46 3682 36,6
2 98 2 0,12 0,66 5,4 40 3394 55
3 95 5 0,13 0,65 4,6 39 3439 52
4 90 10 0,13 0,62 4,5 36 3290 50
5 85 15 0,14 0,57 3,5 34 3174 49
6 80 20 0,14 0,56 3,4 32 3132 45
БХЦ - беленая хлопковая целлюлоза
ОВАЦ - отходов вторичной ацетилцеллюлозы
Оценка механической прочности при неизменной массе -80 г/кв. м., показала, что введение в бумажную массу беленой хлопковой целлюлозы и отходов
вторичной ацетилцеллюлозы в пределах 0%-10% приводит к понижению разрывной длины с 3682 м до 3290 м , т.е. на 10%.
Таблица 2.
Физико-механические показатели экспериментальных бумаг (масса 80 г/м2)
№ п/п Композиционный состав, % Толщина, мм Плотность, г/м3 Зольность, % Разрывные Излом, п, циклы
БСЦ ОВАЦ усилие, Н Длина, L, м
1 100 0 0,10 0,69 4,6 53,6 5009 266
2 98 2 0,11 0,65 3,6 53 4985 250
3 95 5 0,11 0,62 2,2 49 4591 103
4 90 10 0,11 0,61 2,4 47 4349 98
5 85 15 0,12 0,55 2,5 46 4509 39
6 80 20 0,13 0,54 2,2 45 3302 35
БСЦ - беленая древесная целлюлоза
В отличие от бумаг, полученных из беленой сульфатной целлюлозы с отходами вторичной ацетил-целлюлозы, композиции состава беленой хлопковой целлюлозы с отходами вторичной ацетилцеллюлозы имеют меньшие прочностные показатели (Ь), но при введении 5% отходы вторичной ацетилцеллюлозы обладают примерно одинаковой износоустойчивостью, а именно, сопротивлением к многократным изгибающим усилиям.
Ь
6000
5000 --—-
4000 --- - -
3000 2000 1000
0--
1 2 3 4 5 6 Виды бумаги
□ Бумага Б С Ц+О БАЦ
□ Бумага БХЦ+О БАЦ
Рисунок 1. Разрывная длина для экспериментальных бумаг
Разрывная длина характеризует прочность бумаги [7]. Как видно из полученных данных (рис.1), введение отходов вторичной ацетилцеллюлозы в композицию бумаги с 5 до 15% при проклейке канифольным клеем, уменьшает разрывную длину на 10 %.
Чем прочнее межволоконные связи, тем относительно большее количество волокон, находящихся в напряженном состоянии, окажется разорванным в плоскости разрыва полоски бумаги.
Ацетатное волокно термопластично и при температуре выше 140-150 0С начинает деформироваться. Величина эластического удлинения ацетатной нити выше гидратцеллюлозной примерно в 2 раза [8]. Однако, ацетатное волокно гидрофобное, меньше набухает в воде, чем вискозное и хлопковое.
Ацетатное волокно содержит некоторое количество ОН -групп, которые, могут образовывать прочные водородные связи (в данном случае с целлюлозой) хотя значительной помехой для этого будут ацетильные группы, так как известно, что чем длиннее боковые группы в макромолекуле и чем их больше, тем сильнее силы отталкивания, тем меньше энергия когезии, а, следовательно, ниже прочность бумажного листа (сцепляемости друг с другом отдельных молекул полимера)
В отличие от бумаг, полученных, из древесной целлюлозы бумажные отливки из хлопковой целлюлозы обладают меньшими значениями изучаемых физико-механических показателей. Введение в бумажную массу из хлопковой целлюлозы волокон искусственного волокна, так же, как и при использовании древесной целлюлозы приводит к снижению механических показателей бумажных отливок.
Следовательно, введение волокнистых отходов искусственного волокна при стандартном методе отливки бумаги, несколько снижает ее разрывное напряжение по сравнению с однокомпонентными образцами. Однако, снижение стоимости производимой бумаги за счет введения отходов производства, экономия такого ценного сырья, как хлопковая целлюлоза, сокращение затрат на приобретение завозного
сырья - древесной сульфатной целлюлозы заставили использовать дополнительные варианты повышения механических показателей, исследуемых бумаги.
В целом введение отходов вторичной ацетилцел-люлозы в бумажную массу способствует получению более качественной бумаги.
Выводы
Изготовлены различные варианты новых видов бумаг на основе хлопковой и древесной сульфатной целлюлозы с отходами вторичной ацетилцеллюлоз-ных волокон выбран оптимальный по составу вариант композиционной бумаги 85% хлопковой целлюлозы и 15% отходы вторичной ацетилцеллюлозы соответственно.
Список литературы:
1. Lesprom Network, [Электронный ресурс] URL: http://www.lesprom.com.
2. EUWID Pulp and Paper, ISSUE 35/2018 OF 31.08.2018, p. 1-2
3. Г.Н. Кононов. Химия древесины и ее основных компонентов [Текст]: учеб. пособие для студентов специальностей 260200, 260300. 2-е изд., испр. и доп. - М.: МГУП, 2002. - 259 с.
4. Д.М. Фляте. Бумагообразующие свойства волокнистых материалов [Текст] / Д.М.Фляте. - М.: Лесн. пром-сть, 1990. - 136 с.
5. У.Ж. Ешбаева, А.А. Рафиков и др. Свойства бумаги на основе хлопковой целлюлозы и модифицированных полиакрилонитриловых волокон. Целлюлоза, Бумага, Картон. Научно -технический журнал. Москва. 2014 г. №1.58 -61 стр.
6. У.Ж. Ешбаева. Офсетная бумага с введением синтетических полимеров и её печатно-технические свойства. Дисс.на соис. уч. степ. докт.тех.наук. Ташкент. ТИТЛП. 2017. с.237.
7. П.В. Осипов. Структура бумаги и картона: придание прочности в сухом состоянии применением синтетических упрочнителей [Текст] / П.В. Осипов // Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2003. - № 9-10. - С. 28-30.
8. К.Е. Перепелкин. Физико-химические основы процессов формования химических волокон. М., 1978.
