CC BY
72
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
ми, израсходованными на реакции с №КМЦ. Меламин же, взаимодействуя с NаКМЦ, снижает ее негативное влияние.
При концентрации смолы 20 % КФО, модифицированные меламином и №КЦМ, при увеличении содержания №КЦМ с 2 % до 8 % приводят к снижению влагопрочности бумаги (60,4-44,5) (рис. 1). КФО, модифицированные №КЦМ, наоборот, повышают влагопрочность с увеличением содержания №КЦМ (41,0-53,0). Увеличение концентрации проклеивающего состава приводит к увеличению концентрации избыточного меламина, который является гидрофильным веществом и снижает влагопрочность бумаги в дополнение к №КМЦ (см. выше). В КФО, модифицированных №КМЦ, ее увеличение, видимо, приводит к образованию дополнительных сшивок с мети-лольными производными, давая гидрофобные структуры. КФО, модифицированные меламином и №КЦМ; №КЦМ, с увеличением содержания №КЦМ с 2 % до 8 % снижают разрывную длину бумаги (рис. 2). КФО, модифицированные меламином и №КЦМ, показали наивысший результат (4800-4250). Снижение разрывной длины у бумаги, обработанной КФО, модифицированными №КЦМ, более резкое (4650-3200). Меламин и №КМЦ, при увеличении концентрации смолы, в большей степени реагируют с метилольными группами КФО, что препятствует глубокому взаимодействию их с целлюлозной матрицей и снижает разрывную длину.
При концентрации смолы 30 % КФО, модифицированные меламином и №КЦМ, повышают влагопрочность с увеличением содержания №КЦМ (58,0-65,5; 48,7-69,3) (рис. 1). Причем при обработке последними влагопрочность бумаги возрастает более резко. Видимо в КФО, модифицированных меламином и №КМЦ; №КМЦ, увеличение содержания №КМЦ приводит к образованию дополнительных сшивок с метилоль-ными производными. КФО, модифицированные меламином и №КЦМ; №КЦМ, с увеличением содержания №КЦМ с 2 % до 8 % снижают разрывную длину бумаги (рис. 2). При этом КФО, модифицированные меламином и №КЦМ, показали наиболее плавный результат снижения (3300-3000). Снижение разрывной длины у бумаги, обработанной КФО, модифицированными №КЦМ, более резкое (4250-2750). Объяснить это можно, видимо, так же, как и для концентрации смолы 20 %.
Библиографический список
1. Аким, Э.Л. Обработка бумаги (основы химии и технологии обработки и переработки бумаги и картона) / Э.Л. Аким. - М.: Лесная пром-сть, 1979.
2. Кречетова, С.П. Материалы для обработки и переработки бумаги и картона / С.П. Кречетова. - М.: Лесная пром-ть, 1990.
3. Исследование влияния технологических параметров на свойства модифицированных карбамидоформальдегид-ных олигомеров / В.И. Азаров, Г.Н. Кононов, В.С. Не-штенко // Технология и оборудование для переработки древесины. - М.: МГУЛ, 2005.
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ КАТИОННЫХ КРАХМАЛОВ НА СВОЙСТВА БУМАЖНО-КАРТОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ВТОРИЧНОГО ВОЛОКНИСТОГО СЫРЬЯ
С.М. ТАРАСОВ, доц. каф. химической технологии древесины и полимеров МГУЛ, канд. техн. наук
Среди современных химических вспомогательных средств (ХВС) для производства бумажно-картонных материалов одна из ведущих ролей принадлежит катионным крахмалам. Они зарекомендовали себя как упрочняющие агенты, а также как средства удержания и в некоторой степени - как флокулянты и фиксаторы.
Ассортимент катионных крахмалов на современном российском рынке достаточно широк, причем, несмотря на появление на нем образцов отечественного производства, ведущая роль до сих пор принадлежит импортным катион-
ным крахмалам. Поэтому оценка технологических свойств этих крахмалов является достаточно актуальной задачей.
Исследования, результаты которых изложены ниже, были выполнены применительно к производству элементов гофрокартона - картона-лайнера и бумаги для гофрирования (гофробумаги) из 100 % вторичного волокнистого сырья (макулатуры).
Для исследований были выбраны следующие марки катионного крахмала, предназначенного для введения в волокнистую массу:
120
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2007
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Таблица 1
Физико-механические показатели гофробумаги и картона-лайнера, изготовленных в лабораторных условиях
Вид катионного крахмала, вводимого в массу Поверхностная обработка крахмалом «Emcat KOC 1830» Физико-механические показатели
Поверхностная впитываемость, г/м2 Сопротивление продавлива-нию, кПа Сопротивление разрыву, Н Прочность во влажном состоянии, Н Сопротивление сжатию кольца, Н
картон-лайнер
Без крахмала - 40 260 80 2 210
+ 31 390 100 3 270
«Emcat CF/T» - 32 350 94 3 250
+ 28 440 108 4 300
«ECA-CS» - 33 350 93 3 240
+ 29 440 107 4 300
«Mylbond 143» - 32 340 95 3 250
+ 27 430 106 4 300
«Hi-Cat 5163А» - 34 340 95 3 250
+ 30 440 108 4 300
гоф робумага
Без крахмала - 88 200 68 2 120
+ 81 250 82 3 150
«Emcat CF/T» - 80 240 78 3 145
+ 75 300 89 3 166
«ECA-CS» - 79 230 77 3 144
+ 76 290 88 3 165
«Mylbond 143» - 81 240 79 3 148
+ 75 280 88 3 166
«Hi-Cat 5163А» - 80 230 78 3 145
+ 76 290 87 3 162
1. «Emcat CF/T», С.З. = 0,025-0,030;
2. «ECA-CS», С.З. = 0,030-0,040;
3. «Mylbond 143», С.З. * 0,043;
4. «Hi-Cat 5163А», С.З. = 0,035-0,040;
5. «Emcat KOC 1830», С.З. * 0,050.
Образцы 1-4 использовались для введения в волокнистую массу, образец 5 - для обработки бумаги и картона в клеильном прессе.
Исследования проводились в Московском государственном университете леса, Центральном научно-исследовательском институте бумаги, на Караваевской бумажной фабрике и на Полотнянозаводской бумажной фабрике как в форме лабораторных, так и промышленных испытаний.
Композиция картона по волокну - смесь макулатуры марок МС-6 и МС-7, масса - 150 г/м2. Степень помола волокнистой массы перед отливом составляла 26 ± 1 °ШР. Схема введения ХВС была выбрана классическая с использованием стандартной канифольной проклейки. Порядок введения ХВС в волокнистую массу (в пересчете на абсолютно сухое вещество) был следующий: катионный крахмал - 8 кг/т; канифольный клей-паста -6 кг/т; сульфат алюминия - 30 кг/т; полиакриламид катионный - 0,1 кг/т, рН волокнистой массы при
отливе - 6,8-7,0. Гофробумага изготавливалась из того же волокнистого сырья, имела массу 125 г/м2, порядок введения ХВС в волокнистую массу для ее изготовления был следующий: катионный крахмал
- 4 кг/т; канифольный клей-паста - 2 кг/т; сульфат алюминия - 20 кг/т; полиакриламид катионный
- 0,1 кг/т. рН = 6,8-7,0.
В табл. 1 приведены результаты испытаний физико-механических свойств гофробумаги и картона, изготовленных в лабораторных условиях. Поверхностная обработка картона крахмалом «Emcat KOC 1830» производилась на лабораторном клеильном прессе с расходом 30 кг/т для картона и 20 кг/т для гофробумаги. Из представленных данных видно, что катионные крахмалы от разных производителей показали примерно одинаковую и достаточно высокую эффективность в качестве материалов для повышения всех основных эксплуатационных характеристик бумажнокартонных материалов. Как и следовало ожидать, поверхностная обработка катионным крахмалом существенно повышает их прочность и приближает ее к прочности аналогичных материалов из свежего волокна (при правильном ведении процесса размола макулатурной массы).
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2007
121
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Таблица 2
Физико-механические показатели промышленных образцов картона-лайнера
Вид катионного крахмала № измерения Физико-механические показатели
Поверхностная впи-тываемость, г/м2 Сопротивление продавливанию, кПа Сопротивление разрыву, Н Прочность во влажном состоянии, Н Сопротивление сжатию кольца, Н
«Mylbond 143» 1 36 310 87 3 240
2 34 300 84 3 230
3 35 320 88 3 250
4 34 330 88 3 250
5 34 330 89 4 260
6 33 320 87 3 250
7 36 310 86 2 240
8 35 310 86 2 240
9 36 320 87 3 250
10 34 310 86 4 240
Ср. знач. 34,7 316,0 86,8 3,0 245,0
Emcat CF/T 1 32 310 86 3 230
2 34 320 88 3 240
3 34 320 89 2 235
4 35 310 85 3 230
5 33 330 88 4 250
6 36 330 87 3 260
7 35 320 86 3 245
8 34 310 84 3 240
9 35 320 86 4 250
10 36 300 83 3 230
Ср. знач. 34,4 317,0 86,2 3,1 241,0
Таблица 3
Физико-механические показатели промышленных образцов гофробумаги
Вид катионного крахмала № измерения Физико-механические показатели
Поверхностная впи-тываемость, г/м2 Сопротивление продавливанию, кПа Сопротивление разрыву, Н Прочность во влажном состоянии, Н Сопротивление сжатию кольца, Н
«Mylbond 143» 1 76 260 84 2 143
2 74 250 88 3 147
3 73 240 89 3 145
4 75 240 88 3 146
5 75 250 87 3 144
6 76 230 86 2 144
7 74 240 85 3 145
8 77 250 85 2 146
9 76 240 87 3 147
10 74 250 88 3 145
Ср. знач. 75,0 245,0 86,7 2,7 145,2
Emcat CF/T 1 78 240 84 2 148
2 77 250 85 3 147
3 76 250 83 2 148
4 76 230 84 3 145
5 77 250 87 3 144
6 75 260 87 3 147
7 76 240 86 3 146
8 75 220 90 3 145
9 77 250 84 3 146
10 78 260 85 3 147
Ср. знач. 76,5 245,0 85,5 2,8 146,3
122
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2007
