Получение катионно-анионного полиакриламидного связующего и повышение механических свойств макулатурного тарного картона

• Автор: Кожевников, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Технология и свойства тарного картона из вторичного волокна
1.1.1 Основные процессы технологии картона
1.1.2 Требования к качеству картона
1.1.3 Прочность и жесткость картона
1.2 Волокно для тарного картона, свойства и их изменение в основных процессах технологии
1.2.1 Виды и свойства волокна
1.2.2 Микроструктура целлюлозного волокна
1.2.3 Размеры волокла
1.2.4 Фракционный состав
1.2.5 Вторичное волокно
1.2.6 Химический состав древесины и волокна
1.3 Силы связи между волокнами в структуре картона
1.3.1 Строение и свойства целлюлозы
1.3.2 Виды и энергия сил связи
1.3.3 Двойной электрический слой
1.3.4. Нанохимия и элементы нанотехнологии в производстве бумаги
1.4. Функциональные химические продукты в технологии тест-лайнера
1.4.1. Роль функциональных химических средств в химии бумаги
1.4.2. Основные химические средства для тарного картона
1.4.3. Гидрофобизирующие продукты
1.4.4. Полимерные природные и синтетические связующие
1.5. Выводы по обзору литературы, формулирование цели диссертации
и постановка задач исследований
2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Объекты и методики исследований
2.2 Измерение электрокииетического потенциала
2.3 Измерение катионной потребности бумажной массы

2.4 Макулатура и масса из нее для исследований
2.5 Отбор массы и основные исследования
2.6 Размол массы и определение степени помола волокнистой массы
2.7 Определение средней длины волокна по методу Иванова
2.8 Определение способности макулатурной массы к обезвоживанию
2.9 Анализ образцов бумаги и картона
2.10. Изготовление лабораторных образцов бумаги
2.11. Определение стандартных характеристик тест-лайнера и флютинга
2.12. Статистическая обработка данных эксперимента
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Обоснование химического состава катионно-анионного
полиакриламидного связующего
3.1.1. Обоснование выбора химического состава связующего
3.1.2 Химический состав катионно-анионного полиакриламидного связующего
3.2 Получение катионно-анионного связующего
3.2.1 Химические реакции получения связующего
3.2.2 Факторы получения связующего и готовые продукты
3.3 Исследование электроповерхностных свойств связующего «Ультрарез
Б8 150»
3.3.1 Исследование влияния pH на поверхностный заряд «Ультрарез БЬ

3.3.2 Исследования влияния pH на анионную потребность «Ультрарез ББ

3.3.3 Исследование влияния pH и степени помола на С,- потенциал макулатурного волокна
3.3.4 Исследование влияние расхода «Ультрарез Б8 150»
на С,- потенциал волокна
3.4 Исследование влияния связующего «Ультрарез Б8 150» на свойства волокнистой массы и эффективности при ее совместном применения
с катионными химикатами
3.4.1 Исследование удержания «Ультрарез ББ 150» волокном

3.4.2 Исследование влияния «Ультрарез DS 150» на обезвоживание массы и качество подсеточной воды
3.4.3 Исследование эффективности совместной подачи в волокнистую
массу «Ультрарез DS 150», флоккулянта, коагулянта и фиксатора
3.5 Совершенствование технологии повышения механической прочности тарного картона связующим «Ультрарез DS 150»
3.5.1 Обобщенные результаты по свойствам «Ультрарез DS»
3.5.2 Лабораторные испытания эффективности упрочнения картона связующим «Ультрарез DS»
3.5.3 Опытно-промышленные испытания смолы «Ультрарез DS 150» в
технологии тарного картона
3.5.4. Обобщение результатов опытно-промышленных испытаний и технологические основы применения смолы «Ультрарез DS 150» для повышения механической прочности тарного картона
3.6 Оценка экономической эффективности использования результатов
диссертации
4 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение А. Акт опытно-промышленных испытаний связующего
«Ультрарез DS 150» в ЗАО «Ярославская Бумага»
Приложение Б. Отчет об опытно-промышленных испытаниях связующего
«Ультрарез DS 150» в ООО «Сухонский ЦБК»
Приложение В. Акт опытно-промышленных испытаний связующего
«Ультрарез DS 150» в ООО «Окуловская бумажная фабрика» 142 Приложение Г. Акт внедрения технологии упрочнения бумаги для
гофрирования и картона для плоских слоев гофрированного картона с использованием смолы «Ультрарез DS 150»

длине связи (расстояние между взаимодействующих атомов) соответствует большая сила связи.
Силы механического зацепления волокон (силы трения). Действуют между соприкасающимися поверхностями волокон. Они зависят от многих факторов от упругих свойств волокон, состояния поверхности, влажности, температуры и др.
Силы капиллярные (поверхностное натяжение воды). Действуют при наличии влаги. Особая роль капиллярных сил принадлежит формированию бумаги в мокрой и сухой частях бумагоделательной машины.
Каждый тип связи вносит определенную долю в прочность структуры листа. Принимая во внимание, что соотношение между типами связи зависит от вида волокна, состояния поверхности волокна, а также разницу в силе типов связи и условия их образования, совокупный вклад сил в механическую прочность листа для каждого вида бумаги и картона колеблется в широких пределах. Комаров В.И. приводит тому следующий пример [47]. В образцах бумаги из размолотой целлюлозы водородная связь обеспечивает около 75 % прочности, в то время как для той же целлюлозы без размола она составляет только 20 %. В таблице 1.5 представлен ориентировочный вклад различных сил связи для ряда видов волокна.
Выделение 4-х видов сил связи между волокнами в бумаге основано как на различии в механизмах возникновения прочности, так и в разнице энергии связи. В таблице 1.6 приводятся сравнительные значения энергии связи.
Таблица 1.5. Распределение сил связи в бумажном листе для различного волокна
Силы связи Волокно (стандартный размол для отливок, 60 °ШР), доля связи, %
ЦВВ ЦНВ ММ пц ДМ
Водородная 75 70 50 43
Ван-дер-Ваальса 10 8 15 5
Механического зацепления и трения 12 20 33 50
Капиллярные 3 2 2 2
Сокращения в таблице 1.5. ЦВВ - целлюлоза высокого выхода; ЦНВ - целлюлоза нормального выхода; ММ - макулатурная масса; ПЦ - полуцеллюлоза; ДМ - древесная масса
Таблица 1.6. Энергия типов связи в бумаге
Тип связи Энергия, кДж/моль
Ван-дер-Ваальса
Водородная
Ковалентная (химическая)