Химия и технология древесной массы
..pdfгде 50 – масса а.с. ТММ, г; 10 – концентрация массы, %.
При влажности ТММ 60 % на отбелку потребуется ТММ (г)
50 100 =125,
40
где 50 – масса а.с. ТММ, г; 40 – содержание а.с. ТММ в 100 г влажной ТММ, г.
Количество пероксида водорода (г), требующееся для отбелки при заданном расходе реагента 3 %,
50 3 =1,5,
100
где 50 – масса а.с. ТММ, г; 3 – расход Н2О2, %.
При концентрации исходного раствора Н2О2 50 г/л (раствор получается разбавлением концентрированного раствора пероксида водорода в 5–6 раз) для отбелки надо взять разбавленного раствора Н2О2 (мл)
1,5 1000 = 30.
50
При расходе Na2SiО3 5 % к массе а.с. волокна для отбелки 50 г ТММ потребуется силиката натрия (г)
50 5 = 2,5
100
или при использовании 1 М раствора
2,5 1000 = 20,5 мл 1 М раствора, 122
где 122 – количество безводного силиката натрия, содержащееся в 1 л 1 М раствора.
51
Количество ЭДТА (г), добавляемое при отбелке в раствор, составит
50 0,20 = 0,1
100
или при использовании 0,1 М раствора ЭДТА (мл)
0,10 1000 = 27,
37,2
где 37,2 – количество ЭТДА, содержащееся в 1 л 0,1 М раствора. Количество воды (мл), которое надо добавить для получения
заданного объема отбельного раствора (500 мл), составит
500 – (125 + 30 + 20,5 + 27) = 500 – 202,5 = 297,5.
Примечание: при расходе Na2SiО3 5 % добавление щелочи для получения рН отбельного раствора, равного 11, не требуется.
После промывки массы проводят кисловку серной кислотой для инактивации оставшейся Н2О2 и для стабилизации белизны со снижением рН до 5,5–6,5. Кисловку проводят в течение 15 минут, затем массу отмывают дистиллированной водой до рН 5,5–6,5. Расход H2SО4 примерно 0,7 % к массе а.с. волокна. Концентрация массы при кисловке 5 %.
Отбелка дитионитом может проводиться самостоятельно в одну ступень или при отбелке в две ступени – после отбелки пероксидом водорода.
Расчеты для отбелки проводят аналогичным образом (как и при отбелке пероксидом).
Для проведения отбелки рассчитывают необходимое количество сухого дитионита в граммах (из расчета 1,0–1,5 % к массе а.с. волокна) и растворяют его в воде, которая используется для разбавления ДМ (ДДМ или ТММ) до концентрации, необходимой для отбелки (например, 4 %).
Готовить раствор дитионита нужно непосредственно перед отбелкой, так как он разлагается очень быстро, особенно при доступе воздуха.
52
9.ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БУМАГИ
ИМЕХАНИЧЕСКОЙ МАССЫ
Определение белизны
Белизна какого-либо материала, в том числе и бумаги, не является четко определенной физической величиной. Понятие «степень белизны бумаги» означает лишь «степень приближения белизны бумаги» к некоторой эталонной (идеальной) белизне при одинаковых условиях освещения и наблюдения. Эталоном белизны служит пластинка оксида бария.
Определение белизны бумаги проводят на различных оптических приборах. Наиболее распространенным является лейкометр.
Для определения белизны изготовляют отливки диаметром 90 мм и минимальной массой 1 м2 200 г, что соответствует 1,3 г целлюлозы в одной отливке.
Отливки прессуют на прессе при давлении 300 кПа в течение 1 мин и высушивают при комнатной температуре до воздушносухого состояния.
Определение белизны образцов, не содержащих оптических отбеливателей, производят при синем светофильтре прибора.
Белизну выражают в процентах. За результат принимают среднее арифметическое результатов измерения белизны 4–5 отливок, округленное до первого десятичного знака.
Определение непрозрачности
Величина непрозрачности определяется способностью целлюлозы рассеивать свет (коэффициент рассеяния).
Непрозрачность – достаточно важная характеристика для процессов печати. Чем выше непрозрачность, тем в меньшей степени печать на одной стороне листа просвечивается на другую сторону листа. Печатную непрозрачность определяет коэффициент отражения света (%) от образцов, помещенных на черную подложку и на светонепроницаемую стопу:
53
Kн = K02 100,
K01
где K02 – коэффициент отражения, если под измеряемым листом лежит черная пластина (подложка);
K01 – коэффициент отражения, если под измеряемым листом лежит светонепроницаемая стопа (измеряемых образцов).
Определение производится на синем светофильтре лейкометра. В приложении приведены некоторые дополнительные сведе-
ния в помощь студентам при написании дипломных работ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Хакимова Ф.Х. Современное производство древесной массы: учебное пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2007. – 165 с.
2.Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы: в 3 т. – СПб.: Политехника: ЛТА, 2002. – Т. 1, ч. 1. – 432 с.
3.Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы: в 3 т. – СПб.: Политехника, 2003. – Т. 1, ч. 2. – 633 с.
4.Пен Р.З., Каретникова Н.В. Технология древесной и макулатурной массы: учебное пособие / СибГТУ. – Красноярск, 2008. – 346 с.
5.Хакимова Ф.Х., Ковтун Т.Н. Отбелка целлюлозы: учебное пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. ун-та, 2010. – 182 с.
6.Атлас ультраструктуры древесных полуфабрикатов, применяемых для производства бумаги / под ред. Н.П. Зотовой-Спанов- ской. – М.: Лесная промышленность, 1984. – 232 с.
54
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Показатели качества различных видов механической (древесной) массы из древесины ели
Показатели качества |
ДДМ |
РДМ |
ТММ |
ХТММ |
Разрывная длина, м |
2800 |
3500 |
4400 |
4800 |
Степень помола, °ШР |
68 |
68 |
68 |
68 |
Пухлость, см3/г |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,5 |
Непрозрачность, % |
97 |
95 |
95 |
94 |
Белизна, % ISO |
59 |
57 |
55 |
60 |
Таблица 2 Сравнение свойств ХТММ и ХММ из древесины осины и ели
Показатели |
Древесина |
Древесина |
|
осины |
ели |
||
|
|||
Степень помола, °ШР |
36 |
36 |
|
Разрывная длина, м |
5000 |
6000 |
|
Сопротивление разрыву при растяжении, |
|
|
|
Н·м/г |
6,5 |
9,5 |
|
Сопротивление продавливанию, кПа/г |
2,7 |
3,7 |
|
Непрозрачность, % |
84 |
90 |
|
Выход, % |
88–91 |
90–95 |
|
Белизна, % ISO |
70–82 |
70–80 |
55
Таблица 3
Сравнение свойств различных видов механической массы и целлюлозы из ели
|
|
|
Вид полуфабриката |
|
|
||
Показатель |
ДДМ |
ДМД |
ХММ |
ХТММ |
Целлюлоза |
||
небеленая |
|
полубеленая |
|||||
|
|||||||
|
|
|
|
|
сульфитная |
|
сульфатная |
Выход, % |
96,0 |
96,0 |
94,5 |
92,0 |
53,0 |
|
48,0 |
Степень помола, |
|
|
|
|
|
|
|
°ШР |
68 |
69 |
69 |
67 |
24 |
|
24 |
Сопротивление |
|
|
|
|
|
|
|
разрыву при рас- |
|
|
|
|
|
|
|
тяжении, Н·м/г |
30 |
30 |
36 |
41 |
64 |
|
75 |
Сопротивление |
|
|
|
|
|
|
|
раздиранию, |
|
|
|
|
|
|
|
мН·м2/г |
4,1 |
4,5 |
8,2 |
8,1 |
9,0 |
|
14,0 |
Содержание |
|
|
|
|
|
|
|
длинноволок- |
|
|
|
|
|
|
|
нистой фракции, |
21 |
25 |
43 |
44 |
52 |
|
65 |
% |
|
||||||
Содержание ко- |
|
|
|
|
|
|
|
стры, % |
0,41 |
0,38 |
0,25 |
0,18 |
– |
|
– |
Коэффициент |
|
|
|
|
|
|
|
светорассеяния, |
|
|
|
|
|
|
|
м2/кг |
64 |
64 |
54 |
51 |
27 |
|
26 |
56
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
Сравнение свойств ХТММ и ХММ и целлюлозы |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатель |
Древесина осины |
|
Древесина ели |
|||||
ХТММ |
Целлюлоза |
ХТММ |
Целлюлоза |
|||||
|
и ХММ |
сульфатная |
и ХММ |
сульфатная |
||||
Степень помола, °ШР |
36 |
|
32 |
36 |
32 |
|||
Разрывная длина, м |
5000 |
|
5300 |
6000 |
10 500 |
|||
Сопротивление разрыву |
|
|
|
|
|
|
|
|
при растяжении, мН·м/г |
6,5 |
|
7,8 |
9,5 |
10,7 |
|||
Сопротивление продавли- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ванию, кПа/г |
2,7 |
|
2,8 |
3,7 |
6,9 |
|||
Непрозрачность, % |
84 |
|
74 |
90 |
64 |
|||
Выход, % |
88–91 |
|
45–50 |
90–95 |
|
40–50 |
||
Белизна, % ISO |
70–82 |
|
До 90 |
70–80 |
|
До 90 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
Изменение свойств ТММ в зависимости от степени помола |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Показатель |
|
|
|
Степень помола, °ШР |
||||
|
|
|
60 |
|
62 |
|
67 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание, %: |
|
|
|
|
|
|
|
|
костры |
|
|
|
0,34 |
|
0,21 |
|
0,18 |
длинноволокнистой фракции |
|
|
45,4 |
|
42,7 |
|
38,9 |
|
мелочи |
|
|
|
22,8 |
|
24,9 |
|
24,6 |
Плотность, кг/м3 |
|
|
|
320 |
|
332 |
|
346 |
Сопротивление продавливанию, кПа/г |
|
3,21 |
|
2,36 |
|
2,51 |
||
Сопротивление раздиранию, мН·м2/г |
|
|
10,4 |
|
10,5 |
|
9,3 |
|
Сопротивление разрыву при растяжении, |
|
|
|
|
|
|||
мН·м/г |
|
|
|
39,5 |
|
42,2 |
|
43,5 |
Белизна, % ISO |
|
|
|
56 |
|
56 |
|
56 |
Непрозрачность, % |
|
|
|
95,5 |
|
95,0 |
|
95,5 |
Коэффициент светорассеяния, м2/кг |
|
|
57,0 |
|
54,5 |
|
57,5 |
57
Таблица 6
Сравнение основных показателей механической прочности некоторых полуфабрикатов высокого выхода
|
Показатели |
|
ДДМ |
|
ДМД |
|
ТММ |
|
ХТММ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Садкость, мл Кан.ст (Канадский стандарт) |
|
80 |
|
100 |
|
100 |
|
100 |
|
|
Степень помола, ºШР |
|
72 |
|
68 |
|
68 |
|
68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопротивление продавливанию, кПа·м2/г |
|
1,4 |
|
1,8 |
|
2,4 |
|
3,2 |
|
|
Разрывная длина, км |
|
3,1 |
|
3,8 |
|
4,5 |
|
5,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопротивление раздиранию, Н·м2/г |
|
3,6 |
|
5,1 |
|
7,0 |
|
7,1 |
|
|
Белизна, % |
|
60 |
|
58 |
|
55 |
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельный расход энергии, кВт·ч/т |
|
1450 |
|
1250 |
|
2200 |
|
2400 |
|
|
Выход, % |
|
96 |
|
96 |
|
95 |
|
92 |
|
|
БПК, кг/т а.с. волокна |
|
10 |
|
12 |
|
16 |
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7
Сравнительные характеристики различных видов механической массы из древесины хвойных и лиственных пород при степени помола 68 °ШР
|
|
Вид древесины |
|
||
Показатель |
|
Ель |
|
Осина |
|
Вид механической массы |
|||||
|
|||||
|
ДДМ |
ТММ |
ХТММ |
ХТММ |
|
Фракционный состав, %: |
|
|
|
|
|
длинноволокнистая фракция |
10 |
35 |
45 |
4 |
|
мелочь |
35 |
28 |
23 |
22 |
|
Содержание костры, % |
0,50 |
0,15 |
0,05 |
0,05 |
|
Плотность, кг/м3 |
425 |
400 |
430 |
440 |
|
Сопротивление разрыву при растя- |
|
|
|
|
|
жении, Н·м/г |
30 |
42 |
47 |
43 |
|
Сопротивление раздиранию, |
|
|
|
|
|
мН·м2/г |
3,0 |
8,0 |
8,5 |
5,0 |
|
Коэффициент светорассеяния, м2/кг |
70 |
55 |
49 |
50 |
58
Учебное издание
ХАКИМОВА Фирдавес Харисовна
ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ
Учебно-методическое пособие
Редактор и корректор Е.Б. Денисова
Подписано в печать 18.03.15. Формат 60×90/16. Усл. печ. л. 3,75. Тираж 100 экз. Заказ № 40/2015.
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета.
Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.
Тел. (342) 219-80-33.
59