РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ И ПРОЦЕССНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ТЕХНОЛОГИИ КЛЕЕНЫХ И МЕЛОВАННЫХ ВИДОВ БУМАГИ

УДК 676.262.014

  • Черная Наталья Викторовна – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры химической переработки древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: chornaya@belstu.by

  • Шашок Жанна Станиславовна – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: shashok@belstu.by

  • Усс Елена Петровна – кандидат технических наук, доцент кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: uss@belstu.by

  • Карпова Светлана Валерьевна – магистр технических наук, ассистент кафедры химической переработки древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: aspirantura.bgtu@tut.by

  • Мисюров Олег Александрович – аспирант кафедры химической переработки древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: omisurov@mail.ru

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-253-1-11-19

Ключевые слова: проклеивающее вещество, электролит, катионный полиэлектролит, синтетическое связующее.

Для цитирования: Черная Н. В., Шашок Ж. С., Усс Е. П., Карпова С. В., Мисюров О. А. Разработка способов повышения эффективности применения функциональных и процессных химических веществ в технологии клееных и мелованных видов бумаги // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2022. № 1 (253) С. 11–19. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-253-1-11-19.

Аннотация

В технологии клееных видов бумаги эффективность применения функциональных (проклеивающих) и процессных (электролитов и катионных полиэлектролитов) веществ возрастает в 1,5 раза за счет смещения процесса проклейки из традиционного режима гомокоагуляции в более эффективный режим гетероадагуляции и обеспечения последовательного протекания процессов коагуляции, пептизации, проклейки, упрочнения и флокуляции. Разработанный способ основан на использовании последовательности проклеивающее вещество (1,00 ч.) – катионный полиэлектролит (0,05–0,06 ч.) – электролит (0,08 ч.), в то время как по существующей технологии используется другая последовательность (проклеивающее вещество (1,00 ч.) – электролит (3,00 ч.) – катионный полиэлектролит (0,16–0,26 ч.)). Практическое использование разработанного способа способствует улучшению бумагообразующих и структурообразующих свойств проклеенных волокнистых суспензий и повышению качества получаемых из них клееных видов бумаги, о чем свидетельствуют увеличение гидрофобности в 1,4–1,5 раза, прочности в 1,3–2,0 раза и влагопрочности в 3,5–3,7 раза. В технологии мелованных видов бумаги повышение эффективности применения функциональных (пигментирующих и связующих) и процессных (диспергаторов, антисептиков, пеногасителей и др.) химических веществ обеспечивается заменой в меловальных пастах «проблемных» природных связующих (3 вида – 4,7 мас. ч.) на одно новое синтетическое соединение (модифицированный карбамидоформальдегидный олигомер – 3,2 мас. ч.). Дополнительные азотсодержащие группы усиливают адгезионные взаимодействия пигментирующих частиц с гидрофобной поверхностью бумаги. Следствием этого является повышение печатных свойств мелованной бумаги на 3–9%.

Скачать

Список литературы

  1. Технология целлюлозно-бумажного производства. В 3 т. Т. II. Производство бумаги и картона. Ч. 2. Основные виды и свойства бумаги, картона, фибры и древесных плит. СПб.: Политехника, 2006. 499 с.
  2. Черная Н. В. Теория и технология клееных видов бумаги и картона: монография. Минск: БГТУ, 2009. 394 с.
  3. Хованский В. В., Дубовый В. К., Кейзер П. М. Применение химических вспомогательных веществ в производстве бумаги и картона: учеб. пособие. СПб.: СПбГТУРП, 2013. 151 с.
  4. Кожевников С. Ю., Андреева С. Л. Упрочнение бумаги синтетической катионно-анионной полиакриламидной смолой // Химия растительного сырья. 2011. № 2. С. 177–182.
  5. Лапин B. B., Смоляков А. И. Специализированные виды катионного крахмала для бумажного производства // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2000. № 11–12. С. 23–25.
  6. Осипов П. В. Эффекты синергизма между синтетическими полимерами и катионным крахмалом в макулатурных композициях // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2011. № 3. С. 74–77.
  7. Повышение качества бумаги из макулатуры химическими функциональными веществами / А. А. Остапенко [и др.] // Химия растительного сырья. 2012. № 1. С. 187–190.
  8. Черная Н. В., Ламоткин А. И. Проклейка бумаги и картона в кислой и нейтральной средах: монография. Минск: БГТУ, 2003. 345 с.
  9. Черная Н. В. Концептуальное развитие теории и технологии проклейки бумаги и картона гидродисперсиями модифицированной канифоли в режиме гетероадагуляции пептизированных частиц // Полимерные материалы и технологии. 2015. Т. 1, № 1. С. 76–90.
  10. Chernaya N. V., Fleisher V. L., Zholnerovich N. V. The creation and implementation of the resourceconserving technology of paper and paperboard sizing with hydro-dispersions of modified rosin in mode of hetero-adagulation of peptized particles // PNRPU. Appliedecology. Urbandevelopment. 2017. No. 2. P. 87–101. 
  11. Мишурина О. А., Ершова О. А. Способы гидрофобизации и упрочнения композиционных целлюлозных материалов из вторичного сырья // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 10. С. 363–366.
  12. Лирова Б. И., Русинова Е. В. Анализ полимерных композиционных материалов: учеб. пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2008. 187 с.
  13. Лапин В. В., Штрейс Е. Ф., Эльтенков Ю. А. Исследование влияния молекулярного веса катионных полимеров на фильтрацию целлюлозных волокнистых суспензий // Изв. ВУЗов. Лесной журнал. 1974. № 3. С. 124–126.
  14. Берлин А. А., Кисленко В. Н., Соломенцева И. М. Математическое моделирование флокуляции суспензий полиэлектролитами // Коллоидный журнал. 1998. Т. 60, № 5. С. 592–597.
  15. Kallmes O., Kallmes Р., Bishop В. Monitoring floculation on the paper machine // TAPPI. 1994. Vol. 77, no. 7. P. 194–198.
  16. Лапин В. В. О быстром взаимодействии в системе волокнистая дисперсия – разбавленный раствор катионного полиэлектролита // Исследования в области химии бумаги: сб. тр. ЦНИИБ. 1976. № 12. С. 55–63.
  17. Некоторые особенности использования синтетических флокулянтов / В. В. Тесленко [и др.] // Бумажная промышленность. 1989. № 9. С. 13–14.
  18. Пузырев С. А., Воробьев О. В., Седова Е. В. Применение катионных флокулянтов в производстве бумаги // Новые технические виды бумаги и картона. 1987. С. 22–27.
  19. Повышение прочности тароупаковочной бумаги с использованием азотсодержащих соединений / С. А. Гордейко [и др.] // Труды БГТУ. 2013. № 3: Химия, технология органических веществ и биотехнология. С. 165–168.
  20. Linolstrom T., Flonen Т. The effect of filler particle size on the olry-strenghtening effect of cationic starch wet- and adolition // Nord. PulpandPaperRes. J. 1987. Vol. 2, no. 4. Р. 142–151.
  21. Бондарев А. И. Производство бумаги и картона с покрытием: учеб. пособие. М.: Лесная пром-сть, 1985. 192 с.
  22. Способ получения упрочняющей добавки для изготовления бумаги: пат. BY 23441 / В. Л. Флейшер, Н. В. Черная, Е. П. Шишаков, Т. В. Чернышева. Опубл. 30.08.2020.
  23. Карпова С. В., Черная Н. В. Изучение свойств мелованной бумаги при замене природного связующего на новое синтетическое // Химия и химическая технология переработки растительного сырья: материалы Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 10–12 окт. 2018 г. Минск, 2018. С. 187–191.
  24. Примаков С. Ф., Миловзоров В. П., Кухникова М. С. Лабораторный практикум по целлюлозно-бумажному производству. М.: Лесная пром-сть, 1980. 168 с.
Поступила 29.11.2021