Файл: Закощиков А.П. Новые возможности использования гидролизного лигнина.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2024
Просмотров: 34
Скачиваний: 0
Полученные образцы бумаги подвергали искусственному ста рению в жестких условиях при 135°.
В табл. 5 приводятся результаты испытания бумаги из суль фитной целлюлозы и данные о влиянии искусственного старения на свойства образцов бумаги из сульфитной целлюлозы с до
бавлением лигнина. Бумага с лигнином ведет себя при старении очень сходно с обычной бумагой. Сопротивление излому при вве дении лигнина снижается более резко.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
||
|
|
|
Композиция |
|
Качество бу маг? |
|
1 |
||||||
|
|
|
бумаги, |
% |
разрывная |
|
удлинение |
сопротивле |
, |
||||
Л и г н и и |
з=3 |
|
|
||||||||||
|
|
1 |
м |
|
при разры- |
ных пере- |
мение тванию |
||||||
|
|
|
|
|
длина, |
|
ние излому, |
|
|||||
|
|
|
целлюло: сульфип |
лигнина |
дост рения |
после старе НИЯ |
|
ве, |
% |
число двой |
|
||
|
|
|
|
|
|
рения |
рения |
3&5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гибов |
X =5 |
|
|
|
|
|
|
КЗ . _ |
! |
1 |
|
до |
после |
|
|
н со |
|
|
|
|
|
|
|
|
старе- |
ста |
до |
после |
g-g.s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ция |
рения |
ста |
ста |
|
Не добавлен. . . |
100 |
— |
2988 |
3542 |
|
3,0 |
1,4 |
57 |
21 |
1,3 |
|||
Неокрашенный. . |
90 |
10 |
2921 |
|
3274 |
|
1,5 |
1,1 |
78 |
14 |
1,4 |
||
|
То же |
80 |
20 |
3132 |
|
3685 |
|
2,6 |
1,4 |
57 |
13 |
1.7 |
|
Окрашен прямым |
60 |
40 |
3367 |
|
3220 |
|
2,1 |
1,1 |
45 |
13 |
1.3 |
||
90 |
10 |
3469 |
|
3230 |
|
2,5 |
1,0 |
72 |
13 |
1,3 |
|||
бордо .... |
|
|
|||||||||||
|
То же |
80 |
20 |
3525 |
|
3080 |
|
2,1 |
1,1 |
48 |
8 |
1.2 |
|
Окрашен малахи- |
60 |
40 |
2753 |
|
2754 |
|
2,7 |
1,0 |
8 |
5 |
1,05 |
||
60 |
40 |
2550 |
|
3001 |
|
|
|
19 |
1 |
1,6 |
|||
товым зеленым |
|
|
1.7 |
1,3 |
|||||||||
Из таблицы видно, что при введении лигнина, особенно |
окрашен |
||||||||||||
ного, |
в количестве до 20% от веса бумаги (а в некоторых случа |
||||||||||||
ях и |
до |
40%) |
не снижается величина |
разрывной длины, незна |
|||||||||
чительно |
уменьшается |
сопротивление |
|
излому и |
продавливанию |
бумаги. Таким образом, лигнин является единственным из извест ных наполнителей для целлюлозы, добавление значительного ко личества которого в композицию бумаги не снижает ее механи ческой прочности, т. е. лигнин в бумаге ведет себя так же, как
сама целлюлоза. Несколько ухудшается показатель удлинения в
момент разрыва.
Надо отметить, что при отливке образцов бумаги уноса лиг нина не наблюдалось. При введении первых 10% неокрашенного лигнина в беленую сульфитную целлюлозу изменялся цвет бу маги: бумага казалась как бы отлитой из небеленой целлюлозы.
Увеличение содержания лигнина до 20 и 40% почти не влияет на цвет, получаемой бумаги. Это говорит о том, что коричнево-жел
тый цвет лигнина обусловливается, главным образом, оптиче ским наложением окраски мелких частиц.
В табл. 6 показаны результаты опытов влияния проклейки на свойства образцов бумаги, приготовленной с добавлением лиг
12
нина. В этих опытах количество лигнина, вводимого в массу, до водили до 60—80% от веса массы. Бумага, основным компонен том которой являлся гидролизный лигнин, имела достаточно
удовлетворительные механические свойства.
В ролл непосредственно перед отливкой добавляли высоко смоляной канифольный клей (1,5%) и глинозем (2,25%) от веса массы. Во всех случаях образцы бумаги с добавлением лигнина были хорошо проклеены, судя по результатам испытания степени
проклейки штриховым методом, |
а |
также по механическим |
свой |
|||||||
ствам бумаги. |
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Композиция |
Разрывная длина, |
Удлинение при |
Сопротивление |
изло |
||||||
бумаги, % |
|
м |
|
разрыве, % |
му, |
число двойных |
||||
целлюло |
неокра |
|
после |
|
|
после |
|
перегибов |
||
до про |
до |
про |
|
|
|
|
||||
шенно |
до про |
после |
||||||||
зы суль |
го лигни |
клейки |
про |
клейки |
про |
|||||
фитной |
клейки |
клейки |
клейки |
про |
||||||
|
на |
|
|
|
|
|
|
|
клейки |
|
100 |
_ |
3827 |
3954 |
|
1,6 |
1,3 |
57 |
|
71 |
|
80 |
20 |
3426 |
3565 |
|
1,6 |
1,4 |
31 |
|
34 |
|
60 |
40 |
3361 |
3441 |
|
1,6 |
1,4 |
26 |
|
34 |
|
40 |
60 |
3221 |
— |
|
1,5 |
— |
19 |
|
— |
|
20 |
80 |
3143 |
— |
|
1,4 |
— |
14 |
|
— |
|
Из результатов лабораторных опытов следует, |
что |
гидролиз |
||||||||
ный лигнин в бумаге является |
активным компонентом, |
заменяю |
щим целлюлозу; кроме того, его можно вводить в большом коли честве. Несомненно, что этот вывод может иметь и практическое
значение при выработке некоторых сортов бумаги и картона.
Не изучен характер влияния вводимого в состав бумаги лиг нина на свойства бумаги в зависимости от степени помола массы
и самого лигнина. Для выяснения этого вопроса необходимы бо
лее обширные опыты.
Введение в массу окрашенного лигнина позволяет получать окрашенные бумагу и картон. При этом отпадает необходимость производить крашение в ролле. Экономическая сторона вопроса заключается в том, что окрашенный лигнин заменяет красители,
которые применяются при изготовлении данного вида бумаги и
картона.
Опыты в заводских условиях. Опыты применения
гидролизного |
лигнина |
в производстве картона |
были |
проведены |
в начале 1958 |
г. на ленинградской картонной |
фабрике «Совет |
||
ский картонажник». При этом из макулатуры было |
выработано |
|||
небольшое количество чемоданного и коробочного картона. |
||||
Композиция массы: макулатуры—52,5%, массы, |
полученной |
|||
на бегунах из рваных |
крафт-мешков,—22,5% |
и лигнина 25,0%. |
Массу размалывали в роллах объемом 3 м3. Компоненты в ролл загружали в следующей очередности: вначале макулатуру, за тем гидролизный лигнин и, наконец, массу после бегунов.
13
Массу размалывали до 40° ШР. При этом в двух случаях из
трех наблюдалось «зажирение» массы: степень помола увеличи
валась при более кратковременном, чем обычно, размоле до 47— 58э ШР, что в производстве картона нежелательно.
Картон, снятый с папп-машины, отжатый на прессе и высу шенный в канальной сушилке, выдержали в течение ночи и пропу стили через каландр (три раза чемоданный картон и один раз ма кулатурный).
В табл. 7 приведены результаты испытаний |
полученного кар |
||||||||
тона в сравнении с ТУ и нормами ГОСТа. |
|
Таблица 7 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Чемоданный картон |
Макулатурный |
||||||
|
|
|
картон |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Показатели |
норма |
по |
образец |
|
норма |
по |
образец |
||
|
|
образец ГОСТу |
|||||||
|
|
ТУ |
|
№ 1 |
№ 2' |
7933-56, |
№ 3 |
||
|
|
2401-56 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
марка |
Г |
|
|
Прочность на растяжение, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кг/мм2: |
|
|
|
|
|
— |
|
|
— |
ВДОЛЬ . |
.... |
2,0 |
|
2,38 |
2,32 |
|
|
||
поперек |
|
1,0 |
|
1,04 |
1,06 |
— |
|
|
— |
среднее по двум |
— |
|
|
— |
|
|
1,78 |
||
направлениям .... |
|
— |
1,4 |
|
|||||
при изгибе на |
стержне |
— |
|
Не ло- |
Не ло- |
— |
|
|
— |
Влагопоглощение, %’• |
|
|
мается |
мается |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
|
|
— |
||
за 30 мин............................. |
не |
22. |
17,7 |
14,4 |
|
|
|||
за 90 мин. ... |
не: 35.2 |
35,0 |
17,5 |
— |
|
|
— |
||
Влажность, %.......................... |
8,0 ±2,0 |
8,2 |
9.6 |
— |
|
5,70 |
|||
Удельный вес .......................... |
1,0 + 0,1 |
0,993 |
0,990 |
0,6-0,95 |
0,86 |
||||
Вес 1 м2, г ...................... |
—. |
|
— |
— |
— |
|
1200 |
||
Опыт показал, что пргшенять гидролизный ли гнин |
в |
произ- |
|||||||
водстве макулатурного картона возможно и целесообразно, |
так |
||||||||
как лигнин значительно дешевле макулатуры и |
сокращает |
обо |
|||||||
рот ролла на 40—50%. |
|
|
|
|
значительно |
бы |
|||
.Масса, содержащая лигнин, размалывается |
стрее, чем обычная, что важно в тех случаях, когда роллы сдер живают производительность предприятия.
Опыт изготовления бумаги с применением лигнина был про веден в 1958 г. тоже на одной из ленинградских бумажных фаб
рик. Образцы бумаги отливали на опытной машине фирмы Фойт с сеткой шириной 500 мм. Было отлито три образца бумаги.
Образец № 1. Бумага типа «специальная прокладочная» из небеленой сульфитной целлюлозы. В конце размола в массу вводили лигнин (20% от веса волокна). Лигнин на гидролизном заводе в течение 10 мин. в мокром виде измельчался на вибраци онной мельнице и затем его сортировали через сетку № 65. После
14
добавления лигнина масса в ролле была проклеена: в нее введе но 2% высокосмоляного клея и 2,2% глинозема от веса волокна. Также; проклеивались второй и третий образцы.
Образец № 2. Бумага «специальная газетная прокладоч ная» из небеленой сульфитной целлюлозы. Лигнина вводили 40% от веса абс. сухого волокна.
Образец № 3. Бумагу типа конвертной отливали избеле
ной сульфитной целлюлозы. Лигнина вводили 40%• Лигнин пред
варительно измельчили на вибромельнице, |
отсортировали |
через |
|||
сетку № 65 и окрасили прямым чисто-голубым красителем |
1,5% |
||||
от веса лигнина. |
|
|
|
|
|
В табл. 8 приводятся данные, характеризующие условия отли |
|||||
ва образцов бумаги. |
|
|
Таблица 8 |
||
|
|
|
|
||
|
|
Образцы отливки |
|
||
Показатели |
первый |
второй |
третий |
||
|
|
||||
Композиция, %: |
|
|
|
|
|
целлюлозы.................................. |
100 |
100 |
100 |
||
лигнина .......................................... |
. |
20 |
40 |
|
40 |
Вес 1 м2 бумаги, г.............................. |
08.0 |
62,0 |
70 |
и 80 |
|
Степень помола, |
°ШР .... |
61 |
68,0 |
49,0 |
|
Концентрация массы, % . . |
2,5 |
2,6 |
|
2,53 |
|
Длина волокна, |
мм . .... |
0.9 |
0,9 |
|
1,05 |
Концентрация массы со слива, % |
' 0,63 |
0,58 |
|
0,57 |
|
pH подсеточной |
воды .......................... |
4,35 |
4,40 |
|
4,6 |
При изготовлении опытных образцов лигнин не уносился под
сетку бумажной машины; он хорошо удерживался в полотне бу маги. Введение лигнина в небеленую целлюлозу делает цвет бу маги несколько темнее, по оттенку похожим на цвет сульфатной целлюлозы.
При введении лигнина, окрашенного прямым голубым краси
телем, была получена бумага серовато-зеленого цвета. |
бумаги. |
||||
В табл. 9 |
приводятся |
данные испытания полученной |
|||
|
|
|
|
Таблица 9 |
|
|
|
|
Образцы отливки |
||
Показатели |
|
первый |
второй |
третий |
|
|
|
|
|||
Вес 1 м2. г . |
................................... |
70,0 |
63,0 |
73,7 |
|
Разрывная длина, м................. |
|
2780 |
2570 |
2900 |
|
Удлинение при |
разрыве, % . . . |
1,7 |
1,5 |
1,7 |
|
Сопротивление излому, число |
.твой- |
|
|
|
|
ных перегибов |
. . |
8 |
6 |
8 |
|
Сопротивление |
продавлив нию, |
. |
; |
0,73 |
1,00 |
кг см2 ... |
О.ЬЗ |
||||
|
|
|
1 |
|
|
15
В отчете фабрики сделаны следующие выводы:
«... 1. Для получения полноценной бумаги, в композицию ко торой входит лигнин, предварительно необходимо тщательно из мельчить его во влажном состоянии на вибромельнице, бегунах или другом оборудовании, а затем отсортировать через сетку
№65.
2.С гидролизных заводов желательно получать лигнин в виде пасты концентрацией 15—20%.
3.Бумага с неокрашенным лигнином в качестве наполнителя • имеет низкое сопротивление излому и продавливанию. По мере увеличения содержания лигнина в бумаге разрывная длина не
сколько падает.
4.При отливке бумаги с лигнином затруднений в работе ма шины не наблюдается, кроме сушки: бумага сохнет несколько дольше.
5.Введение лигнина (20—40%) в бумажную массу со сте
пенью помола 48° ШР приводит к повышению степени помола на
14—15° ШР...».
На основании полученных результатов Ленсовнархоз преду смотрел провести более широкие опыты применения лигнина в производстве картона и оберточной бумаги, а именно: выработать 10 т оберточной бумаги на Ленинградской бумажной фабрике, 10 т гофрированной бумаги на фабрике «Комсомолец» и 10 т то левого картона на ленинградской фабрике «Картонтоль».
На ленинградской фабрике «Картонтоль» в 1958 г. было вы
работано 10 т толевого картона. Картон отливали на картоноделательной машине № 3, требующей ремонта (смены сетки). Вы работали две партии картона сорта Б-350 по ГОСТу 3135—56,
различавшиеся по композиции. Содержание' компонентов в ком
позициях опытных партий |
картона показано в табл. 10. |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
|
|
|
|
|
|
Композиция опытных |
||
|
|
|
|
Композиция |
партий, |
% |
|
|
Составные части |
|
обычного |
|
|
||
|
|
|
|
картона, |
% |
первой |
второй |
|
|
|
|
|
|
||
Тряпье |
. . |
............................... |
55,3 |
|
53,7 |
36,5 |
|
Макулатура .......................... |
|
|
31,5 |
|
19,4 |
23,2 |
|
Целлюлоза............................................ |
|
|
13,2 |
|
З.ч |
15,4 |
|
Гидролизный лигнин |
.......................... |
|
— |
|
29,0 |
24,9 |
|
Было изготовлено 2662 |
кг |
кйртона |
первой |
партии |
и 7403 кг |
второй.
Массу готовили в роллах объемом по 6 м3 с металлическими ножами толщиной 10 мм на шаре и 6 мм (расположенными под углом 45°) на планке.
Сырье загружали в ролл в следующей последовательности:
тряпье, макулатура, целлюлоза, гидролизный лигнин. Лигнин за
16