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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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