Файл: Сушкова Н.Д. Бумажные мешки. Производство, свойства и применение мешочной бумаги и мешков.pdf

Свойства бумаги, полученной из разных химикатов, при оди­ наковой влагопрочности не идентичны. Бумага, содержащая кар­ бамидную смолу, обладает повышенной жесткостью, невысоким числом двойных перегибов. При длительном воздействии влаги влагопрочность ее заметно снижается из-за гидролиза смолы. Бумага с добавкой каучукового латекса значительно эластичнее и более устойчива по отношению к воде. Наиболее прочной в сухом состоянии является бумага с добавкой катионного диальдегидного крахмала, но при увлажнении она почти сразу теряет свою прочность. Влагопрочная бумага, полученная из массы с низким pH, под воздействием окружающей среды и повышенной темпера­ туры быстро стареет. Обычно влагопрочная бумага выпускается, в окрашенном виде, что позволяет избежать затруднений при пе­ реработке оборотного брака и макулатуры.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ХИМИКАТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ВЛАГОПРОЧНОСТИ БУМАГИ

Мочевино-формальдегидная смола. Мочевино-формальдегидная смола получается при конденсации мочевины с формальдегидом в слабощелочной или нейтральной среде. В присутствии бисуль­ фита или сульфоксалата натрия образуется анионная форма смолы. Применение водорастворимых аминов (триэтилентетраамина, гуанидина и др.) позволяет получить катионоактивную смолу [12, 115, 116].

Процесс получения карбамидных смол сложен и недостаточно изучен. Готовые продукты представляют собой вязкую смесь низ­ ко- и высокомолекулярных соединений, почти не поддающихся раз­ делению и содержащих различное количество метиленовых (—СН2—) и метилольных (—СН2ОН—) групп [116]:

Катионная форма

94

При хранении, нагревании или воздействии кислой среды про­ исходит постепенное отверждение смолы, вызванное конденсацией диметилолмочевины, с образованием различных полимеров линей­ ной и трехмерной структуры, плохо или совсем Фе растворяю­ щихся в воде. Поликонденсация ускоряется с повышением темпе­ ратуры и понижением pH и сопровождается выделением воды и отщеплением формальдегида:

- C H 2

Анионные мочевино-формальдегидные смолы применяются очень широко, как самые простые и дешевые. Катионные смолы дороже анионоактивных, но вследствие лучшей удерживаемое™ их на во­ локне необходимая влагопрочность бумаги достигается при мень­

95

В связи с многообразием марок карбамидных смол и различ­ ными условиями на предприятиях в литературе встречаются са­

мой бумагой. Влагопрочность бумаги не всегда повышается про­ порционально удержанию карбамидных смол (в отличие от мела­ мино-формальдегидной смолы). Электролиты повышают адсорбцию смолы волокном, но без увеличения влагопрочности. Максималь­ ная влагопрочность наблюдается при низких концентрациях суль­ фатов (0,0025—0,0075%) и хлоридов (0,025—0,075%).

Расход химикатов для придания влагопрочности бумаге состав­ ляет (% от абс. сухого волокна): канифоли 0,3; мочевино-фор­ мальдегидной смолы 2,5—5,0; алюмоаммониевых квасцов 6,5—7; серной кислоты 0,2; красителя (малахитовой зелени) 0,05.

Основные параметры технологического режима изготовления влагопрочной бумаги приведены в табл. 27, а характеристика вла­ гопрочной бумаги — в табл. 26.

96

Из рис. 29 видно, что в результате применения карбамидных • смол изменяется прочность бумаги в сухом и влажном состоянии:

увеличиваются разрывное усилие и сопротивление продавливанию, повышается динамическая прочность бумаги, но снижаются сопро­ тивления излому и раздиранию. Воздухопроницаемость повыша­ ется, а влагопрочность бумаги достигает 25—30% через 3—4 не­ дели хранения в нормальных условиях.

Повышение температуры сушки до 120—130° С ускоряет отвер­ ждение смолы, поэтому перед определением влагопрочности бу­ магу сразу после отлива выдерживают в термостате 5—10 мин

при 120—130° С.

При расходе смолы свыше 5% эффективность ее применения снижается. Суммируя имеющиеся сведения [115—117], можно объ­ яснить повышение влагопрочности бумаги следующим образом. При использовании анионоактивных форм смолы глинозем при pH 4,5 изменяет дзета-потенциал системы и частицы смолы укруп­ няются с образованием хлопьев не вполне однородных по разме­ рам. Большинство частиц смолы осаждается на целлюлозных во­ локнах, где и удерживается силами адсорбции; остальные уходят с оборотной водой при отливе.

Катионоактивные смолы адсорбируются волокном благодаря разноименным зарядам.

Равномерность распределения частиц смолы на волокне зави­ сит от вида смолы и условий ее коагуляции, особенностей целлю­ лозы й характера обработки массы. Наиболее прочно смола закре­ пляется на поврежденных участках стенки волокон, частично про­ никая в аморфные области целлюлозы. Сплошная пленка смолы на волокне до сих пор не обнаружена.

В процессе сушки и хранения бумаги продолжается поликон­ денсация смолы с выделением формальдегида, способного к об­ разованию поперечных связей между макромолекулами целлю­ лозы. Кроме того, метилольные группы образуют поперечные мо­ стики между молекулами смолы. Часть гидроксилов целлюлозы блокируется смолой и при увлажнении не взаимодействует с во­ дой.

Наличие химических связей между целлюлозой и карбамид­ ными смолами не установлено, что подтверждается гидролизом смолы и ослаблением влагопрочности бумаги в слабокислой среде, особенно при повышенной температуре. Однако возможность ко- -валентных связей между смолой и гемицеллюлозами не исключа­ ется.

Меламино-формальдегидная смола. Меламино-формальдегидная смола относится к карбамидным смолам и, представляет собой твердый продукт реакции взаимодействия формальдегида с ме­ ламином, нерастворимый в воде.

Смолу растворяют в слабом (1,5—2%-ном) растворе соляной кислоты из расчета 10—12% сухого вещества и оставляют для созревания на 3—16 ч, в зависимости от марки смолы. Около 20 звеньев смолы, окруженных сольватной оболочкой, образуют кол­ лоидную частицу диаметром 60—70 Â.

98