Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати Кейзер Павел Матвеевич

Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати
<
Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Кейзер Павел Матвеевич. Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати : Дис. ... канд. техн. наук : 05.21.03 : СПб., 2004 110 c. РГБ ОД, 61:05-5/1211

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ научно-технической информации 6

1.1 Свойства наполнителей и их влияние на характеристики бумаги 6

1.2 Удерживаемость и системы фиксации наполнителей 18

2. Экспериментальная часть 30

2.1 Методика исследования 30

2.1.1 Характеристика исследуемых наполнителей 30

2.1.2 Компоненты систем фиксации 33

2.1.3 Моделирование образцов бумаги 35

2.2 Влияние вида наполнителя и условий наполнения на степень удерживаемости 38

2.3 Влияние вида наполнителя и условий наполнения на свойства бумаги 51

2.4 Влияние отдельных элементов систем фиксации на удерживаемость наполнителей и свойства бумаги 63

2.5 Крахмалы как фиксирующие и упрочняющие добавки 75

2.6 Анализ опытных выработок 79

3. Теоретическая часть 86

3.1 Системы фиксации и их роль 86

3.2 Бумага для печати как волокнисто - минеральный композит ... 93

Заключение 97

Список использованной литературы 100

Приложение 109

Введение к работе

В настоящее время целлюлозно-бумажная промышленность России находится в достаточно сложном положении. Уровень производства бумаги сократился почти вдвое по сравнению с наиболее успешными 1988-89 годами. Анализ сложившегося положения показывает, что существует целый ряд причин кризиса ЦБП, как общих для всей экономики, так и специфичных для лесопромышленного комплекса. К общим причинам кризиса следует отнести низкий технический уровень производства, сложившийся затратный механизм хозяйствования, приводящий к незаинтересованности в прогрессивных технологиях, недостаток оборотных средств и инвестиций, ослабление и разрыа межотраслевых и межрегиональных связей, низкая конкурентоспособность и трудности со сбытом продукции. Для лесопромышленного комплекса, в частности для ЦБП, помимо выше указанного, следует отметить обострившиеся .транспортные проблемы, ориентацию на экспорт сырья и полуфабрикатов в низкой степени технологической переработки, трудности с экологией, проблемы с конкурентоспособным ассортиментом. Очевидно, что один из основных путей выхода из сложившейся кризисной ситуации связан с нахождением и реализацией новых технических решений, позволяющих снизить себестоимость продукции при повышении ее качества, что является решающим для повышения конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынке [35].

В производстве писчепечатных видов бумаги, как традиционных, так и вновь появившихся в последние годы, проблемы качества и себестоимости выражены, пожалуй, наиболее остро среди прочих видов продукции ЦБП. Требования к белизне бумаги, оптическим и печатным свойствам, гладкости и равномерности зачастую вступают в противоречие со стоимостными и экологическими проблемами, требуют высокого технического уровня

оборудования, современного подхода к качеству продукции, развития автоматизированных систем управления технологическими процессами [21,101].

Одним из основных технологических процессов, характерных для производства писчепечатных видов продукции является процесс наполнения бумаги. Наполнение во многом определяет основные свойства продукции, ход производства бумаги на бумагоделательной машине, а также экономические и экологические характеристики производства [45,11].

В последние годы достаточно ясно прослеживается тенденция замены широко используемого традиционного наполнителя - каолина на различные виды наполнителей на основе карбоната кальция. Наполнители на основе карбоната кальция дешевле каолина, обладают более высокой белизной, позволяют получать бумагу с большим содержанием наполнителя. Однако, при наполнении карбонатом кальция необходим переход на системы фиксации нейтрального или слабощелочного характера. Такие системы предлагаются различными фирмами, как правило, в сочетании с проклеивающими реагентами, способными создавать необходимый уровень проклейки также в нейтральных и слабощелочных средах. Зачастую такие системы фиксации наряду с традиционными проклеивающими и наполняющими веществами представляют собой достаточно сложный комплекс реагентов. Влияние этого комплекса на ход основных технологических процессов производства бумаги, а также на качественные характеристики продукции изучено в недостаточной степени. При этом многообразие систем фиксации, широкое распространение технологии производства бумаги в нейтральной и слабощелочной средах позволяют считать исследования, проводимые в направлении изучения роли систем фиксации компонентов бумажной массы с нетрадиционным комплексом реагентов, достаточно своевременными и актуальными [45,15,96,97].

Целью настоящей работы является, таким образом, выяснение роли различных систем фиксации в процессе удержи ваемости наполнителей в формировании прочностных характеристик бумаги, а также разработка технологии использования различных нетрадиционных наполнителей и новых эффективных фиксирующих реагентов.

Основные положения, выносимые на защиту:

теоретические положения и экспериментальные данные о роли систем фиксации в технологии печатных видов бумаги;

теоретические представления о бумаге для печати как волокнисто -минеральном композиционном материале;

-данные о влиянии вида наполнителя и его характеристик на удерживаемость в условиях нейтрального способа производства бумаги для печати;

-данные о роли компонентов системы фиксации в формировании основных свойств бумаги для печати.

Удерживаемость и системы фиксации наполнителей

Производство бумаги будет более рентабельным, если вводимые сырье и химикаты возможно полнее будут переходить в готовый продукт — бумагу и картон. С экономической точки зрения наибольшее значение имеет так называемая общая удерживаемость, измеренная в течение значительного промежутка времени и относящаяся ко всему производственному процессу на фабрике, включая внутрифабричную систему улавливания волокна и наполнителей. Общая удерживаемость приблизительно соответствует количеству полученного продукта, отнесенного к введенному сырью. Разница между 100% и процентом общей удерживаемости составляет безвозвратные потери. Чем ближе к нулю процент безвозвратных потерь, тем рентабельнее работает предприятие, тем меньше загрязнение сточных вод и расходы на их очистку [45,33],

С технологической стороной процесса больше связана так называемая однопроходная удерживаемость, то есть удерживаемость при однократном цикле загрузки и отлива. Однопроходная удерживаемость должна быть оптимальной, так как чрезмерно высокая удерживаемость при определенных обстоятельствах может отрицательно сказаться на равномерности макроструктуры бумаги. Однако следует учитывать, что низкая однопроходная удерживаемость отрицательно сказывается на системе внутрицеховой очистки оборотных вод, приводит к износу одежды машин, ухудшает некоторые характеристики готовой бумаги. Иногда низкая удерживаемость на сетке сопровождается и низкой скоростью .обезвоживания. Требования к оптимизации процесса удерживаемости возрастают постоянно, причем в современных условиях удовлетворение этих требований становится более необходимым и более затруднительным 34,16,80]. Необходимость изучения и совершенствования процесса удерживаемое подчеркивается следующими факторами [11,100,91,61,54,89,60]: - возрастающее значение экологических проблем; - увеличение степени замкнутости цикла и требуемая при этом более тщательная очистка оборотной воды; - расширение сырьевой базы {макулатура, коротковолокнистые полуфабрикаты, полуфабрикаты высокого и сверх высокого выхода ); - увеличивающаяся скорость бумагоделательных машин; - новые технологии формования бумаги и картона; - удорожание машинного времени (время на простой машины из-за смены одежды); - интенсификация элементарных технологических процессов { флокуляция, фильтрация, седиментация, флотация и т.д.). Предложенный достаточно давно механизм удерживаем ости наполнителей в бумаге, связанный с явлениями фильтрационными ( механическое удержание ) и коллоидно - химическими ( сорбционное удержание) [45,80,11,69] не противоречит и современным теоретическим представлениям, но слишком широкие рамки этих явлений обуславливают необходимость уточнений для конкретных случаев производства бумаги. Степень удерживаемости наполнителей в бумаге определяется количеством наполнителя, связанного тем или иным способом с волокном и способностью этих связей противостоять скалывающим нагрузкам, возникающим при перемешивании и перемещении бумажной массы, а также при формовании бумажного полотна [10,26,28,42]. Таким образом, задачей процесса наполнения бумаги является создание условий, при которых наибольшее количество наполнителя будет связано с волокном достаточно прочно. Следовательно, для объяснения механизма удерживаемости и регулирования процесса наполнения необходимы четкие представления о факторах, обеспечивающих связь наполнителя с волокном, и о характере этой связи с целью приблизительной оценки ее энергетических возможностей [2,4,37,55].

Процесс наполнения можно условно разделить на три стадии, принципиально отличающиеся друг от друга характером протекающих явлений. Все эти стадии протекают в гетерогенной водной среде, достаточно разбавленной для обеспечения сравнительно свободного перемещения частиц, составляющих систему [33,35]. Для первой стадии процесса характерно отсутствие в системе каких либо коагулянтов и флокулирующих веществ. В этом случае связь наполнителей с целлюлозным волокном может возникнуть только в результате преодоления энергетического барьера, существующего между двумя отрицательно заряженными поверхностями. Возникающая при преодолении энергетического барьера связь волокно-наполнитель обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия Ван - дер Вальса. Невысокая удерживаемость наполнителей в этом случае объясняется наличием небольшого числа частиц, преодолевающих энергетический барьер и малыми энергетическими значениями сил Ван -дер- Вальса [7,8,9,69].

Вторая стадия процесса наполнения характеризуется наличием в системе низкомолекулярных коагулирующих электролитов, чаще всего солей алюминия. Сорбция ионов алюминия или продуктов их гидролиза ведет к перезарядке наполнителя. При этом волокна целлюлозы остаются заряженными отрицательно, хотя их заряд снижается. В системе исчезает энергетический барьер и возникают силы энергетического притяжения. Это способствует образованию большого числа связей волокно- наполнитель и росту прочности образующихся агрегатов, что увеличивает удержи ваемость наполнителя. [59,57,30] Третья стадия процесса наполнения характеризуется введением в систему различных высокомолекулярных флокул янтов и происходящим процессом флокуляции, то есть образованием агрегатов волокно-наполнитель, связь внутри которых обеспечивается прочными полимерными мостиками. При зтом степень удерживае мости значительно возрастает [16,23,74.20]. Целесообразность и преимущества использования органических флокулянтов обоснованы минимальными затратами и простотой технологии применения. При этом могут быть достигнуты следующие эффекты: - ускорение обезвоживания при отливе, прессовании и сушке; - повышение производительности бумагоделательных машин до 15%, картоноделательных машин до 20%; - повышение удержания компонентов бумажной массы (наполнителей, мелочи пигментов, красителей, клеевых частиц); - сокращение расхода пара на сушку; - снижение концентрации массы в напорном ящике (лучшее листообразование, более равномерный просвет); - увеличение срока службы одежды машин; - снижение нагрузки на улавливающую аппаратуру и очистные сооружения.

Характеристика исследуемых наполнителей

В качестве объектов исследований использовались наполнители, имеющие распространение на российских предприятиях, а также некоторые опытные образцы наполнителей.

Волластонит - кальциево-силикатный минерал, добываемый в Казахстане. Предлагается для использования в качестве наполнителя. Имеет выраженную удлиненную форму частиц в отличие от каолиновых и карбонатных наполнителей, имеющих форму, близкую к сферической.

Известны следующие характеристики волластонита марки ВМ-20, Белизна - 76-78% Отношение длины частиц к диаметру - 2-10 Степень дисперсности по содержанию фракций не оценивалась, определено, что частицы размером более 20 мкм отсутствуют. 2.1.2 Компоненты систем фиксаций В качестве фиксирующих веществ использовался сульфат алюминия или алюмо-калиевые квасцы. В качестве удерживающих флокулянтов применялся катионный полиакриламид марок Перкол и Праестол. Проклеивающие вещества В качестве проклеивающих реагентов использовался белый канифольный клей при кислом способе производства бумаги и клей фирмы «Райсио» Райсофоб 940 - нейтральное проклеивающее вещество на основе димера алкилкетена для проклейки в нейтральной и слабощелочной среде. Нейтральный клей Райсофоб 940 - синтетическое гидрофобное вещество. Активная составляющая Райсофоба 940 - алкилкетеновый димер (АКД), из которого изготовлена катионизированная дисперсия со следующими характеристиками: Внешний вид - белая молочная жидкость Плотность - 1,0-1,1 г/см" . Растворимость - смешивается с водой в любых соотношениях Ионная характеристика - катионный рН - 3,5+0,5 Содержание сухого вещества - 11,25% Недопустимо замерзание, стабильность хранения при 20 С - 1 месяц. Крахмалы В качестве фиксирующих, удерживающих и упрочняющих реагентов использовался ряд крахмалов и крахмалоподобных веществ. Катионные крахмалы фирмы Райсио, Раисомил 115 и Раисомил 145 - созданы на основе картофельного и пшеничного крахмала и предназначены для улучшения прочности и повышения удерживаемости. Раисомил 115 и Райсомил 145 имеют разную степень замещения гидроксильных групп в крахмале, соответственно, 1,5 и 4,5% или 15 и 45 гидроксилов на 1000. Внешний вид - белый порошок. Плотность - 0,6-0,8 кг/дм. Ионная характеристика - катонный. рН - 6-8. Содержание сухого вещества - 82 +2%.

В сухом виде могут храниться несколько лет. Растворение крахмала происходит в горячей воде - 90-95 С до прозрачного состояния (20-25 мин.). Концентрация раствора -12г/л. Вязкость по ВЗ-4 -12 сек. Исследовалась также эффективность опытных образцов окисленных крахмалов, полученных в Институте биохимии РАН. Эти образцы получены путем каталитического окисления крахмала на основе картофеля и риса кислородом в виде растворов концентрацией 200г/л. Вязкость окисленного крахмала на основе картофеля (ОК-1) по ВЗ - 4 - 17 сек, на основе риса (ОК-2) по ВЗ - 4 - 45 сек.

В качестве упрочняющего реагента использовалось вещество индийского производства на основе картофельного натурального крахмала с добавлением карбоксиметилцеллюлозы и гуаровой камеди ( техническое название -Paperpodric). Paperpodric (РР) представляет собой порошок серо-белого цвета, с влажностью 9-10%, рН 0,7% раствора 7,6. Растворение РР производится в горячей воде (60-70 С) при перемешивании. Вязкость 0,7% раствора по ВЗ-4 -22-27 сек.

Влияние отдельных элементов систем фиксации на удерживаемость наполнителей и свойства бумаги

Предыдущими экспериментами было показано, что, помимо свойств наполнителей - химического состава, степени дисперсности, формы частиц -на их удерживаемость и свойства бумаги, содержащей наполнитель, заметное влияние оказывают системы фиксации наполнителей.

Однако, системы фиксации, особенно современные, достаточно сложны и многокомпонентны. Влияние отдельных элементов систем фиксаций - вопрос достаточно актуальный, дискуссионный и недостаточно изученный [45,71,90]. В первой серии экспериментов исследовалось влияние на прочность кислотности среды в присутствии и отсутствии соединений алюминия, что в определенной степени моделирует кислый, нейтральный и слабощелочной способ производства бумаги. Эксперименты проводились отдельно на лиственной и хвойной целлюлозе, при различных степенях помола волокна. Величина рН регулировалась введением соляной кислоты HCI и гидроксида натрия NaOH. Масса 1 м2 бумаги -70г. В таблице 2.6 смоделированы условия фиксации, характерные для кислого и нейтрального способа производства. На рис. 2.17-2.24 показано влияние кислотности среды в присутствии и отсутствии соединений алюминия в зависимости от степени помола хвойной и лиственной целлюлозы. Данные таблицы 2.6 и рис. 2.17 - 2.24 показывают не очень существенное положительное влияние роста рН среды без сульфата алюминия. В присутствии сульфата алюминия в кислой среде ( рН 4-5) заметно явное снижение прочности, в нейтральной и слабощелочной средах в присутствии соединений алюминия показатели прочности выше, причем более высокие, чем при тех же величинах рН в отсутствии соединений алюминия.

Результаты объясняются с позиций влияния рН среды на набухание целлюлозы и образования активных полиядерных гидроксокомплексов соединений алюминия и коллоидной гидроокиси алюминия при увеличении рН среды.

Влияние степени помола не выходит за рамки общепринятых закономерностей. Представляет интерес оценка влияния одного из основных элементов систем фиксации - катионного крахмала. Исследование производилось на образце хвойной целлюлозы, размолотой до 45 гр. Катионный крахмал Райсомил 145 вводился в массу после размола в количествах от 0,1 до 1,0% к весу волокна. ( рис. 2.25). Достаточно определенно прослеживается рост прочностных характеристик бумаги, особенно при увеличении дозировки свыше 0,5%. Результаты подтверждают, что катионный крахмал, помимо фиксирующей роли, оказывает положительное воздействие на показатели прочности благодаря своим связующим свойствам. Практически все системы фиксации содержат синтетические флокулянты. В данном разделе исследовались новые синтетические флокулянты-полимеры, синтезированные в ИВС РАН. Изучалось влияние этих флокулянтов на зольность и прочность бумаги, содержащей 30% наполнителя в бумажной массе. В качестве наполнителя использовался мел марки МПНБ-2 и каолин КН-82. Композиция бумаги - 50% хвойной и 50% лиственной беленых видов целлюлозы, степень помола волокна — 38 ШР, масса 1 м бумаги - 70г. Вводилось от 0,01 до 0,1% полимера к сухому веществу. Результаты представлены на рис. 2.26 - 2.31. Обозначение на рисунках: Образец I - диметиламиноэтилметакрилат (ДМАЭМА); Образец II - ДМАЭМА-диметилсульфонат; Образец III- сополимер акрил амид а и оксиэти л целлюлозы. Обращает на себя внимание высокая удержи ваемость наполнителей, проявившаяся даже в лабораторных условиях - зольность бумаги до 28-29% при содержании наполнителей в массе 30%. Таким образом, анализируя результаты по влиянию отдельных элементов систем фиксации на показатели прочности бумаги, можно заключить: - условия наполнения, характерные для нейтрального способа производства бумаги, благоприятно сказываются на формировании прочностных характеристик, в отличие от условий кислого способа производства в присутствии соединений алюминия; - системы фиксации, содержащие катионныи крахмал, способствуют упрочнению бумажного листа, причем в большей степени при увеличении расхода катион ного крахмала; - новые синтетические катионные флокулянты, а также сополимер акриамида и о кси эти л целлюлозы с высокой молекулярной массой весьма эффективны для удерживаемости каолина и мела. При этом сополимер акриамида и оксиэтилцеллюлозы способствует лучшему сохранению прочности в условиях повышенных значения зольности бумаги.

В предыдущих разделах достаточно ясно показано, что катионный крахмал, помимо фиксирующей функции, оказывает положительное влияние на прочностные характеристики бумаги. Однако, заметное увеличение прочности наблюдается при расходах, значительно превышающих дозировки, необходимые для фиксации. Поскольку в современном производстве бумаги для печати достаточно четко прослеживается тенденция к значительному повышению содержания наполнителей в композиции, необходимо увеличивать запас прочности бумаги. Поэтому дозировки катионного крахмала в реальных условиях при выпуске бумаги с высокой зольностью достаточно велики и достигают 4-5% к массе вещества при необходимом расходе для фиксации около 0,5%. В то же время, именно крахмалы и их производные наиболее успешно используются в качестве связующих и упрочняющих реагентов в производстве бумаги, благодаря естественному сродству с целлюлозой. При этом катионные крахмалы, используемые для фиксации, могут и не являться оптимальными для упрочнения бумаги [77,58,71,90].

В данной серии исследований для упрочнения бумаги для печати типа офсетной использовались некоторые новые виды модифицированных крахмалов и крахмалоподобных продуктов. В качестве подобной добавки использовались окисленные крахмалы - картофельный (ОК-1) и рисовый (ОК-2). Моделировались образцы офсетной бумаги массой 70 г/м. Композиция бумаги - 50% хвойной и 50% лиственной беленой целлюлозы. Степень помола целлюлозы - 35 ШР. Содержание каолина в бумажной массе - 40%, расход канифольного клея - 2%, сернокислого глинозема - 2,5% к массе сухого вещества. Дозировка окисленных крахмалов - 2% к массе сухого волокна.

Бумага для печати как волокнисто - минеральный композит

Основные тенденции развития производства бумаги для печати связаны с совершенствованием ее потребительских свойств, ростом качественных показателей в условиях жесткого экологического контроля и необходимости сохранения конкурентоспособности ассортимента.

Постоянно растущие требования к потребительским свойствам бумаги для печати, ее качеству и ассортименту диктуются развитием способов нанесения печати, множительной аппаратуры и офисной техники. Увеличение скорости печатания, размножения документации в сочетании с исключительно высоким качеством оттиска, передачей цвета, развитием художественной полиграфии потребовало создания целого комплекса показателей, определяющих пригодность бумаги для печати в новых условиях эксплуатации.

Этот комплекс показателей в первую очередь связан с поверхностными характеристиками бумаги для печати — поверхностной прочностью, микрошероховатостью, пористой структурой поверхности, сорбционной способностью. Требуется также необходимый эксплуатационный уровень по белизне, лоску, печатной гладкости, линейной деформации, впитываемости, равномерности макроструктуры. Необходима стабильность вышеуказанных показателей по сторонам листа, их неизменяемость во времени [35,36,45].

Выполнение этих показателей требует новых решений в технологии производства, по конструкции и составу оборудования, степени автоматизации, режиму контроля. В современных условиях важнейшее место занимают экологические проблемы. В производстве печатных видов бумаги вопросы экологии заметнее всего сказываются на качестве и цене беленых полуфабрикатов. Переход на бесхлорные способы отбелки целлюлозы ведет к повышению цены на волокно при степени белизны не более 90%. Этого недостаточно для печатных видов бумаги нового поколения.

Не касаясь всего обширного комплекса вышеуказанных проблем, остановимся на вопросах наполнения печатных видов бумаги. Анализ показывает, что многие вопросы по качеству и потребительским характеристикам печатных видов бумаги успешно решаются при увеличении содержания в бумаге наполнителя. К таковым следует отнести многие поверхностные, оптические и структурные характеристики - печатную гладкость, сорбционную способность, белизну, лоск, линейную деформацию, равномерность макроструктуры, пористость. Чем выше содержание наполнителя в бумаге, тем заметнее эффект от поверхностной проклейки, пигментации, мелования, мягкого и суперкаландрирования. Без этих процессов сегодня трудно представить успешное решение проблем качества печатных видов бумаги [17,77,13,16].

В настоящее время ряд европейских предприятий стабильно работают при содержании наполнителей в бумаге до 35-40%, а при учете поверхностного нанесения - до 45-50%. При таком содержании наполнителя следует рассматривать бумагу для печати как волокнисто-минеральный композит, в котором волокна являются армирующей структурой, обеспечивающей прочностные характеристики, а наполнитель - материалом, ответственным за свойства поверхности, объемную массу, пористую структуру [17,77].

Естественно, при таком подходе крайне важны оптимальные характеристики наполнителя, а именно: - высокая дисперсность; - высокая белизна; - низкая стоимость. Наиболее полно этим требованиям отвечают высшие сорта карбонатных наполнителей. Мел из мраморной крошки или пере осажденный имеют содержание частиц менее 2 мкм не менее 90-95%, степень белизны — 92-94%. Цена лучших образцов карбоната кальция не превышает 200 долларов США за одну тонну продукции [77,86]. Если учесть, что стоимость беленых видов целлюлозы в современных условиях не менее 600 долларов США за тонну, то рост содержания наполнителя в бумаге для печати на 1% снижают цену бумаги на 4 доллара. Таким образом, увеличение содержания наполнителей в бумаге для печати способствует решению многих из вышеуказанных проблем - потребительских, благодаря улучшению комплекса печатных характеристик, экологических, благодаря разбеливающему эффекту карбонатных наполнителей с высокой белизной , конкурентоспособности в связи с общим удешевлением композиции. Однако, значительное увеличение содержания наполнителей в бумаге требует решения одной из основных проблем - сохранения прочностных показателей бумаги, в том числе поверхностной прочности. В условиях высокой зольности увеличиваются также проблемы удерживаемости и проклейки. Решение этих вопросов лежит на пути совершенствования систем фиксации.

В настоящей работе мы попытались оценить роль системы фиксации и ее отдельных составляющих в формировании показателей прочности при необходимой удерживаемости наполнителей. Показано, что даже наиболее универсальные составляющие систем фиксации, такие, как катионный крахмал, не могут обеспечить одновременно высокого уровня удерживаемости и показателей прочности бумаги. Увеличение эффективности его действия связано с повышением степени замещения и увеличением дозировки. Это, в свою очередь, опасно в связи с возможным нарушением равномерности макроструктуры полотна и не всегда целесообразно экономически, к тому же требует специальных технологических приемов для компенсации негативных явлений (например, добавок катионных синтетических флокулянтов и коллоидных микрочастиц) [58,77,71]. Вероятнее всего, необходимое совершенствование систем фиксации, в условиях высокого и сверхвысокого уровня содержания наполнителей в бумаге связано с введением в состав систем новых составляющих, решающих конкретные задачи с высокой эффективностью при малых дозировках. В настоящей работе показаны примеры исключительно эффективных катионных синтетических полимеров и сополимеров для удерживаемости компонентов бумажной массы и мощных связующих на основе крахмала со специальными добавками для увеличения показателей прочности. Некоторое усложнение систем фиксации компенсируется более высокой эффективностью, а малые дозировки не вызовут общего удорожания систем.

Похожие диссертации на Системы фиксации наполнителей в производстве бумаги для печати