Классификация целлюлозы

Древесная масса – это полуфабрикат, который получают механическим истиранием древесины до ее роспуска на отдельные волокна. Древесная масса нашла широкое применение в производстве бумаги, картона, она входит в состав большинства видов этой продукции в пределах от 10 до 90%. По показателям механической прочности древесная масса уступает целлюлозе. Способ получения древесной массы проще, дешевле, менее энергоемкий, с большим выходом по волокну (86–90 %), поэтому древесная масса – самый дешевый волокнистый полуфабрикат. Химический состав древесной массы приблизительно такой же, как и у исходной древесины. Ее волокна при отливе бумаги образуют плохое сцепление и не дают прочного листа, сообщают бумаге крупнопористую структуру, большую впитывающую способность. Поэтому при выработке бумаги древесная масса применяется вместе с целлюлозой.

Вырабатывают несколько видов древесной массы. Виды древесной массы зависят от технологического способа обработки древесины. При механическом способе вырабатывают белую древесную массу. Этот способ предусматривает два рабочих этапа – пропарку древесного баланса в условиях высокой температуры и механическое истирание баланса. Белая древесная масса из балансов и щепы ели, пихты, осины, тополя имеет волокна сравнительно малой прочности, но цвета натуральной древесины, выход 95-96%. Используется в сочетании с целлюлозой для производства массовых видов бумаг.

Бурая древесная масса используется для производства пакетной и оберточной бумаги (в большинстве случаев с добавкой макулатуры) – 0–35 % целлюлозы, масса 90–200 г/м²; коробочного картона – 0–20 % целлюлозы, масса 280–500 г/м²; кожкартона, дуплекса и триплекса с наружным слоем из другого полуфабриката – 0–20 % целлюлозы, масса 500–1000 г/м²; многослойного клееного картона массой свыше 1000 г/м².

Предварительная пропарка щепы дает возможность получать термомеханическую древесную массу с прочными волокнами и выходом 90%. Получают прочный длинноволокнистый полуфабрикат, который позволяет значительно сократить или полностью исключить целлюлозу в производстве многих видов бумаги и картона. Термомеханическую массу обязательно подвергают отбелке. Для производства термомеханической массы может использоваться цепа самых различных пород деревьев: пихты, сосны, ели, березы, осины и др.

При предварительной химической обработке балансов или щепы раствором сульфата натрия или бисульфата натрия получают химическую древесную массу с весьма прочными волокнами и выходом 85–90 %. В результате получается однородный и длинноволокнистый полуфабрикат без пучков и обрывков волокон с выходом по волокну 85–90 %. Химическая древесная масса отличается пониженной белизной, но она легко отбеливается. Отбеленную химическую древесную массу применяют в некоторых видах печатной бумаги вместо более дорогой древесной целлюлозы.

Если щепу подвергают не только химической обработке, но и пропарке, получают химико-термомеханическую древесную массу. По прочности волокна ее показатели в 2 раза выше, чем у термомеханической древесной массы. Выход составляет 80-90%.

Полуцеллюлоза – волокнистый полуфабрикат, содержащий еще больше нецеллюлозных веществ, промежуточный продукт между целлюлозой высокого выхода и древесной массой. Его получают путем неглубокой химической переработки сырья – непродолжительной варке древесной щепы в растворе соды или сульфита натрия. В результате - больший выход по волокну – до 65–85 % вместо 45–50 % при варке целлюлозы. В полученной из хвойной древесины полуцеллюлозе может содержаться 15–20 % лигнина. В отличие от древесной массы полуцеллюлоза обладает волокнистым строением, большей мягкостью и гибкостью, она может частично или даже полностью заменить целлюлозу при изготовлении некоторых видов бумаг. Полуцеллюлоза используется для выработки тарного и других видов картона, а также низких сортов бумаг, древесноволокнистых плит.

Сульфитную целлюлозу варят как периодическим, так и непрерывным способом. Для получения 1 т. целлюлозы расходуется от 80 до 130 кг серы. При использовании лиственной древесины (береза, осина, тополь, бук и др.) вместо хвойной (ель, пихта) расходуется больше сернистого сырья. Показателем степени провара целлюлозы служит ее жесткость, степень которой определяется содержанием остаточного лигнина в проваренной волокнистой массе после промывки. Небеленую сульфитную целлюлозу в зависимости от того, при каких условиях варки она получена, разделяют на жесткую, среднюю и мягкую. Жесткая целлюлоза, содержащая много лигнина, используется в производстве прочной бумаги. Мягкие сорта целлюлозы отличаются повышенной чистотой и служат сырьем, в частности, например, для выработки искусственного волокна. Кроме того, целлюлоза широко применяется как исходное сырье в производстве взрывчатых веществ, искусственного волокна, шерсти, кожи, целлофана, лаков, кинопленки и т.п.

Беленую сульфитную целлюлозу выпускают девяти марок со степенью белизны от 83 до 92%. Разрывная длина целлюлозы 4500–9000 м и выше. Число двойных перегибов от 600 до 3500 и более. Сортность целлюлозы – очень важный показатель. Сортность зависит от степени окорки баланса и очистки целлюлозы.

Сульфатная хвойная целлюлоза вырабатывается главным образом из древесины сосны. Щепу варят в растворе едкого натра NaOН и сернистого натрия Na₂S (сульфатный способ). Волокна сосновой сульфатной целлюлозы по размерам и форме сходны с волокнами сульфитной, но отличаются от них бурым цветом, значительно более высокой прочностью, большим содержанием гемицеллюлоз и меньшим содержанием смолы. Высокая прочность сульфатной целлюлозы позволяет применять ее для производства разнообразной бумаги.

Небеленая сульфатная целлюлоза используется для выработки мешочной, оберточной, кабельной, конденсаторной, телефонной, пропиточной, намоточной и многих других видов бумаги. Полубеленая сульфатная целлюлоза применяется ля выработки газетной, печатной, промокательной, фильтровальной бумаги, бумаги-основы для пергамента и др. Высококачественная беленая используется для химической переработки – получения прочного искусственного волокна, штапеля, целлофана, корда. В большом количестве сульфатная целлюлоза применяется для выработки картонной тары, бумажного шпагата и других изделий.

Техническая целлюлоза. Варка измельченной древесины или соломы с различными химическими реагентами при повышенной температуре и давлении приводит к получению технической целлюлозы. В соответствии с величиной выхода технические целлюлозы делятся на три основные категории: целлюлоза нормального выхода (40..50 % от массы сырья) находит широкое применение в бумажном производстве и ряде отраслей химической промышленности. В первом приближении различают целлюлозы жесткие, содержащие примерно от 3 до 8 % лигнина, и мягкие, содержание остаточного лигнина в которых не превышает 1,5 %. Целлюлоза высокого выхода (50..60 %), содержащая значительную часть лигнина, гемицеллюлоз и другие вещества, получается при сокращенной продолжительности варки и пониженной температуре процесса. Этот продукт используют для производства различных видов картона и бумаг. Полуцеллюлоза — волокнистый полуфабрикат, занимающий промежуточное место между целлюлозой и древесной массой. Выход из древесины полуцеллюлозы — 65—85%, обычной целлюлозы 46—53, а древесной массы 95—98 % от массы абсолютно сухой древесины. Внешний вид волокон полуцеллюлозы не отличается от внешнего вида волокон целлюлозы, а механические показатели ниже и зависят от свойств исходного сырья, способов варки и размола.

Дата добавления: 2015-08-27