Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
Степень полимеризации определяется измерением вязкости растворов целлюлозы вискозиметрическим методом. Техническая целлюлоза неоднородна и представляет собой смесь высокомолекулярных фракций с различной СП. Характеризуя усредненную длину целлюлозных цепей, для технических целлюлоз СП находится в пределах 4000.. .5500.
Механические прочностные свойства целлюлозы испытывают после размола ее до степени помола 60' 0IIIP. Наиболее часто определяют сопротивление разрыву, излому, продавливанию и раздиранию. В зависимости от вида сырья, способа получения, режима обработки и других факторов перечисленные показатели могут колебаться в очень широких пределах.
Бумагообразующие свойства — это совокупность свойств, обусловливающих достижение требуемого качества изготовляемой бумаги и характеризующихся рядом разнообразных показателей,
10
например поведением волокнистого материала в технологических процессах изготовления из него бумаги, влиянием его на свойства получаемой бумажной массы и готовой бумаги. Более полно бумагообразующие свойства волокнистых материалов будут рассмотрены в гл. 2.
Сорность целлюлозы определяется подсчетом соринок с обеих сторон смоченного образца целлюлозной папки массой 500 г при просвечивании его источником света определенной силы и выражается числом соринок, отнесенных к 1 м2 поверхности. Например, содержание соринок для различных беленых целлюлоз, допускаемое стандартами, может колебаться от 160 до 450 шт. на 1 м2, для небеленых - от 2000 до 4000 шт.
Методы производства технической целлюлозы. Применяемые в промышленности и исследованные в лабораторных условиях многочисленные методы производства технической целлюлозы основаны на свойстве лигнина гораздо легче, чем целлюлоза, поддаваться разрушительному действию многих химических реагентов. В основу классификации методов производства целлюлозы в нашей стране положены вид и свойства применяемых химических реагентов, а при использовании нескольких реагентов—последовательность обработки ими растительного сырья. По виду и свойствам применяемых растворов химических реагентов различают щелочные, нейтральные и кислотные методы варки. Фактором, определяющим принадлежность конкретного метода варки к щелочным, нейтральным или кислотным, является концентрация водородных ионов (активная кислотность) в применяемом варочном растворе, характеризуемая водородным показателем pH. Методы варки технической целлюлозы, получившие промышленное распространение, охватывают в настоящее время весь интервал значений pH, что дает возможность успешно варить любые древесные породы и получать широкий ассортимент волокнистых полуфабрикатов с различным целевым применением.
В основу щелочных методов варки положено действие щелочи на древесину. Наиболее широкое применение получил сульфатный метод варки, в котором активным варочным реагентом служит водный раствор смеси едкого натра NaOH и сульфида натрия Na2S. Этим методом получают более половины производимой в мире целлюлозы. Значительное место занимает сульфитный метод варки, относящийся к группе кислотных. Активным варочным реагентом в сульфитном методе служит раствор сернистой кислоты H2SO3, содержащий некоторое количество одного из гидросульфитов: кальция Ca(HS03)2, магния Mg(HS03)2, натрия Na(HS03)2 или аммонияNH4HSO3.В бисульфитном методе варки, представ
11
ляющем также кислотный метод, варочным реагентом является водный раствор гидросульфита магния, натрия или аммония. Нейтрально-сульфитный метод варки представляет группу нейтральных методов получения целлюлозы. Варочным реагентом в нем служит водный раствор сернистокислых солей натрия Na2HSO3 или аммония (NHt)2HSOa, содержащий некоторое количество карбоната Na2CO3 или гидрокарбоната натрия NaHCO3.
Сравнительная характеристика сульфатной и сульфитной целлюлозы из еловой древесины при одинаковой степени делигнификации приведена в табл. 1.1. Как видим, прочность сульфатной целлюлозы выше, однако значительно ниже выход и хуже способность к размолу.
Таблица 1,1
Сравнительная характеристика целлюлоз
Показатель Целлюлоза
сульфатная сульфитная Выход, % <50 <54 Содержание %: лигнина 5 5 клетчатки 77 79 гемицеллюлоз 18 16 Продолжительность размола, мин 85 18 Степень помола, 0IIlP 45 45 Разрывная длина, м U 500 9500 Сопротивление раздиранию, H Плотность, г/см 0,68 1,27
0,70 0,79 Наряду с перечисленными выше, применяются методы производства целлюлозы, включающие две последовательные обработки сырья различными реагентами. Если сырье обрабатывается последовательно реагентами, близкими по своей природе, такие методы относятся к группе ступенчатых. Наибольшее промышленное значение имеют сульфитно-сульфитный и бисульфитно-нейтрально-сульфитный методы. В случае последовательной обработки сырья на различных ступенях двумя или несколькими разнохарактерными реагентами методы относятся к группе комбинированных; промышленное значение приобрели предгидролизно-сульфатный, сульфитно-содовый и хлорно-щелочной методы.
Окислительные методы производства целлюлозы пока не получили промышленного применения, но усиленно исследуются и разрабатываются. В качестве активных реагентов для делигнификации растительного сырья в них используются окислители, отличающиеся высокой избирательностью по отношению к лигнину. Среди них следует назвать одно
