Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
Механические свойства хвойных пород древесины шире, чем лиственных. Целлюлоза из древесины осины менее прочная, чем из березы. Прочность целлюлозы из смеси древесины осины и березы увеличивается с повышением содержания доли березы.
Сульфитная целлюлоза. Хотя сульфитные целлюлозы не обладают высокой прочностью как сульфатные целлюлозы, они все-таки имеют ряд физических свойств, которые делают их необходимыми при производстве целого ряда видов бумаги, включая газетную, для печати, тонкие виды бумаги, пергамин, жиронепроницаемые и др.
Для производства бумаги весьма ценными являются оптические свойства сульфитной целлюлозы. Лигносульфоновые кислоты имеют менее интенсивную окраску по сравнению с продуктами расщепления лигнина при щелочной варке. Поэтому небеленая сульфитная целлюлоза может быть использована для производства многих видов бумаги для печати. Для некоторых видов бумаги для печати может быть использована целлюлоза с выходом до 75 %, которая содержит от 10 до 15 % остаточного лигнина.
Физико-механические свойства сульфитной целлюлозы определяются условиями варки, видом основания варочной кислоты и породой древесины. Наиболее прочную целлюлозу получают при использовании растворимых оснований (натриевые, аммониевые). В этом случае варка производится при более высоких значениях pH, снижается гидродинамическая деструкция целлюлозы, при этом целлюлоза обладает высокой белизной, хорошо размалывается, благодаря повышенному содержанию гемицеллюлоз.
Сульфитная целлюлоза имеет больший на 3...4 % выход при варке по сравнению с сульфатной целлюлозой. Вследствие интенсивного воздействия на волокно кислоты, оно более сильно повреждается, менее долговечно по сравнению с волокнами сульфатной целлюлозы.
Разница в прочности сульфатной и сульфитной целлюлозы из лиственной древесины более существенна, чем из хвойной. Это объяснятся различием в реакциях гемицеллюлоз, а следовательно, в химическом составе углеводного комплекса технических целлюлоз, полученных различными методами.
Характеристики некоторых сульфитных целлюлоз представлены в табл. 2.25, 2.26.
Использование многоступенчатых технологических процессов варки, при которых pH варочных растворов изменяется в течение варки, позволяет получать целлюлозы с большой вариацией физико-механических свойств. Сравнение свойств технической целлюлозы, полученной тремя
147
методами многоступенчатой варки с бисульфитной и сульфатной целлюлозами, представлено в табл. 2.27.
Таблица 2.25
Показатели сульфитной целлюлозы из древесины ели в зависимости от вида основания (60°ШР,100г/см2)
Показатель CaO MgO (NHt)2O Na2O Выход целлюлозы, % 49,2 53,2 52,0 54,8 Содержание лигнина, % 2,84 2,19 3,05 3,14 Разрывная длина, м 8600 8070 9030 9600 Сопротивление: излому (число двойных перегибов) 2130 2465 2440 2400 продавливанию, кПа 529 652 666 715 раздиранию, мН 898 1607 1303 1117 Таблица 2.26
Показатели небеленой сульфитной целлюлозы из тонкомерной древесины сосны, лиственницы, березы и осины
Показатель Сосна обыкновенная Лиственница Береза Осина Степень делигнификации, 33,8 22,5 35,7 32,9 ед. Каппа Массовая доля смол 1,8 0,63 2,10 1,59 и жиров (спиртобензол), % Продолжительность размола 28 27 24 25 до 60 "HIP, мин Разрывная длина, м 8570 6060 7430 6940 Сопротивление: продавливанию, кПа 390 244 352 309 раздиранию, H 0,54 0,59 0,44 0,44 излому (число двойных 3100 1870 2500 1260 перегибов) Растяжимость, % 3,67 5,65 4,35 3,26 Таблица 2.27
Физико-химические характеристики технических целлюлоз, полученных различными методами
Метод варки Степень делигнификации, ед. Каппа Выход, % Продолжительность размола, мин Разрывная длина, м Индекс продавливают, кПа-м2/г Индекс раздирания, мН-м /г Бисульфитно- 18,0 49,8 26 10000 6,38 11,8 сульфитный
Моносульфитно- 22,11 54,8 7 9000 5,00 7,35 сульфитный
Бисульфитный 18,4 50,8 15 10400 6,38 9,22 Сульфатный 17,4 45,5 34 12900 9,81 13,7 148
Бисулъфитная целлюлоза. Бисульфитная целлюлоза имеет более высокий выход, прочность, белизну, непрозрачность по сравнению с сульфитной. Она хорошо размалывается и обезвоживается. Особенностью этой целлюлозы является повышенная прочность в неразмолотом состоянии и высокая способность к размолу.
Свойства бисульфитной целлюлозы зависят от вида основания варочного раствора (табл. 2.28). Максимальная прочность наблюдается при степени делигнификации 50...6O ед. Каппа.
Таблица 2.28
Показатели небеленой целлюлозы из древесины ели, полученной сульфатным и бисульфитным методами
Метод варки Выход, % Степень делигнификации, ед. Каппа Белизна, % Продолжительность размола до 50°ШР, мин Разрьшная длина, м Плотность, г/см3 Сопротивление
Я
Es к)
P ?
I излому (число двойных перегабов) Бисульфит-ный на Na-основании 59,9 58,0 54,2 52,8 58,7 53,2 30,5 23,4 66,8 68,5 66,3 71,4 31 30 34 35 10600 10650 9900 9400 0,740 0,743 0,774 0,779 80,5 80,3 76,5 75,0 1,55 1,80 1,75 1,90 1700 2200 2950 2500 Бисульфит-ный на Mg-основании 59,3 57,6 55,0 5I1S 51,1 40,2 26,6 17,0 66,0 66,1 69,3 72,2 24 27 29 36 10350 9750 9760 8900 0,755 0,782 0,798 0,846 79,0 76,0 79,0 69,5 1,55 1,75 1,85 1,80 2800 2600 2450 2250 Сульфатный 53,1 52,5 48,9 46,4 55,0 40,1 29,7 19,0 17,8 21,6 25,7 32,2 86 77 72 67 10950 10850 10900 10000 0,742 0,751 0,741 0,773 96,5 94,5 92,0 86,5 2,55 2,70 2,65 2,80 4600 4300 4850 3600 Бисульфитная целлюлоза из лиственных пород древесины отличается высокой прочностью. Наибольшая прочность наблюдается при степени делигнификации 50...53 ед. Каппа (табл. 2.29). Для получения бисульфитной целлюлозы может использоваться солома и тростник, которые при выходе 50...60 % используются для производства тароупаковочных видов бумаги и картона(табл. 2.30).
