РАЗМОЛ БУМАЖНОЙ МАССЫ

ПРОЧИЕ ТЕОРИИ РАЗМОЛА

С развитием экспериментальных возможностей исследова­тели пришли к заключению, что ни химическая, ни физическая теории размола в отдельности не могут описать всю совокуп­ность явлений, протекающих при обработке целлюлозных мате­риалов в размалывающих устройствах. Создалось мнение, что на эти явления сообща влияют как химические, так и физико-ме­ханические процессы.

Курран, Симмондс и Чанг [32] исследовали в различных аспектах физиче­ские и химические воздействия, протекающие при размоле. Они пришли к вы­воду, что в процессе размола не происходят химические изменения свойств деллюлозы, но что прочность бумаги зависит не только от механического пе­реплетения волокон. Такого же взгляда придерживались Кросс и Бьялков - ский [19], придававшие особое значение фактору набухания. Это явление было ими исследовано в различных растворах и на разных стадиях размола. Мак - Грегор [33] доказывал, что вода и целлюлоза при размоле не связываются JB определенных соотношениях. Даути [34] (Doughty^ занимался исследова­ниями в области прессования бумаги в мокром состоянии.

На основании этих новых сведений и в соответствии с выводами ряда исследователей Кемпбелл [35] создал физико-химическую теорию размола, наз­ванную теорией «частичной растворимости». Согласно этой теории часть водородных связей между соседними целлюлозными цепочками может быть разорвана водой, что влечет за собой появление структурных изменений в во­локнах, расчленение молекул целлюлозы и частичный переход их в раствори­мое состояние При размоле сравнительно легко происходит разделение воло­кон на фибриллы, а при образовании бумажного полотна эти фибриллы всту­пают в непосредственный контакт между собой и соседними волокнами. При сушке бумаги вода из промежутков между молекулами волокнистого мате­риала испаряется и расстояние между волокнами уменьшается, в результате чего создаются новые связи с частичной рекристаллизацией целлюлозных це­почек Этим и объясняется повышение прочности бумажного листа присушке. Кемпбелл первый обратил внимание на значительную величину сил поверх­ностного натяжения, действующих на волокна и фибриллы в процессе размола. Фибриллы вследствие этого образуют взаимные связи большой прочности. Работы, опубликованные Зотовой и Грингауз [23], Юнгом и Роуландом [21], Симмондсом [22], Кларком [36], Кемпбеллом [37] и другими авторами, содер­жат много новых данных о химических и физических свойствах волокон, используемых в бумажном производстве. Интересную работу о структурных из­менениях целлюлозных материалов опубликовал Керр [20]. Стречен [38] объяс­нил возникновение связующих сил между волокнами в бумаге частичной раст­воримостью целлюлозы в воде и образованием «клейкого вещества», которое связывает волокна между собой. Он считал, что процессы, происходящие при размоле, имеют только физическую сущность.

В 40-х годах настоящего столетия во взглядах на размол целлюлозных материалов был достигнут значительный прогресс. В начале 1941 г. Хинчин Я. Г. [39] высказал предположение, что при размоле от макромолекул целлюлозы отделяются по­лярные гидроксилы, расположенные на поверхности фибрилл во внешней оболочке волокон. Адсорбция воды поверхностью воло­кон при этом возрастает. При испарении воды в процессе сушки бумаги полярные гидроксилы макромолекул соседних волокон сближаются и взаимосвязываются. Это и служит причиной по­вышения прочности бумаги. К такому же заключению пришли Эллис и Баас [40] при изучении с помощью инфракрасной спек­троскопии водородных связей в сухой целлюлозе. И в этом случае были обнаружены водородные связи макромолекул цел­люлозы через гидроксильные группы. ___

С объединением вглядов Стречена и Кемпбелла в 1943 г. выступил Кларк [41], предложив так называемую универсальную теорию размола. Согласно этой теории нативное целлюлозное волокно снаружи имеет нерастворимую в воде первичную оболочку, способную пропускать воду. Немолотая целлю­лоза окружена этой оболочкой и тем самым волокна оказываются неспособ­ными связываться между собой при сушке. Уже в первой стадии размола первичная оболочка волокна нарушается и обнажает фибриллы вторичной стенки клетки (вторичной оболочки). Этим создается возможность последую­щего фибриллирования волокон при продолжении размола. Одновременно размол, по утверждению Кларка, сопровождается набуханием целлюлозы и адсорбцией воды на поверхности волокон, что способствует образованию «двухмерной» коллоидной пленки на поверхности вторичной оболочки Из­вестно, что в процессе размола увеличивается наружная поверхность воло­кон. Кларк считает, что это происходит вследствие развития фибриллирова­ния При увеличении поверхности возрастает общее количество веществ, связывающих волокна между собой, так как с развитием поверхности и уве­личением контакта целлюлозы с водой часть целлюлозных молекул будет пе­реходить в раствор. Эти теоретические представления более правдоподобно объясняют повышение прочности бумаги при размоле целлюлозных волокон, но и они все же не смогли обойтись без таких гипотетических концепций, как «частичное растворение целлюлозы».

Стречен в 1945 г. [42] создал так называемую электронную теорию размола Причиной фибриллирования волокон Стречен считал не механическое тре­ние, а то, что волокна при прохождении между ножами размалывающего уст­ройства испытывают большое давление, в результате чего происходит быст­рое перемещение воды, особенно в поверхностных слоях целлюлозы, с возник­новением электрокинетического потенциала в двойном электрическом слое на границе раздела фаз целлюлоза — вода. Этот потенциал по величине зависит от первоначального электрокинетического потенциала между целлюлозой и водой и возрастает пропорционально удельному давлению и диэлектрической постоянной жидкости Под воздействием давления, испытываемого волокнами при размоле, потенциал увеличивается и достигает такой величины, что вто­ричная оболочка волокна начинает разрушаться, чем и объясняется фибрил - лирование. Однако следует отметить, что в настоящее время установлена неправдоподобность таких рассуждений. Невероятно, чтобы механическими усилиями, возникшими при размоле, можно было разрушить двойной электри­ческий слой и добиться тем самым фибриллирования и «гидратации» волокон

При разработке теории размола был практически исследован •большой фактический материал о поведении волокон при раз­моле и формовании бумаги. Однако было бы ошибочным счи­тать все истолкования, данные исследованным явлениям, пра­вильными. Так, например, теория Кларка и электронная теория Отречена еще при их возникновении были взяты под сомнение в работах Хинчина, Эллиса и Бааса, Никитина и др. При пра­вильном анализе этих работ и научных трудов, опубликованных за последнее время, можно прийти к формулированию современ­ных взглядов на размол и образование бумаги.

РАЗМОЛ БУМАЖНОЙ МАССЫ

Смешение волокнистых и неволокнистых компонентов бумажной массы

Способ смешения отдельных компонентов бумажной массы должен быть выбран с учетом вида вырабатываемой бумаги, общего количества и состава компонентов и способа приготов­ления массы. При циклическом способе размола смешение над­лежаще подготовленных …

Схема подготовки бумажной массы из полуцеллюлозы и отходов производства для выработки оберточной бумаги

В последнее время наблюдается повышенный интерес к ис­пользованию полуцеллюлозы, особенно пригодной для выра­ботки оберточных бумаг. Примерная схема использования полу­целлюлозы в размольно-подготовительном отделе предприятия, вырабатывающего 36 т в сутки оберточной бумаги, …

СРОКИ СЛУЖБЫ РАБОЧИХ ОРГАНОВ РАЗМАЛЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ

Сроки службы рабочих органов размалывающего обору­дования находятся в тесной зависимости от свойств материалов, применяемых для их изготовления, а также от условий работы. Мягкие материалы быстрее изнашиваются, а следовательно, имеют более …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.