Введение к работе
» "
Актуальность темы. Использование древесной массы в композиции бумаги для печати и санитарно-бытового назначения предъявляет высокие требования к ее белизне. Белизна бумаги - од- но из основных условий высококачественной печати, вследствие чего излениваются способы повышения степени и стабильности белизны волокнистых полуфабрикатов.
Применение дешевого и доступного дитионита натрия (v-^ji С],) экономически выгодно, однако в нашей стране он практически не применяется. Это связано, главным образом, со слабой изученностью процессов отбелки этим реагентом, что приводит на практике к низкой белизне и недостаточной ее устойчивости. Кроме того, применение дитионита натрия усложняется разложением реагента при хранении, нестабильностью его растворов, а также меньшим, по сравнению с пероксидон водорода, приростом белизны.
Постановка исследовательских работ по выявлению оптимальных схем и режимов отбелки древесной массы, а также теоретическое обоснование их осущесг-вления являются актуальными, т.к. позволяют разработать способы получения полуфабрикатов высокого выхода повышенного качества по белизне, ее стабильности, при сохранении фкзико-ыеханических показателей.
Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является изучение химических превращений дитионита натрия в водных растворах, а также в процессе отбелки волокнистых полуфабрикатов высокого выхода.
В задачи проводимых исследований входило:
изучить влияние различных параметров на состав водного раствора дитионита натрия и на состав раствора в присутствии древесной массы;
определить влияние состава этих растворов на белизну (дБ) и степень реверсии белизны (PC);
определить условные экстремумы параметров отбелки РДМ и ТММ с целью получения беленого полуфабриката высокого выхода с требуемыми показателями качества (по белизне и реверсии белизны);
выявить и исследовать причины пожелтения полуфабрикатов высокого выхода, отбеленных различными реагентами;
изучить механизм процесса реверсии белизны с помощью модельных соединений и выяснить возможность стабилизации древесной массы, отбеленной дитионитом натрия.
Научная новизна. Изучен механизм отбелки древесной массы дитионитом натрия. Впервые проведено систематическое исследование кинетики разложения водных растворов дитионита натрия без массы и в присутствии древесной массы (РЖ ТЖ). Дана кинетическая характеристика разложения водных растворов дитионита в зависимости от рН (3-9), температуры (20-70С), концентрации дитионита (10-50 ымоль/л), времени (0-I2U мин.). Изучено разложение водных растворов дитионита в присутствии кислорода и в деаэрированных системах, а также при различной исходной концентрации сульфита натрия.
На основании изучения состава растворов го содержанию ионов S&0$~, MS0^(S0^~J, 6'хкҐ', SC« ', серн (в коллоидном состоянии) и составленного баланса по соединениям серы выявлены основные реакции, протекающие при разложении дитионита в водных растворах без массы и в присутствии древесной массы. Впервые показано влияние различных факторов на скорость протекания этих реакций. Спектрофотометрическиы методом (спектры отражения и поглощения) изучено влияние на отбелку и реверсию белизны различных' параметров и состава растворов дитионита натрия.
- Исследования проведены на образцах древесной массы и модельных соединениях лигнина.
Показано, что основной вклад в реверсию белизны вносят димерные соединения лигнина", содержащие фенилгидроксилы, оС -карбонильные группы, а также экстрактивные вещества и углеводы. Получены математические модели процесса отбелки древесной массы (Р.ДМ, ТШ) дитионитом натрия.
Практическая ценность. Подученные математические модели разложения дитионита в водных растворах без и в присутствии древесной массы позволяют дать технологические рекомендации по проведению отбелки в оптимальных режимах с целью получения высокой белизны при минимальной ее реверсии. Указанные
ыодели могут быть использованы при автоматизации процесса отбелки. Достижение высокой белизны при сохранении ее стабильности требуем применения стабилизаторов белизны. Показана возможность использования для стабилизации белизны некоторых неорганических солей.
Апробация работы. Основные результаты доложены и обсуждены на конференциях по итогам научно-исследовательских работ Санкт-Петербургской лесотехнической академии 1990, 1991 гг., Международной научно-технической конференции (Болгария, 1990г.).
Публикэции. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, экспериментальной части, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 287 страницах машинописного текста,. Еключая 51 рисунок и 54 таблицы.