Введение к работе
Актуальность темы. В условиях закономерного стремления предприятий к )вышению конкурентоспособности своей продукции в производство бумаги, особенно в пней стране, вовлекается все больше дешевых полуфабрикатов: макулатуры, древесной ассы различных способов получения, целлюлозы из лиственных пород древесины и ;которых других. Эти волокнистые материалы отличаются пониженными ^магообразующими свойствами.
Для компенсации этого недостатка обычно применяют различного вида связующие срахмал, латекс и др.).Вместе с тем для этих целей вполне пригодны широко применяемые в умажном производстве дешевые и доступные соединения алюминия. Особенно эффективно х использование в слабощелочной среде. Это обстоятельство хорошо согласуется с мировой енденцией к переходу к отливу бумаги в нейтральной и слабощелочной области. Основными остоинствами указанного способа производства бумаги является повышение ее качества прочностных, оптических, печатных свойств, долговечности), снижение затрат на размол и го ускорение, возможносгь повышения степени использования оборотных вод, то есть кологическон безопасности, и снижения коррозии технологического оборудования. Важным гоментом в развитии этого способа является постоянное увеличение объемов использования в :ачестве наполнителя карбоната кальция. Для России это особенно актуально в связи с потерей :рупнейших месторождений наиболее распространенного наполнителя каолина, находящихся щ Украине.
Наиболее массовыми, имеющими хороший сбыт являются печатные виды бумаги. Зажнейшими операциями при их изготовлении являются проклейка и наполнение. При іроклейке печатных видов бумаги в слабощелочной среде обычно применяют синтетический (лей, в основном, димеры алкилкетенов. Однако они дороги, требуют применения ряда других зспомогательных веществ, что усложняет технологию проклейки бумаги. Поэтому поиск ювых проклеивающих веществ по-прежнему весьма актуален. В связи с этим интересно таучение возможности создания и применения нового вида катионированных клеевых іисперсий на основе дешевых высокоплавигх немодифицированных нефтеполимерных смол (НПС).
Основными направлениями исследований в области наполнения бумаги являются создание и модификация существующих наполнителей, характеризующихся высокой удерживаемостью и позволяющих повысить зольность бумаги и избежать при этом снижения ее прочности и степени проклейки, для решения этих задач также могут использоваться соединения алюминия. Таким образом, настоящая работа ориентирована на решение важных проблем технологии печатных видов бумаги, что вполне определяет ее актуальность.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка научных основ экологически безопасной ресурсосберегающей технологии изготовления печатных видов бумаги в широком диапазоне рН. Для достижения этого необходимо решить следующие задачи:
изучить влияние добавок соединений алюминия в диапазоне рН от 4,5 до 9,5 н. процесс размола и свойства бумаги, прежде всего на первоначальную влагопрочность;
разработать способ изготовления катионированного клея на основе НПС и изучит: влияние этого клея на степень проклейки и другие свойства бумаги в широком диапазоне рН;
- определить возможность модификации титанового наполнителя с помощьь
соединений алюминия с целью повышения зольности бумаги без существенного снижения Є
прочности и степени проклейки;
- исследовать влияние степени замыкания водооборота на основные свойства печатнш
видов бумаги, содержащих в композиции модифицированный диоксид титана і
катионированный клей на основе НПС;
- провести проверку результатов лабораторных исследований в производственны:
условиях.
Научная новизна. Разработана методика получения катионированной с помощь* алюмината натрия клеевой дисперсии на основе НПС и предложен механизм, обьясняющиі повышенную эффективность нового клея в широком диапазоне рН. Установлено, чт модификация диоксида титана алюминатом натрия позволяет повысить зольность бумап практически без снижения ее прочности и степени проклейки, и что добавки алюмината натри ускоряют размол при одновременном повышении прочности бумаги. Показано, чп совокупность этих практически значимых результатов связана с эффектами координационного взаимодействия компонентов бумажной массы с полигидроксокомплексами алюминия.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработана нормативно техническая документация на опытное производство офсетной и тонкой типографской бумап на ОАО "Выборгский ЦБК". Изготовлены опытные партии указанных видов бумаги п предложенной технологии, испытания которых закончились с положительным результатом Основные достоинства новой технологии заключаются в сокращении расхода энергии и размол за счет его ускорения, исключении дорогих импортных компонентов из композици; бумаги, упрощении технологии за счет применения алюмината натрия для модификацм: диоксида титана и катионирования клея на основе НПС, снижении удельных расходов волоки за счет повышения зольности бумаги без ухудшения ее качества.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и были одобрены на ежегодны научно-технических конференциях по результатам научно-исследовательских работ Санкт Петербургской лесотехнической академии ВІ994-96 гг., а так же на научной конференциі молодых ученых Лесотехнической академии, посвященной 200-летию лесного департамент России.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 научных статьи и подан патентная заявка на изобретение: "Способ получения катионированных клеевых дисперсий и основе высокоплавких немодифицированных нефтеполимерных смол".
Структура и объем работы, Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, писка использованной литературы и приложений, включающих технологические регламенты акты об изготовлении опытных партий офсетной и тонкой типографской бумаги на ОАО Выборгский ЦБК". Диссертационная работа изложена на 180 страницах машинописного гкста, содержит 7 таблиц, 21 рисунок, список литературы из 193 наименований и приложения а 25 страницах.