Бумага, которая защищает. Часть1

– бумага синтетическая – химическая энциклопедия

БУМАГА СИНТЕТИЧЕСКАЯ, бумагоподобный материал, получаемый из
синтетич. полимеров. Обладает лучшими термо- и химстойкостью, прочностью
в сухом и мокром состояниях, оптич. и электроизоляц. св-вами, чем обычная
бумага, а главное спец. св-вами.

Бумагу синтетическую волокнистого типа получают из хим. волокон или их смесей с натуральными,
как правило, по традиционной бумажной технологии (см. Бумага). Обычно
используют “мокрый” способ, реже сухой. Бумажная масса – водная дисперсия
хим. волокон длиной 4-6 мм, толщиной 0,1-0,6 текс. Концентрация их 0,1-0,01%,
т.е. в 10-100 раз ниже, чем при получении обычной бумаги, поэтому обезвоживание
массы ведут на плоской наклонной или цилиндрич. сетке. Из-за неспособности
большинства хим. волокон к образованию прочных межволоконных связей (исключение
– поливинилспиртовое волокно) в состав бумажной массы, как правило, вводят
связующие, напр. фибриды, термовлагопластичные или термопластичные волокна.
Фибриды – волокнистые или лентообразные полимерные частицы сложной формы
с длиной основного ствола 0,1-10 мм (чаще до 2 мм), диаметром 2-50 мкм,
имеющие т-ру плавления ниже, чем у основных хим. волокон. Получают их обычно
быстрым выдавливанием через фильеру р-ра волокнообразующего полимера в
осадительную ванну при ее интенсивном перемешивании. Благодаря особенностям
надмолекулярной структуры т-ра плавления фибридов значительно ниже, чем
волокна, полученного из того же полимера. Вследствие этой их особенности
можно изготавливать бумагу синтетическую, состоящую из одного и того же полимера. Содержание
фибридов в бумаге синтетической составляет обычно
1/3–2/3
от ее массы. Если связующим служат фибриды или термопластичные волокна,
бумагу синтетическую после сушки пропускают через каландры, т-ра к-рых лежит между т-рами
плавлениясвязующего и основного волокна. Т.к. термовлагопластичные поливинилспиртовые
волокна раств. только в горячей воде, при их использовании сушку ведут
при т-рах выше т-ры растворения этих волокон; частично растворяясь, они
склеивают основные волокна. Если связующее применяют в виде р-ра или дисперсии
полимера (напр., поливинилацетата), то им обрабатывают мокрое бумажное
полотно перед сушкой.

Бумагу синтетическую волокнистого типа производят из след. видов волокон: ароматич.
полиамидных фенилон и номекс (для электроизоляции, выдерживающей нагрев
до 155-180 °С, изготовления сотопластов в авиастроении); полиэфирных (для
слоистых пластиков); полипропиленовых (пакеты индивидуальной заварки чая),
смеси гидратцеллюлозных и поливинилспиртовых (фильтрующая и санитарно-гигиенич.
бумага синтетическая), углеродных (электропроводящая и конструкционная бумага синтетическая) и др.

Бумагу синтетическую производят также из коротковолокнистой полиолефиновой массы, т.
наз. синтетич. волокнистой массы (СВМ), выпускаемой в ряде стран под назв.
“синтетик палп” в виде влажных листов, легко диспергируемых в воде на волокна.
Последние способны смешиваться в любых соотношениях с полуфабрикатами для
обычной бумаги. СВМ используют для модификации св-в обычной бумаги (напр.,
для придания термосвариваемости) и расширения сырьевой базы в странах с
дефицитом растит. сырья (Япония). Такую бумагу изготавливают на обычном
бумагоделательном оборудовании из суспензий, содержащих до 1% сухих в-в.

Бумага синтетическая волокнистого типа м. б. получена и по сухому способу формования,
в т. ч. из непрерывных волокон, термосвариваемых друг с другом в точках
контактов.

Бумагу синтетическую пленочного типа изготавливают из двуосноориентированных высокопрочных
полимерных пленок обычно нанесением на их поверхности покрытий типа меловальных
(как на обычной бумаге), придающих бумагоподобные св-ва: непрозрачность,
шероховатость, гидрофильность поверхности. Такой метод модификации поверхности
пленок наз. бумификацией. Покрытиями служат наполненные (ТiO2,
BaSO4 и т.д.) полимеры, обладающие адгезией к пленке-основе.
На полиэфирные пленки покрытия наносят из р-ров полимеров в орг. р-рителях.
Благодаря высокой механич. прочности, стабильности размеров и водостойкости
пленки-основы такую бумагу синтетическую применяют как носитель механич. информации (бумага синтетическая
перлен – для перфолент), для черчения (бумага синтетическая контур), изготовления типовых
элементов чертежей в виде прозрачных липких аппликаций (бумага синтетическая темп, композит),
для печати водостойкой техн. документации. На полипропиленовые и полистирольные
пленки покрытия наносят из расплава экструзией. Бумагу синтетическую этого типа применяют
для произ-ва афиш, проспектов, инструкций и др.

Бумагу синтетическую получают также экструзией высоконаполненных полимеров, напр. полиолефинов,
полистирола. Это самая дешевая бумага синтетическая. Применяется для печати массовых изданий
на полиграфич. оборудовании, включающем устройство для обработки поверхности
бумаги синтетической коронным разрядом. Последнее необходимо для восприятия и удержания
краски поверхностью пленки.

Вспененные бумаги синтетические производят аналогично пенопластам введением в пленкообразующие
полимерыпорофоров. Такая бумага синтетическая легче обычного картена, вместо к-рого ее
используют как упаковочный материал.

Склеиванием (ламинированием) бумаг синтетических разных типов друг с другом изготовляют
трехслойные композиты, к-рые используют как пазовую изоляцию электродвигателей
(синтокартон), носитель информации (напр., перфоленты, перфокарты), чертежную
бумагу.

Благодаря уникальным св-вам бумага синтетическая – бумага спец. назначения; стоимость
ее значительно выше, чем обычной бумаги. Мировое произ-во всех типов бумаги синтетической (свыше 100 видов) превышает 500 тыс. т/год (1983), что составляет 0,3%
от произ-ва обычной бумаги.

===
Исп. литература для статьи «БУМАГА СИНТЕТИЧЕСКАЯ»: Гутман Б. Б., Я нченко Л. Н., Г у реви ч Л. И., Бумага

из синтетических волокон, М., 1971; Фляте Д. М., Свойства бумаги, 2 изд.,
М., 1976; Начинкин О. И., Д ьяконова Э. Б., Рубан И. Г, Волокнисто-пленочные
полимерные связующие и изделия на их основе. Л., 1982; Фролов М. В., Структурная
механика бумаги, М., 1982; Аким Э.Л., Синтетические полимеры в бумажной
промышленности, М., 1986; Wolpert V., Synthetic polymers and the paper
industry, S. F.. 1977. Э.Л. Аким.

Страница «БУМАГА СИНТЕТИЧЕСКАЯ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

Бумага длительного использования

Технология касается изготовления защищенной от подделки бумаги, которая содержит охранные признаки.

Бумагу формуют в мокром состоянии, при этом она включает один или более охранных признаков. На бумагу наносят клеящий агент для проклейки. Затем на одну или обе стороны проклеенной бумаги наносят покрытие, содержащее неокрашенный пигментом полиуретан.

Наиболее предпочтительным является нанесение полиуретанового покрытия на бумагу сразу же после отжимного барабана клеевой ванны и перед вторичной сушкой, когда бумага еще увлажнена клеем. Тем не менее в качестве альтернативного способа используется нанесение полиуретана на сухую бумагу после завершения этапов обычного процесса изготовления бумаги.

Предпочтительнее наносить полиуретановое покрытие на обе стороны бумаги.

Волокна, которые присутствуют в бумаге, являются либо натуральными, либо синтетическими , либо смесью натуральных и синтетических волокон.

Полиуретан, предпочтительнее, является алифатическим полиэфирным полиуретаном и используется в дисперсии, имеющей содержание полиуретана в диапазоне от 2% до 70% по весу, хотя альтернативно может использоваться полиуретан типа алифатического полимера простого эфира. Также полиуретан может быть алифатическим поликарбонатным полиуретаном.

Предпочтительнее, использовать бумагу, имеющую как видимые охранные признаки, а именно, водяные знаки или нити, внедренные или выполненные в окнах, так и тайные охранные элементы.

Как пояснялось выше, покрытие, содержащее полиуретан, должно быть, по существу, прозрачным. Желательно, чтобы предел прочности на разрыв полиуретанового покрытия превышал 40 мПа, например составлял от 40 до 80 мПа, а его твердость по Кенигу была более 20 с, например от 20 до 40 с.

Состав покрытия обеспечивает получение пленки, имеющей, после того как она отлита на стеклянную пластину, твердость по Кенигу 15­130 с, а также прохождение теста на водостойкость, включающего следующие этапы:

а) используют состав для покрытия, который при литье на стеклянную пластину обеспечивает получение пленки с сухим весом 80 г/м2;

b) пленку сначала сушат при температуре 23 °С. Когда пленка становится нелипкой, ее сушат в течение дополнительного часа при температуре 80 °С;

с)  пленку взвешивают до и после смачивания и проведения испытаний на прочность на разрыв в мокром состоянии и на модуль Юнга и визуально проверяют на любое изменение ее прозрачности;

d) образец пленки кипятят в воде, содержащей 10 г/л Na2CO3 в течение 30 мин;

е) пленку промывают холодной водой и этапы b) и с) повторяют.

После того как пленка высушена и повторно взвешена, она должна удовлетворять следующим критериям: предел прочности на разрыв в мокром состоянии и модуль Юнга кипяченой пленки — не менее 90% от прочности на разрыв в мокром состоянии и от модуля Юнга исходной пленки; пленка не обнаруживает ощутимой потери ее прозрачности; вес пленки в сухом состоянии составляет не менее чем 98% от ее исходного веса.

Описываемая технология позволяет изготовить защищенную от подделки бумагу с охранными признаками с повышенной продолжительностью пользования и устойчивостью против загрязнения. Защищенные от подделки ценные документы того типа, к которому относится настоящая технология, могут включать один или более видимых охранных признаков для предотвращения подделки документов.

В качестве таких охранных признаков могут использоваться водяные знаки и охранные нити, присутствующие в бумаге. Охранные нити могут быть расположены внутри по всей бумаге или могут проявляться в так называемых окнах, расположенных между зонами, в которых нити расположены между поверхностями бумаги.

Обычно в защищенных от подделки ценных документах подложка должна быть хорошего качества для обеспечения возможности получения удовлетворительного тисненого выпуклого рисунка, такого как тисненый выпуклый рисунок, полученный посредством глубокой печати, и для гарантирования хорошей износостойкости.

Известны также другие технологии, относящиеся к получению бумаги для ценных документов с хорошей стойкостью к загрязнению и пригодных для длительного применения, которые включали использование покрывающих составов или пигмента вместе со связующим, например с эластомерным связующим.

Также хорошо известно, что для получения покрытий, имеющих защитный эффект того или иного типа, могут применяться различные полиуретановые составы на всевозможных подложках; они также могут служить в качестве лакового покрытия на деревянных или других подложках. Кроме того, известно использование полиуретановых композиций в качестве проклеивающих слоев для бумаги.

Окрашенные пигментом покрытия являются более слабыми вследствие присутствия пигмента, который обусловливает менее прочное закрепление связующего на подложке в определенных местах.

https://www.youtube.com/watch?v=oGb0ropl1nc

Недостаток применения окрашенных пигментом покрывающих составов заключается в том, что они наносятся на готовую бумагу, а это значит, что перед нанесением покрывающего состава бумага должна быть высушена.

В описанной ранее технологии водный раствор полиуретана может иметь вид водной дисперсии. Покрытие может включать наполнитель, например полиакрилат, а следовательно, находиться в виде уретано­акриловой смеси; такая смесь должна обеспечить получение хороших водо­ и химически стойких покрытий.

Покрытие может быть полиуретановой дисперсией с одним компонентом полиуретана с предварительно образованными поперечными связями или с одним компонентом защищенного (блокированного) полиуретана, который имеет изоцианатные группы, химически связанные с цепями полимера, но регенерируемые при таких повышенных температурах, которые обычно используются на конечных стадиях процесса изготовления бумаги.

Более того, покрытие может быть полиуретановой дисперсией двухкомпонентного продукта, в котором могут быть образованы поперечные связи путем использования многофункциональных реагентов, таких как меламинформальдегидный преконденсат. В качестве реагентов, вызывающих образование поперечных связей, могут служить полиазиридины.

Реагенты, вызывающие образование поперечных связей, повышают водостойкость, включая стойкость при стирке, не окрашенного пигментом полиуретанового покрытия и обеспечивают получение улучшенной, защищенной охранными признаками бумаги и изготавливаемых из нее документов.

Эмульгирующий реагент, или эмульгатор, может ухудшить характеристики покрытия в условиях влажности или в мокром состоянии. Кроме того, могут быть использованы и другие известные добавки, включая пеноуничтожающие реагенты, добавки для растекания, сгустители, или модификаторы вязкости.

Использование синтетических волокон и канифольной композиции для получения бумаги с улучшенными свойствами

УДК 676.046

В. Л. Флейшер, Н. А. Герман, Я. В. Боркина

Белорусский государственный технологический университет

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН И КАНИФОЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БУМАГИ С УЛУЧШЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ

В настоящее время для получения широкого ассортимента бумаги применяется большое количество видов сырья и вспомогательных химических веществ, позволяющих получить бумагу с рядом ценных свойств. В то же время актуальной задачей современного производства остается обеспечение высокого качества бумаги.

В данной работе проведены исследования по влиянию на качество бумаги синтетических волокон и связующего на основе канифоли. Синтетические волокна, состоящие из полиэтилентере-фталата и полипропилена, добавляли к натуральному волокнистому сырью (целлюлоза сульфатная беленая из лиственных пород древесины) в количестве от 10 до 20 мас. %. Количество канифольной композиции варьировали от 0,25 до 0,50% от а. с. в.

Определены физико-механические свойства образцов бумаги: поверхностная впитываемость при одностороннем смачивании, разрушающее усилие в сухом и влажном состояниях; рассчитаны такие показатели, как разрывная длина и влагопрочность. Установлено, что присутствие в композиции бумаги синтетических волокон неоднозначно влияет на ее свойства: впитываемость снижается на 48,7%, влагопрочность увеличивается на 9,0%, зафиксировано незначительное снижение показателя разрывной длины, которое увеличивается за счет добавления в такую бумагу разработанной канифольной композиции в количестве 0,25% от а. с. в. В результате этого достигается увеличение разрывной длины в 2,0 раза, а влагопрочности – в 5,8 раз, при этом наблюдается дополнительное снижение впитываемости при одностороннем смачивании в 1,6 раза.

Ключевые слова: бумага, синтетические волокна, канифольная композиция, впитываемость при одностроннем смачивании, разрывная длина, влагопрочность.

V. L. Fleisher, N. A. German, Ya. V. Borkina

Belarusian State Technological University

THE USE OF SYNTHETIC FIBERS AND ROSIN COMPOSITION TO OBTAIN PAPER WITH IMPROVED PROPERTIES

Currently, to obtain a wide range of paper, a large number of types of raw materials and auxiliary chemicals are used to produce paper with a number of valuable properties. At the same time, ensuring the high quality of paper remains an urgent task of modern production.

This study conducted on the impact on the quality of paper synthetic fibers and a rosin-based binder. Synthetic fibers consisting of polyethylene terephthalate and polypropylene were added to natural fibrous raw materials (bleached sulfate pulp) in an amount of 10 to 20 mass. %. The amount of rosin composition ranged from 0.25 to 0.50% of a. d. f.

The physicomechanical properties of paper samples were determined: surface absorption with unilateral wetting, destructive force in dry and wet conditions; Indicators such as breaking length and moisture resistance are calculated. It was established that the presence of synthetic fibers in the paper composition has an ambiguous effect on its properties: absorbency decreases by 48.7%, moisture resistance increases by 9.0%, a slight decrease in the breaking length is recorded, which increases due to the addition of developed rosin composition in such paper in an amount of 0.25% of a. d. f. As a result of this, a 2.0-fold increase in the breaking length is achieved, and a 5.8-fold increase in water resistance, with an additional 1.6-fold decrease in absorbency with unilateral wetting.

Key words: paper, synthetic fibers, rosin composition, absorption with unilateral wetting, breaking length, moisture resistance.

Введение. Особенностью современного производства бумаги и картона является многоком-понентность применяемых систем и использование широкого спектра вспомогательных синтетических материалов, что требует разработки

новых технологических решений по эффективному их применению с целью получения бумаги и картона с требуемым комплексом свойств.

Ускоренное развитие науки и техники требует создание новых видов бумаги, обладающих

рядом ценных свойств. К таким свойствам относятся: стойкость в агрессивных средах, термостойкость, высокая механическая прочность, низкая степень деформации, биостойкость и т. д. Все перечисленные свойства бумаги могут быть достигнуты в результате применения различных синтетических волокон для ее изготовления. Такая бумага необходима для многих целей, в особенности для современной ракетной и авиационной техники, атомной, электротехнической, химической и полиграфической промышленности [1, 2].

Введение в композицию бумаги синтетических волокон при условии частичной замены растительных (целлюлозных) волокон дает возможность придать материалу новые технические свойства, не достижимые при использовании только растительных волокон. Видом этих волокон, содержанием их в бумажной массе, типом связующего и его количеством обусловлены физико-механические свойства, которые приобретает бумага [3]. Одним из качеств бумаги, содержащей синтетические волокна, является ее влагопрочность, которая может достигать до 100%. В соответствии с прочностью волокон наибольшей прочностью обладает бумага, изготовленная из полиамидных волокон, наименьшей – из полиакрилонитрильных. Промежуточное положение занимает бумага из полиэфирных волокон.

В рамках настоящих исследований для получения образцов бумаги использовали целлюлозу сульфатную беленую из лиственных пород древесины и синтетические волокна, являющиеся вторичным продуктом от производства химических волокон. Их композиционный состав представлен такими высокомолекулярными соединениями, как полиэтилентерефталат и полипропилен в количестве 88 и 12% соответственно. Способ получения синтетических волокон -смешение полиэтилентерефталата и полипропилена в расплаве.

Полиэтилентерефталат относится к группе полиэфирных волокон, бумага из которых прочная, незначительно деформируется при увлажнении, устойчива к действию тепла и кислот. Пониженная деформация при смачивании важна при изготовлении таких бумаг, как печатные, калька, обойная, рисовальные, картографические, фотографические и др.

В то же время полипропиленовые волокна благодаря высоким диэлектрическим свойствам и низкой гигроскопичности используются при изготовлении электроизоляционных видов бумаги.

Следует отметить, что технология получения бумаги с применением данного вида синтетических волокон принципиально не отличается от производства обычной бумаги.

Однако производство бумаги с использованием синтечических волокон связано с рядом затруднений, которые вызваны применением длинных и по своей природе гидрофобных синтетических волокон, не обладающих межволоконными связями. Поэтому качество бумаги в большой степени зависит от условий формования и свойств связующего материала. Известно, что наибольшую прочность и стойкость придают бумаге полимерные связующие на органических растворителях. Но рассчитывать на широкое использование этих связующих нельзя, так как они в большинстве своем токсичны и их применение повышает стоимость бумаги. Поэтому необходима разработка полимерных связующих в виде водных дисперсий, например на основе канифоли, которые по свойствам не уступали бы связующим на органических растворителях.

Цель работы – разработка технологии изготовления бумаги с улучшенными свойствами путем включения в волокнистую массу синтетических волокон и канифольной композиции без модификации действующего оборудования.

Основная часть. Для оценки влияния на физико-механические свойства бумаги синтетических волокон, а также полученного связующего были изготовлены лабораторные образцы бумаги: «Образец 1» – из 100% натуральных растительных волокон (контрольный образец), «Образец 2» – из растительных волокон и синтетических волокон (без введения связующего), «Образец 3» – из растительных и синтетических волокон с добавлением связующего на основе канифоли.

В качестве натурального волокнистого сырья использовали целлюлозу сульфатную беленую из лиственных пород древесины (ГОСТ 28172-89), которую подвергали роспуску (дези-тегратор марки БМ-3) и размолу (лабораторный ролл) до степени помола 35°ШР.

Синтетические волокна, имеющие гидрофобную природу, не размалывали в воде, а измельчали до длины 6-13 мм. Содержание волокон в композиции бумаги варьировали от 10 до 20%.

Исходным сырьем для получения канифольной композиции служили канифоль живичная высшего сорта (ГОСТ 19113-84), малеиновый ангидрид (ГОСТ 11153-75), диэтилентриамин (98%; Лаге Ощашс8), адипиновая кислота (ГОСТ 10558-80), гидроксид натрия (ТУ БУ 100122846.004-2021).

Блок-схема получения канифольной композиции представлена на рис. 1 и включает несколько основных стадий: получение малеини-зированной канифоли; поликонденсация ади-пиновой кислоты с диэтилентриамином; взаимодействие полимера с малеинизированной канифолью; частичная нейтрализация полученного продукта гидроксидом натрия. Полученная

композиция представляла собой вещество коричневого цвета, вязкой консистенции, хорошо растворимое в воде. Содержание сухих веществ и свободных смоляных кислот в полученном продукте составляло 26,84 и 36,65% соответственно, кислотное число – 10,53 мг КОН/г.

Канифольную композицию вводили в бумажную массу в виде 0,1%-ного водного раствора в количестве 0,25 и 0,5% от а. с. в., в качестве коагулянта (электролита) использовали сульфат алюминия в виде 5%-ного раствора с рН = 3,2.

Из приготовленных волокнистых масс на листооливном аппарате Яар1^Кейеп (фирма ErnstHaage, Германия) получены образцы бумаги массоемкостью 60-70 г/м2. Процесс проводили при нейтральных значениях рН среды (6,5-7,2), так как это способствует улучшению физико-механических свойств бумаги, уменьшению коррозии оборудования, увеличению долговечности бумаги [4].

Физико-механические свойства полученных образцов бумаги оценивали следующими показателями: поверхностной впитываемостью при одностороннем смачивании (продолжительность испытания составляла 30 с, ГОСТ 12605-97), разрушающим усилием в сухом и влажном состояниях (ГОСТ 13525.1-79). На основании полученных результатов рассчитаны значения показателей разрывной длины (ГОСТ 13525.767 [5]) и влагопрочности (ГОСТ 13525.7-68 [6]).

Установлено, что наличие синтетических волокон в композиции бумаги уменьшает ее впи-тываемость (рис. 2) по сравнению с впитываемо-стью чистой целлюлозы, что можно объяснить высокой кристалличностью, упорядоченностью строения и плотной структурой полиэфирных волокон. В частности, полиэтилентерефталат сорбирует влагу только концевыми группами макромолекул [7]. Добавление в состав бумаги канифольной композиции позволяет снизить ее впитываемость в 1,6 раза.

Рис. 1. Блок-схема получения канифольной композиции

« &

Л

н о о

а £

«

з

Ё а т

<и И И О

а о н о о и ч о

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Содержание синтетических волокон, %

Рис. 2. Впитываемость при одностороннем смачивании бумаги в зависимости от содержания синтетических

волокон и расхода канифольной композиции: 1 – без канифольной композиции; 2 – с расходом канифольной композиции 0,25% от а. с. в.; 3 – с расходом канифольной композиции 0,50% от а. с. в.

На рис. 3 представлена зависимость влаго-прочности образцов бумаги от содержания в ней синтетических волокон, которая показывает, что применение канифольной композиции в количестве 0,25% от а. с. в. значительно улучшает влагопрочность такой бумаги, причем она растет с увеличением содержания в композиции бумаги синтетических волокон.

0 10 15

Содержание синтетических веществ, %

Рис. 3. Влагопрочность бумаги в зависимости от содержания синтетических веществ и расхода

канифольной композиции: 1 – без канифольной композиции; 2 – с расходом канифольной композиции 0,25% от а. с. в.; 3 – с расходом канифольной композиции 0,50% от а. с. в.

Видно, что влагопрочность бумаги, изготовленной с ипользованием синтетических волокон, увеличивается до определенного значения, а затем начинает снижаться, что можно объяснить

значительным ослаблением межволоконной связи в бумаге.

При увеличении содержания в композиции бумаги синтетических волокон разрывная длина (рис. 4) уменьшается, что объясняется отсутствием фибриллирования синтетических волокон. Однако добавление в состав бумаги канифольной композиции в количестве 0,25% от а. с. в. позволяет увеличить ее практически в 2,0 раза.

* 1

Содержание синтетических волокон, %

Рис. 4. Разрывная длина бумаги в зависимости от содержания синтетических волокон и расхода канифольной композиции: 1 – без канифольной композиции; 2 – с расходом канифольной композиции 0,25% от а. с. в.; 3 – с расходом канифольной композиции 0,50% от а. с. в.

Таким образом, введение в бумажную массу синтетических волокон неоднозначно влияет на ее физико-механические свойства. Добавление в такую бумагу разработанной канифольной композиции в целом позволяет улучшить эти показатели. Известно, что возможно использование синтетических волокон для изготовления обойной бумаги (ГОСТ 6749-2005). В таблице представлены результаты физико-механических испытаний полученных образцов бумаги в сравнении с бумагой-основой для обоев марки Н 1.

Из таблицы видно, что «Образец 3» не уступает по показателям качества бумаге для обоев марки Н 1: поверхностная впитываемость при одностороннем смачивании соответствует требованиям ГОСТ 6749-2005; разрушающее усилие в сухом состоянии увеличилось в 1,3 раза, во влажном состоянии – в 1,4 раза. При этом такие важные прочностные характеристики бумаги, как разрывная длина и влагопрочность, превысили свои значения в 1,2 и 6,3 раза соответственно по сравнению с бумагой, полученной из 100% целлюлозы сульфатной беленой из лиственных пород древесины («Образец 1»). Следует отметить, что обеспечение таких высоких показателей качества достигается за счет введения в состав бумаги канифольной композиции.

2

2

3

2

* Допускается изготовлять бумагу марки Н 1 не только из целлюлозы сульфатной беленой из хвойных пород, но и с применением других волокнистых полуфабрикатов при условии соответствия бумаги требованиям стандарта ГОСТ 6749-2005.

Гидрофобность и прочность бумаги

Показатели качества Бумага-основа для обоев маркиН 1 (ГОСТ 67492005) Состав бумаги

Образец 1: целлюлоза сульфатная беленая из лиственных пород древесины (100%)* Образец 2: целлюлоза (80%) синтетические волокна (20%) Образец 3: целлюлоза (80%) синтические волокна (20%) канифольная композиция (0,25% от а. с. в.)

Поверхностная впитываемость при одностороннем смачивании, г/м2 18,0-25,0 78,0 40,0 25,0

Разрушающее усиие в сухом состоянии, Н, не менее 50,0 40,0 27,0 64,5

Разрушающее усилие во влажном состоянии, Н, не менее 6,5 1,0 0,5 9,0

Разрывная длина, м Не нормируется 4250,0 2700,0 5175,0

Влагопрочность, % Не нормируется 2,2 2,4 14,0

Заключение. Синтетические волокна, являющиеся вторичным продуктом производства химических волокон, которые не находят значительного практического применения и не подлежат реализации, целесообразно использовать в композиции бумаги (допускающей использование подоб-

ного типа волокон) в количестве до 20% без потери свойств с целью обеспечения ресурсосбережения и снижения ее себестоимости. Обеспечение высокого качества такой бумаги возможно с помощью добавления в ее состав разработанной канифольной композиции в количестве 0,25% от а. с. в.

Литература

1. Гутман Б. Б., Янченко Л. Н., Гуревич Л. И. Бумага из синтетических волокон. М.: Лесная промышленность, 1971. 184 с.

2. Использование синтетических волокон для изготовления специальных видов бумаги / О. С. Мартьянова [и др.] // Лесной вестник. 2021. Т. 22, № 5. С. 113-120.

3. Черная Н. В., Жолнерович Н. В., Чубис П. А. Синтетические материалы в бумажных и картонных производствах: учеб.-метод. пособие. Минск: БГТУ, 2021. 137 с.

4. Фляте Д. М. Свойства бумаги. 2-е изд., испр. и доп. М.: Лесная промышленность, 1976. 648 с.

5. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Методы определения прочности на разрыв и удлинения при растяжении: ГОСТ 13525.1-79. Введ. 01.07.1980. М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1988. 5 с.

6. Бумага и картон. Методы определения влагопрочности: ГОСТ 13525.7-68. Введ. 01.01.1970. М.: Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, 1970. 5 с.

7. Осовская И. И. Комплексное использование древесины: природные и химические волокна: учеб. пособие. СПб.: СПбГТУРП, 2021. 96 с.

References

1. Gutman B. B., Yanchenko L. N., Gurevich L. I. Bumaga iz sinteticheskikh volokon [Synthetic fiber paper]. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1971. 184 p.

2. Mart’yanova O. S., Khommutinnikov N. V., Kurkova E. V., Ivanov G. E., Govjazin I. O., Kononov G. N. The use of synthetic fibers for the manufacture of special types of paper. Lesnoy vestnik [Forestry Bulletin], 2021, vol. 22, no. 5, pp. 113-120. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-5-113-120 (In Russian).

3. Chernaya N. V., Zholnerovich N. V., Chubis P. A. Sinteticheskie materialy v bumazhnykh i kartonnykh proizvodstvakh : ucheb.-metod. posobie [Synthetic materials in paper and cardboard production: educational and methodical manual]. Minsk, BSTU Publ., 2021. 137 p.

4. Fljate D. M. Svoystva bumagi [Properties of paper]. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1976. 648 p.

5. GOST 13525.1-79. Semi-finished products fibrous, paper and cardboard. Methods for determining tensile strength and elongation. Moscow, USSR State Committee on standards, 1988. 5 p. (In Russian).

6. GOST 13525.7-68. Paper and cardboard. Methods for determining moisture strength. Moscow, Committee of standards, measures and measuring devices at the Council of Ministers of the USSR, 1970. 5 p. (In Russian)

7. Osovskaya I. I. Kompleksnoe ispol’zovanie drevesiny: prirodnye i khimicheskie volokna: uchebnoe posobie [Integrated use of wood: natural and chemical fibers: tutorial]. St. Petersburg, SPbSTUPP Publ., 2021. 96 p.

Информация об авторах

Флейшер Вячеслав Леонидович – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой химической переработки древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь) E-mail: [email protected]

Герман Наталия Александровна – кандидат технических наук, ассистент кафедры химической переработки древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13 а, Республика Беларусь) E-mail: [email protected]

Боркина Яна Валерьевна – аспирант кафедры химической переработки древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]

Information about the authors

Fleisher Vyacheslav Leonidovich – PhD (Engineering), Associate Professor, Head of the Department of Chemical Wood Processing. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]

German Nataliya Aleksandrovna – PhD (Engineering), assistant lecturer, the Department of Chemical Wood Processing. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]

Borkina Yana Valer’evna – PhD student, the Department of Chemical Wood Processing. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]

Поступила 11.11.2021

Еще интересные статьи о бумаге:
➤