Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров

Кафедра технологии целлюлозы и композиционных материалов

КУРСОВАЯ РАБОТА

“ Разработка целлюлозно-композиционного материала с холодносвариваемым покрытием”

Выполнил:	Студент 154 группы Кофанов А.С.
Проверил(а):	профессор д.т.н. Махотина Л.Г.

Санкт-Петербург,

2017год

Введение

В соответствии с полученным заданием в данной курсовой работе разрабатывается целлюлозно-композиционный материал с холодносвариваемым покрытием.

Требования к меловальному покрытию: высокая белизна и глянец.

Материал в целом должен обладать эластичностью.

Барьерное покрытие - холодносвариваемое покрытие.

Данный материал предназначен для герметичного упаковывания на автоматических линиях сухих нежирных продуктов с  влажностью не более 15%, сухих БАД и пищевых добавок, в том числе таблетированных форм, лекарственных трав, семян, предметов личной гигиены. [1]

1. Литературный обзор

1.1. Характеристика используемых компонентов при получении цкм

1.1.1. Бумага-основа

Оберточно-упаковочные виды бумаги - класс бумаги, применяемой для упаковки пищевых продуктов и разнообразных промышленных товаров. Оберточные бумаги изготовляют из прочных волокнистых материалов и отходов производства. Некоторые из них подвергаются специальной обработке: битумированию, парафинированию, ламинированию и т. п. К ним относятся: мешочная, чайная, спичечная. фруктовая, бутылочная, растительный пергамент, светонепроницае мая, основа для парафинирования, бумага для расфасовочно-упаковочных автоматов пищевой промышленности и др.

Различные потребительские свойства бумаги достигаются выбором волокнистых материалов с определенными свойствами, характером размола волокнистых материалов, введением в бумажную массу проклеивающих веществ и минеральных наполнителей, окраской, режимом отлива, прессования и сушки при выработке на бумагоделательной машине, операциями каландрирования и окончательной отделки бумаги, а также дополнительной обработкой бумаги. Таким образом, свойства бумаги обусловливаются как ее композицией, гак и технологическим режимом на каждой стадии изготовления. Следовательно, большое значение в производстве бумаги имеет правильная организация технологического процесса, обеспечивающего выработку бумаги с заданными свойствами.

Целлюлозные волокнистые материалы отличаются друг от друга выходом из исходного сырья, химическим составом, степенью полимеризации целлюлозы, прочностью, белизной, чистотой, а также структурой волокон. Благодаря большому разнообразию волокон разного растительного сырья по химическому составу, морфологическому и анатомическому строению имеются большие возможности в придании желательных свойств волокнистому полуфабрикату, а следовательно, и бумаге, которую из него вырабатывают.

Древесина хвойных пород - ели, сосны, пихты и лиственницы. Хвойная древесина обладает сравнительно длинным волокном и дает длинноволокнистую целлюлозу, наиболее пригодную для производства бумаги. Из этой древесины вырабатывают волокнистые материалы разной степени чистоты, от механической древесной массы с выходом 97-98% до облагороженной целлюлозы с выходом 35-40%.

Древесина лиственных пород - березы, осины, тополя, ольхи, бука, эвкалипта и др. Лиственная древесина обладает более коротким волокном по сравнению с хвойной и, кроме того, содержит клетки неволокнистого строения. Она дает целлюлозу с более низкими механическими свойствами - сопротивлением излому и раздиранию. По этой причине полуфабрикаты, вырабатываемые из нее, применяются в бумажном производстве обычно в композиции с более длинноволокнистым материалом из хвойной древесины. Из лиственной древесины, как и из хвойной, получают целлюлозу, полуцеллюлозу и древесную массу.

В соответствии с действующим стандартом беленую сульфитную целлюлозу выпускают девяти марок с белизной от 83 до 92% белого, с прочностью на излом от 100 до 2500 и выше двойных перегибов и разрывной длиной в пределах от 4500 до 7500 м и более.

Беленую сульфитную целлюлозу применяют для производства бумаги, начиная от полубеленых писчей и типографской, содержащих в композиции древесную массу, и кончая высокосортными чертежной, картографической, писчей, для печати и фотоподложки.

Сульфатную хвойную целлюлозу вырабатывают главным образом из сосны и применяют как в небеленом, так и в беленом виде.

Небеленую целлюлозу выпускают трех основных разновидностей: крафт, электроизоляционную и белимую. Крафт-целлюлоза представляет собой очень жесткую целлюлозу с перманганатным числом, достигающим 140°, и применяется для изготовления прочной упаковочной и мешочной бумаги. Особых требований к чистоте этой целлюлозы не предъявляется. Изоляционной целлюлозе (перманганатное число 120-130°) предъявляются более высокие требования по химической чистоте, содержанию золы и диэлектрическим свойствам. В зависимости от назначении эту целлюлозу подразделяют на три марки. Применяют ее для производства кабельной, телефонной, изоляционно-намоточной и конденсаторной бумаги. Целлюлозу с перманганатной жесткостью 80-100° отбеливают, а целлюлозу с более низкой жесткостью применяют для изготовления впитывающих видов бумаги.

Беленую сульфатную целлюлозу выпускают разных марок. Белизна ее. в зависимости от назначения, может колебаться в пределах 81-90% белого. разрывная длина - в пределах 7000-10000 м, а сопротивление излому составляет 1500-4000 двойных перегибов.

Беленая сульфатная целлюлоза значительно прочнее беленой сульфитной целлюлозы, особенно по показателям сопротивления излому и раздиранию. Поэтому она находит широкое применение не только как заменитель сульфитной беленой целлюлозы в производстве белых видов бумаги, но и как компонент, повышающий механические свойства бумаги при изготовлении ее из коротковолокнистых материалов (лиственной, тростниковой, соломенной или бамбуковой целлюлозы).

Целлюлоза из лиственной древесины. Лиственную древесину все шире начинают применять в качестве сырья для производства целлюлозы и полуцеллюлозы, так как растущая целлюлозно-бумажная промышленность требует привлечения все новых источников волокнистого сырья.

Листвснная древесина состоит из 75-90% (по весу) волокнистых клеток либриформа и 25-10% паренхимных и сосудистых клеток неволокнистого строения. Длина волокон либриформа колеблется в пределах 0,8-1,6 мм. а средняя длина волокон лиственной целлюлозы (с учетом паренхимных и сосудистых клеток) составляет лишь 0,8-1,2 мм, т. е. примерно в 3 раза меньше, чем у целлюлозы из хвойной древесины. Другой особенностью лиственной целлюлозы является высокое содержание в ней пентозанов (8-20%), вследствие чего она быстро зажирняется при размоле. Поэтому лиственная целлюлоза требует более легкого рафинирующего размола без существенного укорочения волокон и без значительного увеличения степени помола массы. Бумага, выработанная из такой целлюлозы, хотя и обладает достаточной прочностью на разрыв, но сопротивление ее излому и раздиранию сравнительно низкое. По этой причине из одной лиственной целлюлозы обычно бумагу не вырабатывают, а применяют ее в композиции с длинноволокнистой хвойной целлюлозой. Такое сочетание коротковолокнистой и длинноволокнистой целлюлозы позволяет улучшить структуру и просвет бумаги, повысить непрозрачность и снизить расход энергии на размол.

Целлюлозу из лиственной древесины вырабатывают разными способами: сульфатным, сульфитным, нейтрально-сульфитным и натронным. Наиболее распространенным способом является сульфатный. Нейтрально-сульфитный метод чаще всего применяют для получения лиственной полуцеллюлозы. Наиболее прочная целлюлоза получается из древесины березы, менее прочная - из древесины осины и бука.

Беленую лиственную целлюлозу применяют для выработки писчей и бумаги для печати и других видов в композиции с хвойной беленой целлюлозой, а небеленую в сочетании с небеленой хвойной целлюлозой - для производства упаковочных и оберточных видов бумаги.

Натронную целлюлозу обычно выпускают беленую и применяют для выработки пухлых и впитывающих видов бумаги. Ее добавляют также для улучшения печатных свойств в композицию бумаги для печати. Эта целлюлозa отличается высокой белизной и хорошей впитывающей способностью. Но прочность ее невысока.[2]