книги из ГПНТБ / Закощиков А.П. Новые возможности использования гидролизного лигнина

Полученные образцы бумаги подвергали искусственному ста­ рению в жестких условиях при 135°.

В табл. 5 приводятся результаты испытания бумаги из суль­ фитной целлюлозы и данные о влиянии искусственного старения на свойства образцов бумаги из сульфитной целлюлозы с до­

бавлением лигнина. Бумага с лигнином ведет себя при старении очень сходно с обычной бумагой. Сопротивление излому при вве­ дении лигнина снижается более резко.

бумаги. Таким образом, лигнин является единственным из извест­ ных наполнителей для целлюлозы, добавление значительного ко­ личества которого в композицию бумаги не снижает ее механи­ ческой прочности, т. е. лигнин в бумаге ведет себя так же, как

сама целлюлоза. Несколько ухудшается показатель удлинения в

момент разрыва.

Надо отметить, что при отливке образцов бумаги уноса лиг­ нина не наблюдалось. При введении первых 10% неокрашенного лигнина в беленую сульфитную целлюлозу изменялся цвет бу­ маги: бумага казалась как бы отлитой из небеленой целлюлозы.

Увеличение содержания лигнина до 20 и 40% почти не влияет на цвет, получаемой бумаги. Это говорит о том, что коричнево-жел­

тый цвет лигнина обусловливается, главным образом, оптиче­ ским наложением окраски мелких частиц.

В табл. 6 показаны результаты опытов влияния проклейки на свойства образцов бумаги, приготовленной с добавлением лиг­

12

нина. В этих опытах количество лигнина, вводимого в массу, до­ водили до 60—80% от веса массы. Бумага, основным компонен­ том которой являлся гидролизный лигнин, имела достаточно

удовлетворительные механические свойства.

В ролл непосредственно перед отливкой добавляли высоко­ смоляной канифольный клей (1,5%) и глинозем (2,25%) от веса массы. Во всех случаях образцы бумаги с добавлением лигнина были хорошо проклеены, судя по результатам испытания степени

щим целлюлозу; кроме того, его можно вводить в большом коли­ честве. Несомненно, что этот вывод может иметь и практическое

значение при выработке некоторых сортов бумаги и картона.

Не изучен характер влияния вводимого в состав бумаги лиг­ нина на свойства бумаги в зависимости от степени помола массы

и самого лигнина. Для выяснения этого вопроса необходимы бо­

лее обширные опыты.

Введение в массу окрашенного лигнина позволяет получать окрашенные бумагу и картон. При этом отпадает необходимость производить крашение в ролле. Экономическая сторона вопроса заключается в том, что окрашенный лигнин заменяет красители,

которые применяются при изготовлении данного вида бумаги и

картона.

Опыты в заводских условиях. Опыты применения

Массу размалывали в роллах объемом 3 м3. Компоненты в ролл загружали в следующей очередности: вначале макулатуру, за­ тем гидролизный лигнин и, наконец, массу после бегунов.

13

Массу размалывали до 40° ШР. При этом в двух случаях из

трех наблюдалось «зажирение» массы: степень помола увеличи­

валась при более кратковременном, чем обычно, размоле до 47— 58э ШР, что в производстве картона нежелательно.

Картон, снятый с папп-машины, отжатый на прессе и высу­ шенный в канальной сушилке, выдержали в течение ночи и пропу­ стили через каландр (три раза чемоданный картон и один раз ма­ кулатурный).

стрее, чем обычная, что важно в тех случаях, когда роллы сдер­ живают производительность предприятия.

Опыт изготовления бумаги с применением лигнина был про­ веден в 1958 г. тоже на одной из ленинградских бумажных фаб­

рик. Образцы бумаги отливали на опытной машине фирмы Фойт с сеткой шириной 500 мм. Было отлито три образца бумаги.

Образец № 1. Бумага типа «специальная прокладочная» из небеленой сульфитной целлюлозы. В конце размола в массу вводили лигнин (20% от веса волокна). Лигнин на гидролизном заводе в течение 10 мин. в мокром виде измельчался на вибраци­ онной мельнице и затем его сортировали через сетку № 65. После

14

добавления лигнина масса в ролле была проклеена: в нее введе­ но 2% высокосмоляного клея и 2,2% глинозема от веса волокна. Также; проклеивались второй и третий образцы.

Образец № 2. Бумага «специальная газетная прокладоч­ ная» из небеленой сульфитной целлюлозы. Лигнина вводили 40% от веса абс. сухого волокна.

Образец № 3. Бумагу типа конвертной отливали избеле­

ной сульфитной целлюлозы. Лигнина вводили 40%• Лигнин пред­

При изготовлении опытных образцов лигнин не уносился под

сетку бумажной машины; он хорошо удерживался в полотне бу­ маги. Введение лигнина в небеленую целлюлозу делает цвет бу­ маги несколько темнее, по оттенку похожим на цвет сульфатной целлюлозы.

При введении лигнина, окрашенного прямым голубым краси­

15

В отчете фабрики сделаны следующие выводы:

«... 1. Для получения полноценной бумаги, в композицию ко­ торой входит лигнин, предварительно необходимо тщательно из­ мельчить его во влажном состоянии на вибромельнице, бегунах или другом оборудовании, а затем отсортировать через сетку

№65.

2.С гидролизных заводов желательно получать лигнин в виде пасты концентрацией 15—20%.

3.Бумага с неокрашенным лигнином в качестве наполнителя • имеет низкое сопротивление излому и продавливанию. По мере увеличения содержания лигнина в бумаге разрывная длина не­

сколько падает.

4.При отливке бумаги с лигнином затруднений в работе ма­ шины не наблюдается, кроме сушки: бумага сохнет несколько дольше.

5.Введение лигнина (20—40%) в бумажную массу со сте­

пенью помола 48° ШР приводит к повышению степени помола на

14—15° ШР...».

На основании полученных результатов Ленсовнархоз преду­ смотрел провести более широкие опыты применения лигнина в производстве картона и оберточной бумаги, а именно: выработать 10 т оберточной бумаги на Ленинградской бумажной фабрике, 10 т гофрированной бумаги на фабрике «Комсомолец» и 10 т то­ левого картона на ленинградской фабрике «Картонтоль».

На ленинградской фабрике «Картонтоль» в 1958 г. было вы­

работано 10 т толевого картона. Картон отливали на картоноделательной машине № 3, требующей ремонта (смены сетки). Вы­ работали две партии картона сорта Б-350 по ГОСТу 3135—56,

различавшиеся по композиции. Содержание' компонентов в ком­

второй.

Массу готовили в роллах объемом по 6 м3 с металлическими ножами толщиной 10 мм на шаре и 6 мм (расположенными под углом 45°) на планке.

Сырье загружали в ролл в следующей последовательности:

тряпье, макулатура, целлюлоза, гидролизный лигнин. Лигнин за­

16

толевого картона показателе—впитывающей способности картона.

Данные о содержании сухого остатка в полотне бумаги при­

Рабочая скорость машины при изготовлении первой опытной партии картона была 32 м/мин, второй — 29 м/мин вместо ско­ рости изготовления обычного картона 38 м/мин. В результате чрезмерного снижения скорости машины во время опытов пе­ реуплотнялось полотно картона, что видно из данных табл. 12. Откорректировать скорость сетки из-за непродолжительности опыта было трудно.

Анализ сточных вод показал, что потери волокна при прове­ дении опытов составили 1,45—1,25 г/л против 1,1 г/л при обыч­ ной работе.

Весь опытный картон, выработанный с добавлением лигнина, по внешнему виду и цвету не отличался от картона валовой вы­

17

рительную механическую прочность. Получение незначительной части опытного 'картона, удовлетворявшего всем требованиям

ГОСТа, говорит о том, что трудности, встречающиеся при изготов­

лении опытной партии картона, устранимы.

Переработка опытного картона на ленинградском руберойдном заводе «Выдвиженец» была проведена недостаточно органи­

зованно. Около 7,5 т картона по недосмотру было использовано

на выработку обычного руберойда, причем весь полученный ру-

беройд был полностью кондиционным. При переработке 2,5 т ос­

тавшегося опытного картона под наблюдением бригады, прово­

тыми на заводе режимами. Температура размягчения по К и *Ш покровной массы 86° и пропиточной 45°. Температура пропиточ­ ной массы 175—180° и покровной 178°. Полотно проходило со скоростью 50—54 м/мин; обрывов не наблюдалось.

Данные анализов качества опытных образцов руберойда и

пергамина приведены в табл. 13.

Все образцы выдерживали пробу на гибкость по ГОСТу. Анализ образцов показывает, что привес покровной массы во

всех образцах соответствует нормам ГОСТа, т. е. выше 350 г на

1 .и2. По основному показателю отношение веса пропиточной мас­ сы к весу сухого картона, который по ГОСТу должен быть не меньше, чем 1,13:1,0, все испытанные образцы оказались брако­ ванными, так как это отношение для них меньше нормы ГОСТа. По разрывному усилию испытанные образцы соответствовали ГОСТу, т. е. прочность руберойда была больше 30 кг и пергами­

на — больше 27 кг. Испытание на изгиб выдержали все ’образцы

(для руберойда стержень диаметром 20 мм и для пергамина — 10 мм). В трех образцах из семи потери в весе после нагрева при 70° в течение 6 час. соответствовали норме. Наблюдались отклоне-

* Метод «кольцо и шар».

18

•Н • 0,99 — — 33,2 23,1 28,2 24,2

Неудовлетворительное качество испытанных образцов руберои­ да и пергамина объясняется пониженной впитываемостью ис­ ходного картона-основы. Поскольку из 7,5 т опытного картона бы­

ла получена продукция нормального качества, есть основания ут­

верждать, что лигнин можно добавлять в картон, идущий на про­ изводство руберойда и пергамина.

Окончательных выводов по данным, полученным в описанных опытах, сделать нельзя—опыты требуют повторения.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛИГНИНА

ВКАЧЕСТВЕ АКТИВНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ

ВИЗДЕЛИЯХ ИЗ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНОЙ смолы

Выше упоминалось, что гидролизный лигнин пригоден для на­

полнения поливинилхлоридной смолы, так как способен взаимо­ действовать со смолой и набухать в ней. Окрашивание лигнина субстантивными или основными красителями резко улучшает его

способность взаимодействовать со смолой.

Для получения лигнина, окрашенного в различные цвета, бра- . ли в количестве 5% от веса лигнина красители: метиленовый си­ ний, прямой диазобордо, сернистый зеленый, черный анилин, ти­ оиндиго красный, кубовый ярко-зеленый, бордо нафтиламиновый, паракрасный, кубово-золотисто-желтый, изумрудно-зеленый, ма­ лахитовый зеленый, эозин, голубой антрахиноновый К, фиолето­

вый С. Чтобы выявить возможности добавления лигнина в каче­

19

стве наполнителя в изделия из поливинилхлоридной смолы, бы­ ли приготовлены* опытные образцы пленок из этой смолы по следующей рецептуре: поливинилхлоридной смолы—100 вес. час­ тей, пластификатора — 60 вес. частей и окрашенного лигнина —

20 вес. частей.

Контрольный образец пленки не содержал лигнина, а образец

№1 содержал 20 вес. частей неокрашенного лигнина.

Основные параметры режима приготовления опытных образ­

цов пленки:

1.Массу для набухания выдерживали в термостате в течение 3—4 час. при температуре 70° с периодическим перемешиванием,

после чего пластифицировали в течение 10—13 мин. на вальцах, нагретых до 90—100°.

2.Пленки прессовали в горячем прессе при температуре 140—150° и гидравлическом давлении 150 кг!см2 с последующим охлаждением до 40°.

Результаты испытаний опытных образцов пленок из поливи­ нилхлоридной смолы, изготовленных с добавлением окрашенного

инеокрашенного лигнина и без него, приведены в табл. 14.

Таблица 14

цом сопротивление разрыву снижается со 102 до 76 кг/см2, удли­ нение в момент разрыва—с 280,0 до 166,7 кг'см2, остаточное уд­ линение—,с 49,3% до 18,7%.

Неудовлетворительные результаты получаются и с лигнином,

•окрашенным черным анилином: введение его еще более резко

* Эта работа проведена в лаборатории ЦНЭЛКОЖ Роспромсовета под ру­

ководством инженера А. М. Гутман.

20