3. Типовые схемы подготовки массы для различных видов бумаги.

Технология производства писчих видов Б. Для всех видов Б характерно придание гидрофобных свойств волокну, способность писать чернилами. Они содержат проклеивающие вещества в виде канифоли. Клей 20-40кг/т, глинозем в 1.5-2 раза больше, НАП- 6%.СП-25-28°ШР. Одна стадия размола.

Для тонких видов Б и пергамина. Масса 18-30 г/м². СП 70-80 ^оШР. 1-гидроразб., 2-приемн. б.,3-насос, 4-машин.б., 5-мельница Мордена, 6-смесит. насос, 7-очистная аппар., 8-БДМ.

Электроизоляц.б. Ц не должн. сод-ть токопроводящ. соед. Использ. деминерализ. вода. СП 65-80. Конденсаторная (бел хв Ц), светочувствит. (50 бел хв+50 бел. лист, 60 бел хв+40 МАК), копировальная (бел хв Ц),пергамент (бел хв Ц). 1-роллы, 2-массн.б., 3-маш.б., 4-насос, 5-регулятор конц., 6-конич. м-ца.

Билет № 5

1. Химизм натронной сфа варок при получении целлюлозы.

1)ХИМИЗМ НАТРОННОЙ ВАРКИ. Щелочной лигнин, присутствующий в чер­ном щелоке натронной варки как продукт растворения лигнина древесины, представляет собой смесь органических ароматиче­ских веществ с различной молекулярной массой. Около 70— 80 % щелочного лигнина находится в щелоке в коллоидно-раст­воримом состоянии, и эта часть лигнина может быть высажена из раствора при подкислении в виде рыхлого осадка желтого или коричневого цвета. Остальные 20—30 % составляют низко­молекулярный, так называемый растворимый лигнин, который не осаждается при изменении рН раствора. Средняя молеку­лярная масса щелочного лигнина в щелоке натронной варке сосставляет от 1000 до 3000.

Основные реакции, которые происходят с лигнином древе­сины при натронной варке, сводятся к следующим:

–частичное отщепление метоксильных групп ;

–расщепление простых эфирных связей (кислородных мости­ков) в молекулах лигнина, приводящее к освобождению гидро-ксильных групп;

–глубокий щелочной гидролиз молекул лигнина, сопровож­дающийся уменьшением молекулярной массы, разрывом связей с другими компонентами древесины и переходом щелочного лиг­нина в раствор;

–конденсация остаточного лигнина, сопровождающаяся увели­чением его молекулярной массы.

Расщепление простых эфирных связей в моле­кулах лигнина является основной реакцией, происходящей с лигнином под действием горячей щелочи. Особенно легко расщепляются щелочью α-эфирные связи в фенольных мономерах лигнина, причем реакция происходит с промежуточным образованием хинонметида:

С одержащиеся в тех же фенольных единицах лигнина β-эфирные связи расщепляются по этому механизму лишь ча­стично, причем одновременно от промежуточного хинонметида отщепляется γ-углеродный атом пропановой цепочки в виде формальдегида по реакции:

Другая часть β -эфирных групп расщепляется по ионному механизму с промежуточным образованием эпоксида:

Тот же ионный механизм имеет реакция расщепления а- и р-эфирных связей в нефенольных мономерах лигнина (типа групп z и В'), причем реакция происходит лишь при наличии свободного спиртового гидроксила у соседнего углеродного атома боковой цепочки:

Эти схемы, как можно видеть, предполагают наряду с воз­никновением фенольных гидроксилов, связывающих щелочь в виде фенолятов, образование новых енольных гидроксилов, которые в условиях натронной варки могут частично давать алкоголяты.

Полисахариды древесины, в первую очередь легкогидролизуемые гемицеллюлозы, при натронной варке подвергаются бо­лее или менее глубокому распаду, продуктами которого явля­ются органические кислоты и, главным образом, оксикислоты. Из глюкозы и фруктозы получается до 50 % молочной кислоты, небольшое количество муравьиной кислоты (0,5—2%) и значительное ко­личество полиоксикислот (40—50 %). Из галактозы выход мо­лочной кислоты меньше (20 %).

В свете современных исследований, основные реакции и про­цессы, которые происходят с углеводами под действием щелочи, можно свести к следующим :

–отщепление ацетильных групп;

–неограниченное щелочное набухание и растворение целых молекул без существенного химического изменения;

–обратное осаждение растворенных углеводов и адсорбция их цепевидных молекул на поверхности целлюлозных фибрилл;

–ступенчатое отщепление конечных звеньев от цепных моле­кул;

–реакция торможения , включающая де­гидратацию и внутримолекулярную перегруппировку в конфи­гурации, противостоящие действию щелочи;

–щелочной гидролиз β-гликозидных связей, ведущий к депо­лимеризации цепных молекул в более короткие фрагменты, ко­торые подвергаются дальнейшему разрушению посредством ре­акции отщепления и частично переходят в раствор.

2)ХИМИЗМ СФА ВАРКИ. Как показывают наблюдения, лигнин дре-весиы при сульфатной варке переходит в раствор быстрее и легче, чем при натронной, благодаря чему сокращается про­должительность варки до одной и той же степени провара цел­люлозы. Так как углеводы растворяются в обоих случаях при­мерно с одинаковой скоростью, сокращение продолжительности варки способствует улучшению селективности процесса, и вы­ход технической целлюлозы при одинаковой степени провара оказывается при сульфатной варке более высоким, чем при на­тронной, а прочностные свойства целлюлозы лучше. Очевидно, что более быстрое и легкое растворение лигнина при сульфат­ной варке может быть объяснено специфическим действием ионов сульфида или гидросульфида, присутствующих в суль­фатном варочном щелоке. Еще в твердой фазе лигнин древе­сины под действием этих ионов вступает в реакцию сульфидирования, которая способствует его растворению и в из­вестной мере препятствует его конденсации под действием щелочи.

При СФА варке протекают процессы что и при натронной, а также реакции сульфидирование. Так бензилепиртовые группы лигнина реагируют с гидросульфидом первоначально с образованием меркаптана (меркаптизация лигнина), а затем это неустойчивое в щелочной среде соединение, реагируя с бензилспиртовой группой другой фенилпропановой единицы лиг­нина, образует стойкий сульфид по схеме:

1 –

2–

П ри сульфатной варке гидроксид натрия расщепляет фенольные простые эфирные связи, и осво­бодившиеся фенольные гидроксилы активируют диалкилэфирные простые поперечные связи у альфа-углеродных атомов пропановой цепочки, которые, в свою очередь, расщепляются гид­росульфидом. Это явление можно назвать сульфидолизом и изобразить реакцию следующей схемой:

Таким образом, гидросульфид участвует не только в реакции сульфидирования, но и в реакциях разрыва простых эфирных связей в молекулах ЛГ.

Образуются также эписульфидные связи:

В ыход основных органических продуктов , присутствующих в чёрном щёлоке после натронной и СФА варке, примерно одинаков.

Гемицеллюлозы, как и при натронной варке, переходят в рас­твор главным образом в виде оксикислот и частично в виде простых органических кислот — щавелевой, муравьиной и т. п. При обработке щепы сероводородом в слабощелочной среде происходит восстановление конечных альдегидных групп углеводов в тиольные (меркаптанные) группы, что защищает углеводы от реак­ции отщепления. Метоксильные группы лигнина во время сульфатной варки омыляются примерно в таком же количестве, как и при натронной, но, кроме метилового спирта, продуктом омыления оказываются летучие метилсернистые соединения — главным об­разом метилмеркаптан CH₃SH и , диметилсульфид CH₃SCH₃, обладающие резким, неприятным запахом.