Показатели качества механических древесных масс

Классификация различных видов механических масс

Общие сведения

Основной задачей развития целлюлозно-бумажной промышленности остается рациональное, эффективное использование древесных ресурсов.

Этому требованию отвечает производство механической массы. На производство 1 т механической массы расходуется в 2…2,5 раза меньше древесины, чем на производство 1 т целлюлозы. Кроме того, производство механической массы меньше всего связано с загрязнением воздушной среды и водоемов.

В настоящее время название «древесная масса» вытиснилось понятием «механическая масса», а термин «древесная» указывается в скобках.

К механической (древесной) массе относятся волокнистые полуфабрикаты высокого выхода (ВПВВ) с выходом 85...98 %, получаемые путем механической обработки древесного сырья при высоком удельном расходе энергии (УРЭ), как правило, свыше 1200 кВт ч/т.

Механическая масса подразделяется на два типа:

К «чисто» механическим видам механической массы, получаемой без использования химических реагентов и имеющих выход 93...98 %. К «чисто» механической массе относятся:

ДДМ – традиционная дефибрерная древесная масса с выходом 93...98 %, получаемая истиранием древесины на дефибрерных камнях дефибреров различных типов: цепных, прессовых, винтовых и т. д.;

ДДМД – механическая масса, полученная истиранием древесины на дефибрерных камнях под давлением;

РММ – рафинерная механическая масса, полуфабрикат, получаемый в результате механической обработки щепы в дисковых мельницах при атмосферном давлении;

ТММ – термомеханическая масса, получаемая в результате термогидролитической обработки (пропарки) (Р = 100...300 кПа; Т = 100...130 °С) и размола щепы в 1…3 ступени на дисковых мельницах; размол под давлением.

К химико-механическим массам относятся различные виды химико-механической массы, т. е. механической массы, получаемой с применением химических реагентов. Механическая переработка древесного сырья (размол) – основная операция в процессе их производства.

Химико-механическая масса подразделяется на четыре вида.

1. Масса, получаемая путем «легкой» обработки щепы химическими реагентами (до 10 % к массе а. с. древесины).

ХТММ – химико-термомеханическая масса, получаемая путем совместной химической и термогидролитической обработки и размола щепы в две ступени под давлением.

2. «Химически модифицированная масса», к которой относятся полуфабрикаты или их отдельные фракции, подвергнутые обработке химическими реагентами: ТМХМ – термомеханохимическая масса, при получении которой химические реагенты добавляются после 1-й ступени размола под давлением, в процессе размола или после размола.

3. Химико-механическая масса высокой степени сульфирования, получается путем интенсивной обработки щепы химическими реагентами (при расходе 10...15 % и выше). Размол осуществляется при атмосферном давлении в две ступени; УРЭ при изготовлении ХММ, как правило, свыше 1000 кВт ч/т:

БХММ – бисульфитная химико-механическая масса;

4. Бессернистая химико-механическая масса, получаемая бессернистым способом: ЩПММ – щелочная пероксидная механическая масса. Этот полуфабрикат получают путем одно-, двух- или трехступенчатой обработки щепы щелочным раствором пероксида водорода и размола. В качестве древесного сырья может быть использована щепа древесины лиственных или хвойных пород, а также их смесь.

Механические массы находят применение в композиции различных видов бумаги и картона, которые эксплуатируются в самых разнообразных условиях. Поэтому эти полуфабрикаты должны отвечать требованиям, предъявляемым для конкретного вида бумажной продукции. Показатели качества механических масс:

1) фракционный состав;

2) степень помола;

3) объемный вес (плотность) и удельный объем (пухлость);

4) механическая прочность;

5) сорность;

6) белизна.

Охарактеризуем эти показатели более подробно.

Фракционный состав. Механические древесные массы отличаются крайне сложным гетерогенным фракционным составом, который включает в себя как волокнистые, так и неволокнистые включения. В процессе сортирования и очистки полуфабрикатов происходит отделение от массы крупных волокнистых (мелкие щепки, костра, мини-костра) и минеральных компонентов. Однако даже отсортированная и очищенная механическая масса крайне неоднородна по своему составу. Она содержит различные по геометрическим размерам (длина и ширина) и свойствам волокна. Наиболее типичные из них представлены на рисунке 1:

Рис. 1. Основные волокнистые компоненты механиче­ских древесных масс:

а - длинные неповрежденные во­локна, б - длинные волокна с раздавленными концами,

в - короткие разрезанные и разорванные волокна,

г - расчесанные и расщепленные волокна, д - мелкие фраг­менты волокон

От того, в каком количестве в массе находятся те или иные из представленных компонентов, в значительной степени будут зависеть потребительские свойства полуфабриката. Оценить состав механической массы можно, разделяя ее на отдельные фракции. Для этого используют лабораторный фракционатор древесной массы (ФДМ).

Степень помола – показывает способность механической массы к обезвоживанию и является важнейшим показателем, определяющим поведение механической массы на сетке БДМ. Степень помола может выражаться в различных единицах, в отечественной промышленности принято выражать в градусах Шоппер - Риглера (°ШР). Принцип определения степени помола основан на разной скорости фильтрации воды через слой волокна определенной массы, но разной плотности и структуры. Плотность и структура этого слоя зависит как от размерности волокон, так и от степени разработки (жирности или садкости). Если масса садкая, то происходит быстрая фильтрация воды, а в случае жирной массы вода фильтруется медленно. По характеру размола различают жирную и садкую массу. Жирная масса обладает высокой прочностью, она характеризуется тонкими волокнами с разработанными в виде бахромы концами, а также большим количеством тонких волокнистых элементов – фибрилл (фибриллированной мелочи).

Садкая грубая масса имеет низкую механическую прочность. Состоит она из неразработанных волокон, перерезанных поперек волокон и содержит небольшое количество фибрилл. Такая масса характеризуется повышенной толщиной различных волокнистых фракций. В садкой массе, как и в жирной, может быть большое количество мелких волокон, но в отличие от мелочи жирной массы они представляют собой короткие толстые обрезки волокон, не способные к взаимному сцеплению. Бумага из такой механической массы получается рыхлая и непрочная, с малой объемной массой. Весьма садкой массой низкой прочности являются отходы сортирования механической массы.

Объемный вес (плотность) и удельный объем (пухлость) характеризуют способность волокон полуфабрикатов к уплотнению во влажном состоянии. Это одно из ключевых свойств, определяющих качество бумаги и технико-экономические показатели ее производства. От способности волокон уплотняться во влажном состоянии во многом зависят оптические и физико-механические свойства бумаги и картона. Она оценивает площадь связанной поверхности волокон, наличие воздушных пространств между ними, а также оказывает влияние на легкость удаления воды при отливе, прессовании и сушке бумажного полотна.

Факторами, определяющими это свойство и величину показателей, его характеризующих, являются природа волокна, его гибкость и толщина клеточной стенки. Для определения объемного веса и удельного объема используют стандартные пробные листы (отливки) лабораторного изготовления.

Механическая прочность ДМ. Для определения механической прочности приготовляются отливки массой 100 г/м². После кондиционирования до равновесного состояния при 65 % относительной влажности воздуха отливки испытывают по показателям:

а) сопротивление разрыву (кГс) с пересчетом на разрывную длину (м);

б) сопротивление продавливанию, кПа (кГс/см²);

в) изгиб (число изгибов полоски бумаги на 90°);

Согласно ГОСТ 10014 некоторые показатели ДДМ различных марок должны удовлетворять требованиям:

Показатели	Нормы марок
А	Б	В	Г	К
Степень помола, ˚ШР, не более				Не нормируется
Разрывная длина, не менее
Состав массы по длине волокон: Содержание Ι фракции, %	20±3	20±3	20±3	Не нормируется
Белизна,%		Не нормируется

Дата добавления: 2017-01-13