15. Лаки специального назначения.
16. Лаки. Определение, классификация, основные типы лаков, используемые в отделочных процессах.
17. Лаки. Определение, назначение, основные характеристики.
1.История развития бумажного производства. Предшественники бумаги были папирус и пергамент. Папирус – это материал, изготовленный путем склеивания тонко нарезанных стеблей особого вида тростника. Пергамент – очищенное и особым способом выделанная кожа животных. Сырьем первичным для производства бумаги служили волокна и мелка-сырца и отходы шелка. В Европе изготовление бумаги начинается в 12-13 в.в. первая бумагоделательная машина была произведена во Франции в 1799 году, в России – 1817 г. Но появление машин стимулировало новое сырье для изготовления бумаги. в 1866 году – была получена древесная масса в Германии.
2.Сырье для производства бумаги. Основным компонентом бумаги и картона является растительные волокна, полученные из древесины различных пород, стеблей и других частей однолетних растений. Главным компонентом растительных волокон является целлюлоза, обладающая всем необходимым для производства бумаги свойствами. А именно – высокой молекулярной массой, линейным строением молекул, фибриллярной структуры волокна, высокой прочностью и стойкостью к различным химическим реагентам и температурам, гидрофильностью. Важнейшим значением для бумажного производства имеет способность целлюлозы образовывать связи между волокнами. Целлюлоза – это природный полимер класса углеводов, её империческая формула (C6H10O5 )n, где n – коэффициент полимеризации, показывающий сколько раз повторяются в молекуле элементарное звено. Коэффициент полимеризации целлюлозы составляет от 102 до 104 . Чем больше значение коэффициента полимеризации, тем больше длина макромолекулы и само волокно, а значит выше механическая прочность. Коэффициент полимеризации различен у растительных волокон различного происхождения. Линейное строение молекул целлюлозы придает волокнам гибкость и эластичность, что обеспечивает их достаточно плотное переплетение. Располагаясь в растительных клетках параллельно друг другу, макромолекулы целлюлозы образуют фибриллы. Фибриллы, соединенные между собой за счет сил межмолекулярного взаимодействия, образующие волокно. При механическом воздействии на волокна связи на межфибрилльных участках с аморфной структурой разрушается, что делает поверхность волокон ворсистой за счет отделения от основного волокна микроволновых образований – фибрилл. Такие волокна переплетаются в процессе изготовления бумаги и делают её прочной, гладкой, плотной. Волокна целлюлозы легко смачиваются водой и набухают, при этом вода, проникая между молекулами целлюлозы ослабляют водородные связи, при этом теряется прочность бумаги. Если излишек воды удалить, то связи восстановятся, и прочность снова возрастет. Однако при полном удалении воды из бумаги водородные связи разрушаются и бумага рассыпается. Поскольку целлюлоза гигроскопична, то содержание влаги в бумаге будет зависеть от условий окружающей среды. Компонент, отрицательно влияющий на свойства бумаги, который входит в состав любой одресневевшей растительной клетке является лигнин. Он делает растительные волокна жесткими и хрупкими, они плохо переплетаются, поэтому бумага, полученная из таких волокон – рыхлая, шероховатая, с малой прочностью. Лигнин легко окисляется, из-за чего бумага, содержащая данный компонент желтеет под действием света. Для изготовления качественной бумаги выбираются те волокна, которые содержат минимальное количество лигнина: хлопок, пихта, сосна, тополь и др. Основными источниками сырья для получения волокнистых полуфабрикатов являются: 1) древесина хвойных пород: ель, сосна, пихта, лиственница. Она обладает длинными волокнами, подходящими для производства прочной бумаги. 2) древесина лиственных пород: береза, осина и т.д. Она имеет более короткие волокна, поэтому обладает худшими механическими свойствами. Преимущества: быстро возобновляются. 3) стебли однолетних растений: злаков кукурузы, тростника и т.д. Они имеют волокна небольшой длины и содержат клетки не волокнистого строения. Хорошая перспектива возобновления сырья. 4) лубяные волокна однолетних растений и отходы хлопкового производства. Волокна обладают высокой прочностью, большой длиной. 5) тряпичная полумасса. Представляет собой отходы текстильного производства, которые сортируются по типу волокон: пеньковое, хлопковое, льняное. Тряпичную полумассу используют для производства специальных высокопрочных видах бумаги. 6) макулатура. Отходы производства и переработки бумаги в виде брака и чистых обрезков, а также бумажные изделия, находящиеся в употреблении в быту, в различных областях народного хозяйства. Её можно смешивать с другими видами сырья, а также производства картона и некоторых видов бумаг. Доля макулатуры в производстве бумаги будет все время возрастать.
3.Волокнистые полуфабрикаты (в/п/ф) используемые для производства бумаги. Производство целлюлозы. Существует два способа: 1.химический, 2. Механический. При химическом способе выработка в полуфабрикате изменяет химический состав волокна. Основной задачей является удаление лигнина. Свойства волокнистых материалов (в/м) зависит от природы дерева и способа получения этих материалов. Наиболее распространенное для производства печатной бумаги получили в/м , изготовленные из древесиной массы (д/м). Д/м - это древесная целлюлоза и д/м. Для производства в/п/ф используются хвойные и лиственные породы деревьев. Средняя длина волокон лиственной целлюлозы 0,8-1,2 мм, а хвойных – 2,5-3 мм, поэтому её применяют только в сочетании с хвойной целлюлозой. Древесная целлюлоза. Представляет собой в/п/ф, полученный в результате химической обработке древесины с целью удаления лигнина и др. инкрустирующих веществ. Выход полезной продукции из целлюлозы составляет около 50% - 45% . Существует 2 основных способа получения целлюлозы: 1) сульфитный, 2) сульфатный. Сульфитная целлюлоза представляет собой в/п/ф, полученный в процессе варки древесины в кислой среде. Она уступает по прочностным характеристикам сульфатной целлюлозе. Для этого способа полученная целлюлоза использует древесину с небольшим содержанием смоляных кислот. Это ель, пихта, сосна и лиственные породы. Она обладает достаточной белизной, кроме того процесс дальнейшей отбелки целлюлозы достаточно прост и недорог. Сульфатная целлюлоза – в/п/ф, полученный при варке древесины в присутствии щелочей. При этом лигнин удаляется практически полностью. Можно использовать любые породы деревьев: сосну с высоким содержанием смолы, а также низкосортной древесины и отходы. Но смолистые вещества, содержащиеся в деревьях окрашивают эту целлюлозу в коричневый цвет. Поэтому она используется для производства мешочных и высокопрочных упаковочной крафт бумаги. Процесс отбелки целлюлозы более трудоемкий и дорогостоящий. Но после отбелки она приобретает необходимую белизну. Используется она при производстве бумаги, которой предъявляются высокие требования по прочности и долговечности.
4. Волокнистые полуфабрикаты, используемые для производства бумаги.Способы производства древесной массы (д/м). Д/м представляет собой в/п/ф, который получается механическим истиранием древесины до получения волокнистой массы. При этом химическое состояние волокна не меняется. В ней содержится лигнин и целлюлоза. Поэтому полученные волокна достаточно жестки и плохо переплетаются. Достоинства д/м в более полном использовании древесины, выход полезной продукции 98%. Выделяют несколько видов д/м: 1) белая, 2) бурая, 3) термомеханическая (т/м), 4) химическая термомеханическая (х/т/м). 1) белая д/м полученная путем механического истирания древесных балансов. В струе горячей воды с помощью каменных волов. Эта д/м используется в производстве дешевой бумаге не предназначены для длительного срока службы. 2) бурая д/м полученная в результате предварительного пропаривания древесины, т.е. пропаривают, а потом истирают. Пропаренная древесина происходит горячими паром 150◦С. Обработка способствует повышению пластичностью, облегчают перетирание, но волокна окрашенные в коричневый цвет, который не устраняется операцией отбелки, бурую д/м используется для производства переплетного и упаковочного картона. 3) т/м д/м соединяет в себе достоинства бурой и белой д/м. Пластифицирование древесины происходит под действием воды 110◦С , давление 10 атмосфер волокна получено достаточно пластично и хорошее переплетение возможно проведение процесса отбелки для некоторых видов бумаги. т/м д/м способна полностью заменить целлюлозу, однако, присутствие в составе лигнина делает её непригодной для изготовления бумаги длительного срока хранения. 4) х/т/м д/м по своим свойствам близка к т/м при обработке частично вымывается лигнин. Область применения аналогичная для применения т/м д/м. Макулатурная масса – является перспективным источником для производства бумаги. Для производства печатной бумаги обычно используют не запечатанную макулатуру. Запечатанную макулатуру используют главным образом для производства картона. Для этого вида макулатура требуется специальная обработка для удаления краски в/м, полученные из этой макулатуры имеет серую окраску. В настоящее время макулатурная масса в основном используется для изготовления газетной бумаги и картона.