Виды канифольного клея и его приготовление

Приготовление, или варка, канифольного клея представляет собой реакцию нейтрализации смоляных кислот щёлочью, в результате которой получается смолянокислый натрий и вода. Для этого используют едкий натр (NаОН) или карбонат натрия (Nа2СО3). Для полной нейтрализации канифоли требуется 13 % NаОН или 17 % Nа2СО3 к массе канифоли.

 

С19Н29СООН+NаОН«С19Н29СООNа+Н2О.

В зависимости от количества непрореагировавшей смолы различают следующие виды клея:

- высокосмоляной, содержание смолы 70–90 %;

- белый, содержание смолы до 40 %;

- нейтральный, или бурый, где смолы практически нет.

Выбор вида клея определяется жёсткостью производственной воды.

Бурый клей хорошо проклеивает в мягкой воде, белый - в воде средней жёсткости, высокосмоляной - в жёсткой.

Существуют холодный и горячий способы приготовления клея.

Сущность холодного способа заключается в следующем. Колонки диаметром 0,7–0,8 м и высотой 3 м, изготовленные из дерева, заполняют кусковой канифолью, лежащей на колосниковых решётках. Через несколько таких колонок пропускают раствор щёлочи при t = 20 С, С = 2,5 … 5 г/л, из последней колонки отбирают готовый клей. Таким способом получают нейтральный клей с концентрацией 40 г/л.

Горячий способ применим для любого вида клея. Существует в двух модификациях: варка из кусковой канифоли и из расплавленной.

Схема приготовления белого клея горячим способом из расплавленной канифоли представлена на рис. 11.

Рис. 11. Схема приготовления белого клея горячим способом из расплавленной канифоли: 1 – плавильник канифоли; 2 – мерник расплавленной канифоли; 3 – бак для раствора щелочи; 4 – бак с горячей водой; 5 – реактор с мешалкой и паровой рубашкой; 6 – фильтр; 7 – мерник клея; 8, 9 – инжекторы; 10 – промежуточные баки; 11 – бак для хранения клея

 

Канифоль расплавляется в плавильнике и через мерник поступает в реактор вместе со щёлочью и водой. Реактор имеет быстроходную мешалку (температура процесса 95–105 С, продолжительность 1 ч). После реактора клей концентрацией 300 г/л фильтруется и собирается в баки – сборники. Затем насосом-дозатором клей подаётся на ступень эмульгирования и разбавления на инжекторе. Подаваемая туда горячая вода снижает концентрацию клея до 100 г/л. На второй ступени в инжектор подаётся холодная вода и концентрация становится 20 г/л при температуре 20–25 С. Из бака для хранения клей подаётся в расходные баки бумажной фабрики. Клей готовится в клейно-минеральном отделе бумажной фабрики. Полный оборот реактора, работающего на расплавленной канифоли - 1,5 ч. При работе с кусковой канифолью оборот реактора составляет 2,5–3 ч.

При варке высокосмоляного клея в реактор надо добавлять защитный коллоид - казеин, так как частицы этого клея быстро коагулируют. Применяют также усиленный или укреплённый клей на основе модифицированной канифоли. Для этой цели канифоль подвергают гидрированию, этерификации, полимеризации. Это необходимо потому, что в обычной канифоли под действием кислорода и света происходят необратимые процессы, которые отрицательно влияют на свойства бумаги. Вследствие высокой температуры плавления модифицированной малеиновым ангидридом канифоли (более 125 С) процесс нейтрализации щёлочью затруднён, поэтому добавляют обычную канифоль. Таким образом, в усиленном клее только 15–25 % модифицированной канифоли.

Усиленный клей выпускается в виде пасты с содержанием сухого вещества до 70 %, поступает в бочках, выдерживается на водяной бане, где подогревается и становится жидким. Модифицированная канифоль может выпускаться в виде порошка, который добавляют в клей.

Укреплённый клей может быть нейтральным, белым, высокосмоляным в зависимости от условий производства. Клей обладает высокой степенью дисперсности, что улучшает равномерность проклейки, на 40–50 % снижается расход канифоли, меньше чувствуются сезонные затруднения с проклейкой, практически исчезает явление расклейки бумаги.

Недостатки укрепленного клея – повышенные электризация бумаги и флотация бумажной массы; последнее сказывается на равномерности подачи массы.

 

Теория проклейки

Проклейка в массе осуществляется следующим образом. В бассейн с волокнистой суспензией добавляют определённое количество клея и, после достаточного перемешивания, вводят раствор Al2SO4 во всасывающий патрубок смесительного насоса.

При введении клея в массу происходит гидролиз резината натрия, т.е. обратная реакция:

С19Н29СООNа+Н2О « С19Н29СООН+NаОН.

 

В чистой воде гидролиз идёт незначительно, но в присутствии целлюлозных волокон, связывающих щёлочь, реакция протекает примерно на 60 %. При этом образуется мелкодисперсная коллоидная смола, которая имеет отрицательный заряд. В водной суспензии целлюлозные волокна, как и частицы смолы, имеют слабый отрицательный заряд.

Чтобы зафиксировать отрицательные частицы смолы на волокнах, надо перезарядить один из компонентов. Для этого обычно используют сернокислый алюминий Аl2(SO4)3, который гидролизируется в воде:

 

Al2(SO4)3+6HOH«2Al(OH)3+3H2SO4 .

При повышении кислотности в растворе растёт количество ионов Н+, а при увеличении щёлочности - Al(OH)3. Диссоциированная часть сернокислого алюминия реагирует с резинатом натрия почти мгновенно по реакции

 

19Н29СООNa+Al2(SO4)3 ® 2(C19H29COO)3Al+3Na2SO4 .

 

Это основная реакция при проклейке в массе нейтральным и белым клеем. Она протекает при кислотности 4,5 и ниже. Получающийся трирезинат алюминия нерастворим в воде и выпадает на волокнах в виде хлопьевидного объёмистого осадка. При более высоком значении pH, по-видимому, образуется дирезинат AlRe2(OH), монорезинат AlRe(OH)2 и свободная смола ReH.

сульфат алюминия понижает рН среды до 4,5, разрушает сольватную оболочку клеевых частиц и коагулирует клей, который оседает на волокне. В результате приведённой выше реакции отрицательно заряженные частицы диспергированной свободной смолы лишаются своего заряда, теряют устойчивость и захватываются объёмистым осадком резината алюминия. Имеющийся в системе гидроксид алюминия адсорбирует из раствора ионы Аl3+ и сам приобретает сильный положительный заряд. Обладая большой поверхностью и положительным зарядом, он также коагулирует взвеси, в том числе частицы коллоидной свободной смолы, и осаждается на волокнах, имеющих отрицательный заряд.

Таким образом, при проклейке нейтральным и белым клеем смола фиксируется на волокнах в виде частиц свободной смолы и резината алюминия, для образования которого необходим сернокислый алюминий в диссоциированном состоянии, а при проклейке высокосмоляным клеем, в котором много свободной смолы и мало смолянокислого натрия, смола фиксируется на волокнах в основном под действием Аl(ОН)3, для образования которого требуется более высокое значение рН среды, чем в первом случае.

Процесс проклейки завершается в сушильной части бумагоделательной машины. Клеевой остаток размягчается, спекается и становится гидрофобным.

Сернокислый алюминий получают из бокситов обработкой серной кислотой. Он поставляется в кусках, гранулах, порошке. Растворим в воде. Процесс растворения идёт в две ступени: сначала при перемешивании и подогреве до концентрации 200–400 г/л при t = 90 С, а затем с холодной водой до концентрации 50–100 г/л.

Обязательна фильтрация сернокислого алюминия или очистка на центриклинерах. Расход его 2:1 по отношению к клею, большее количество приводит к понижению качества и срока службы бумаги.

 






Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 1850; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.026 сек.