Применение карбамидоформальдегидного олигомера для улучшения качества бумажнокартонной продукции
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-6-182-193Ключевые слова:
меловальная паста, карбамидоформальдегидный олигомер, латекс, мелование, бумага, картон, качествоАннотация
Установлена целесообразность применения в меловальной пасте разработанной бинарной системы синтетических соединений, состоящей из карбамидоформальдегидного олигомера (2 мас. ч. к массе меловальной пасты) и латекса (16 мас. ч.). Она заменяет традиционно применяемый комплекс природных соединений: модифицированный крахмал (3 мас. ч.), Na-КМЦ – натрий-карбоксиметилцеллюлозу (2 мас. ч.) и казеиновый клей (1 мас. ч) в присутствии латекса (16…32 мас. ч.). Свойства полученных образцов меловальных паст соответствовали установленным нормам, о чем свидетельствовали вязкость по ВЗ-4 (13…17 с), содержание сухих веществ (50…54 %) и рН (9,0…10,5). Предложенный карбамидоформальдегидный олигомер совмещается с присутствующими компонентами и в отличие от природных соединений не повышает уровень вязкости меловальной пасты, обладает высокой когезионной силой, участвуя в «связывании» частиц пигментов между собой, имеет необходимую адгезионную способность для обеспечения прочной связи нанесенного меловального слоя с поверхностью бумаги и картона, не препятствует равномерному распределению частиц пигментов на поверхности основы и придает меловальной пасте стабильную устойчивость. Эти эффекты можно объяснить дополнительным присутствием в карбамидоформальдегидном олигомере положительно заряженных азотсодержащих групп – аминных и амидных. Последние способствуют усилению когезионных и адгезионных взаимодействий в меловальных пастах и сформированных из них меловальных покрытиях. Рассмотрение среза мелованной бумаги (картона) показало, что одна часть связующего вещества непосредственно примыкает к основе (бумаге (картону)), проникая в ее поры и капилляры, другая – окружает частицы пигментов, третья – занимает (полностью или частично) промежутки между частицами. На примере модельных образцов легкомелованной газетной бумаги и полиграфического картона показано повышение стойкости поверхности к выщипыванию и разрывной длины на 6,0…8,5 и 15…20 % соответственно, что позволяет рассматривать карбамидоформальдегидный олигомер как альтернативный заменитель природных соединений. При этом белизна (85…87 %) и гладкость (250…265 с) соответствуют установленным требованиям. Изменение рецептуры меловальной пасты является оправданным с экономической точки зрения, поскольку материальные затраты на производство мелованной бумажнокартонной продукции уменьшаются на 1…2 %.
Для цитирования: Черная Н.В., Богданович Н.И., Карпова С.В., Мисюров О.А. Применение карбамидоформальдегидного олигомера для улучшения качества бумажно-картонной продукции // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 182–193. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-182-193
Скачивания
Библиографические ссылки
Блинкова Т.Ф., Бондарев А.И. Новые бутадиенстирольные латексы для покрытий мелованной бумаги // Целлюлоза. Бумага. Картон. 1987. № 2. С. 5–9. [Blinkova T.F., Bondarev A.I. New Butadiene-Styrene Latexes for Coatings of Coated Paper. Tsellyuloza. Bumaga. Karton, 1987, no. 2, pp. 5–9].
Бондарев А.И. Производство бумаги и картона с покрытием. М.: Лесн. пром-сть, 1985. 192 с. [Bondarev A.I. Production of Coated Paper and Cardboard. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1985. 192 p.].
Елисеева В.И. Полимерные дисперсии. М.: Химия, 1980. 295 с. [Eliseyeva V.I. Polymer Dispersions. Moscow, Khimiya Publ., 1980. 295 p.].
Жолнерович Н.В., Николайчик И.В., Черная Н.В. Повышение эффективности применения карбамидоформальдегидных олигомеров в производстве технических видов бумаги из вторичного волокнистого сырья // Проблемы механики целлюлознобумажных материалов: материалы III Междунар. науч.-техн. конф. (Архангельск, 9–11 сентября 2015 г.). Архангельск: САФУ, 2015. С. 224–229. [Zholnerovich N.V., Nikolaichik I.V., Chernaya N.V. Improving the Application of Urea Formaldehyde Oligomers in the Production of Technical Paper from Recycled Cellulose Materials. The Issues in Mechanics of Pulp-and-Paper Materials: Proceedings of the 3rd International Conference in Memory of Professor Valery Komarov, Arkhangelsk, Russia, September 9–11, 2015. Arkhangelsk, NArFU Publ., 2015, pp. 224–229].
Жолнерович Н.В., Черная Н.В., Кот Ю.В. Влияние композиционного состава меловальной пасты на свойства мелованной бумаги // Тр. БГТУ. Сер. IV: Химия, технология органических веществ и биотехнология. 2010. Т. 1, № 4, вып. XVIII. С. 193–196. [Zholnerovich N.V., Chernaya N.V., Kot Yu.V. Influence of the Composition of the Coating Paste on the Properties of Coated Paper. Trudy BGTU. Seriya IV. Khimiya, tekhnologiya organicheskikh veshchestv i biotekhnologiya [Proceedings of BSTU. Series 4. Chemistry, Organic Substances Technology and Biotechnology], 2010, vol. 1, no. 4, iss. 18, pp. 193–196].
Карпова С.В., Черная Н.В. Изучение свойств мелованной бумаги при замене природного связующего на новое синтетическое // Химия и химическая технология переработки растительного сырья: материалы докл. Междунар. науч.-техн. конф. (Минск, 10–12 октября 2018 г.). Минск: БГТУ, 2018. С. 187–191. [Karpova S.V., Chernaya N.V. Studying the Properties of Coated Paper when Replacing a Natural Binder with a New Synthetic. Chemistry and Chemical Technology of Plant Raw Material Processing: Proceedings of the International Science and Technology Conference (Minsk, October 10–12, 2018). Minsk, BSTU Publ., 2018, pp. 187–191].
Киппхан Г. Энциклопедия по печатным средствам информации. Технология и способы производства. М.: МГУП, 2003. 1253 с. [Kipphan G. Encyclopedia of Printed Media. Technology and Methods of Production. Moscow, MGUP Publ., 2003. 1253 p.]
Кожевников С.Ю., Ковернинский И.Н. Химия и технология «СКИФ» для бумаги. М.: МГУЛ, 2010. 91 с. [Kozhevnikov S.Yu., Koverninskiy I.N. Chemistry and Technology “SKIF” for Paper. Moscow, MGUL Publ., 2010. 91 p.].
Кожевников С.Ю., Ковернинский И.Н. Межволоконные электростатические связи в бумаге // Химия растит. сырья. 2012. № 3. С. 197–202. [Kozhevnikov S.Iu., Koverninskii I.N. Interfiber Electrostatic Bonds in Paper. Khimija Rastitel’nogo Syr’ja [Chemistry of plant raw material], 2012, no. 3, pp. 197–202].
Остреров М.А., Курятников А.Б., Кудряшова Г.И. и др. Факторы, определяющие качество прохождения бумаги через печатную машину // Целлюлоза. Бумага. Картон. 1993. № 1. С. 26–27. [Ostrerov M.A., Kuryatnikov A.B., Kudryashova G.I. et. al. Factors Defining the Quality of Paper Passing through the Printing Machine. Tsellyuloza. Bumaga. Karton, 1993, no. 1, pp. 26–27].
Попеня Т.В., Драпеза А.А., Черная Н.В., Жолнерович Н.В. Влияние композиционного состава меловальной пасты на свойства полиграфических видов бумаги // Тр. БГТУ. Сер. IV: Химия, технология органических веществ и биотехнология. 2011. № 4(142). С. 152–154. [Popenya T.V., Drapeza A.A., Chernaya N.V., Zholnerovich N.V. Influence of the Composition of the Coating Paste on the Properties of Coated Paper. Trudy BGTU. Seriya IV: Khimiya, tekhnologiya organicheskikh veshchestv i biotekhnologiya [Proceedings of BSTU. Series 4. Chemistry, Organic Substances Technology and Biotechnology], 2011, no. 4(142), pp. 152–154].
Терехина И.Л. Использование сополимеров на основе винилацетата в качестве связующих покрытий мелованной бумаги: автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 1983. 18 с. [Terekhina I.L. The Use of Copolymers Based on Vinyl Acetate as Binder Coatings of Coated Paper: Cand. Eng. Sci. Diss. Abs. Moscow, 1983. 18 p.].
Технология целлюлозно-бумажного производства: справ. материалы. В 3 т. Т. II. Производство бумаги и картона. Ч. 2. Основные виды и свойства бумаги, картона, фибры и древесных плит / М.А. Остреров [и др.] СПб.: Политехника, 2006. 499 с. [Technology of Pulp and Paper Production: Reference Data. In 3 vol. Vol. 2. Production of Paper and Cardboard. Part 2. The Main Types and Properties of Paper, Cardboard, Fiber and Wood Boards. M.A. Osterov et al. Saint Petersburg, Politekhnika Publ., 2006. 499 p.].
Хованский В.В., Дубовый В.К., Кейзер П.М. Применение химических вспомогательных веществ в производстве бумаги и картона. СПб., 2013. 151 с. [Khovanskiy V.V., Dubovyy V.K., Keyzer P.M. The Use of Chemical Excipients in the Production of Paper and Cardboard. Saint Petersburg, 2013. 151 p.].
Черная Н.В. Теория и технология клееных видов бумаги и картона: моногр. Минск: БГТУ, 2009. 394 с. [Chernaya N.V. Theory and Technology of Glued Types of Paper and Cardboard: Monograph. Minsk, BSTU Publ., 2009. 394 p.].
Черная Н.В., Флейшер В.Л., Чернышева Т.В., Карпова С.В., Мисюров О.А. Влияние рецептуры меловальной пасты на свойства полиграфического картона // Технология органических веществ: докл. 83-й науч.-техн. конф. (Минск, 4–15 февраля 2019 г.). Минск: БГТУ, 2019. С. 39–41. [Chernaya N.V., Fleysher L.V., Chernysheva T.V., Karpova S.V., Misyurov O.A. Influence of the Coating Paste Formulation on the Properties of Polygraphic Cardboard. Technology of Organic Substances: Proceedings of the 83rd Scientific and Technical Conference (Minsk, February 4–15, 2019). Minsk, BSTU Publ., 2019, pp. 39–41].
Черная Н.В., Флейшер В.Л., Чернышева Т.В., Мисюров О.А., Карпова С.В. Влияние массоемкости и состава элементарных слоев полиграфического картона на его потребительские свойства // Технология органических веществ: докл. 83-й науч.- техн. конф. (Минск, 4–15 февраля 2019 г.). Минск: БГТУ, 2019. С. 36–38. [Chernaya N.V., Fleyscher L.V., Chernysheva T.V., Misyurov O.A., Karpova S.V. Influence of Mass Capacity and Composition of Elementary Layers of Polygraphic Cardboard on Its Consumer Properties. Technology of Organic Substances: Proceedings of the 83rd Scientific and Technical Conference (Minsk, February 4–15, 2019). Minsk, BSTU Publ., 2019, pp. 36–38].
Шабиев Р.О., Смолин А.С. Анализ электрокинетических параметров бумажной массы. СПб., 2012. 80 с. [Shabiyev R.O., Smolin A.S. Analysis of Electrokinetic Parameters of Paper Pulp. Saint Petersburg, 2012. 80 p.].
Bicu I., Mustaţă F. Water Soluble Polymers from Diels-Alder Adducts of Abietic Acid as Paper Additives. Macromolecular Materials and Engineering, 2000, no. 280-281, iss. 1, pр. 47–53.
Eklund G. Die Vorgange unter dem Schaber beim Glattachaber-Streichen. Wochenblatt für Papierfabrikation, 1978, Nr. 18, S. 709–714.
Kotitschke G. “Triple Star” – The State of the Art and Most Efficient Production Line in the World for Woodfree Cjfted Papers. Voith, 2002. 186 p.
Loretzen A., Wetter N. Paper Testing and Process Optimization. L & Handbook, 2000. 218 p.
Zholnerovich N.V., Nikolaychik I.V., Chernaya N.V. Influence of UreaFormaldehyde Oligomer Composition on Technical Paper Properties. Proceedings of BSTU, 2014, no. 4(en), pp. 125–127.
