Способ определения гидрофобизирующей способности клея на основе канифоли для проклейки бумаги и картона Советский патент 1989 года по МПК G01N33/34 D21D3/00 

Изобретение относится к способам определения гидрофобизирующей способности клея на основе канифоли для проклейки бумаги и картона в массе в кислой среде и может быть использовано для исследования пригодности клеев в целлюлозио-бзгмажной промышленностИо

Цель изобретения - повышение точности, интенсификация процесса и его упрощение при одновременном обеспечении возможности установленных оптимальных условий процесса проклейкио

В предлагаемом способе осаждение клея коагулянтом проводят последовательно до различных значений рН суспензии в диапазоне 4,0-5,5, нзмере ние характеристики обезвоживания осуществляют непосредственно в процессе фильтрования для каждого значения рН, при этом в качестве характеристики обезвоживания используют продолжительность фильтрования, а установление искомой величины проводят по максимальному значению продолжительное ти фильтрования

Для получения конкретного значения рН осажденного клея в диапазоне :4,0-5,5 в исходный раствор клея или раствор коагулянта вводят соответственно требуемое количество щелочи (например NaOH) либо кислоты (напри- . мер HCl), после чего производят осаждение клея коагулянтом.

:л

00

Последовательное осаждение клея коагулянтом до различных значений рН позволяет выявить его оптимальное значение, при котором наблюдают мак- симальную величину продолжительности фильтрования Последняя характеризует возможность достижения наибольшего эффекта гидрофобизации бумаги или картона в условиях проклейки бумажной массы, соответствующих выявленным условиям подготовки клеевого осадка

Максимумы продолжительности фильтрования для суспензий клеевых осадков находятся в диапазоне рН 4,0-5,5„При этом продолжительность обезвоживания при рН ниже 4,0 или более 5,5 имеет наименьшие значения, которые практически не изменяются при дальнейшем уменьшении или увеличении рН, что делает нецелесообразным осуществлять осаждение клея коагулянтбм и выявлять продолжительность фильтрования за предельными значениями указанного диапазона рНо .

.Пример I (по известному способу) Известным способом определяют гидрофобизирующую способность клея на основе канифоли (7 вариантов) путем выявления величины предельного водоудержания клеевого осадка.

Подготовку суспензии клеевого осадка, ее обезвоживание фш1ьтровани- ем, водоудержанием, производят следующим образомо

К одному литру дистиллированной воды добавляют раствор полностью омыленного клея в количестве, рассчитанном по формуле

V

мл

1000

. .

.

к

где V - .расход клея, взятого на осаждение, мл; С 50 г/л - концентрация клея,

г/л;

К - число омьшенных кислотных групп . в клее, определенное кондуктометрическим методом анализа, мг-экв/г; 3,0 - количество мг-экв проклеивающего вещества, содержащегося в 1 л (мг-экв/л); 1000 - объем воды, мл

50

Пример2о Определяют гидроф бизирующую способность клея на осн ве канифоли(те же 7 вариантов кле ев, что и в примере 1), предлагае мым способом Для этой цели используют фильтровальный аппарат, состо 45 Щий из воронки Бюхнера, установлер ньй в горловине склянки, имеющей до полнительнзда горловину, соединенную герметично через промежуточный кра ник с напорным бачком для воды В нижней части склянки имеется тубус с установленным в нем сливным крано На перфорированную перегородку вор ки Бюхнера помещают стандартнзто фильтровальную бумагу (типа фильтр

За.тем при перемешивании добавляют 55 беззоленные, маркированные белой

раствор коагулянта (глинозема) в количестве, обеспечивающем соотношение канифоли и глинозема 1:1,доводят рН полученной суспензии клеевого

лентой), обеспечивающую удержание клеевых частиц на ее поверхности Пу тем открытия промежуточного крана склянку заполняют водой из напорно

осадка до 5,0, после чего осуществляют ее последовательное обезвоживание фильтрованием Сначала осадок обезвоживают в воронке Бюхнера через бу- мажный фильтр под действием гидростатического давления столба суспензии, затем в специальном приспособлении под давлением при двух его фиксированных значениях Р, 3,5 кг/см и Рг 60 кг/см

По окончании обезвоживания фильтрованием под давлением осадок взвешивают, сушат в сушильном щкафу до абсолютно сухого состояния, взвешивают сухой остаток и определяют водо- удержание для указанных значений давления Далее по формуле

,W,.

- - р; --р,-

г 2 «

где W - предельное водоудержание

клеевого осадка,

г воды/мг-экв омыленных

кислотных групп; W и W - значения водоудержания

осадка при давлении Р и

г воды/мг-зкв омыленных

кислотных групп,

устанавливают искомую величину предельного водоудержанияо

Длительность проведения всех операций для определения предельного водоудержания при трех параллельных опытах составляет 5 ч

Пример2о Определяют гидрофобизирующую способность клея на основе канифоли(те же 7 вариантов клеев, что и в примере 1), предлагаемым способом Для этой цели используют фильтровальный аппарат, состоя- Щий из воронки Бюхнера, установлер- ньй в горловине склянки, имеющей до- полнительнзда горловину, соединенную герметично через промежуточный краник с напорным бачком для воды В нижней части склянки имеется тубус с установленным в нем сливным краном На перфорированную перегородку воронки Бюхнера помещают стандартнзто фильтровальную бумагу (типа фильтры

беззоленные, маркированные белой

лентой), обеспечивающую удержание клеевых частиц на ее поверхности Путем открытия промежуточного крана склянку заполняют водой из напорного бачка при 20i2°C до уровня,обеспечивающего смачивание бумажного фильт pd. Далее готовят пробу клеевого осадка,

15 мл клея концентрацией 25 г/л разбавляют дистиллированной водой до 135 мл. Далее при перемешивании водную суспензию клея осаждают коагулян- том (глиноземом) путем добавления 15 мл глинозема концентрацией 25 г/л чем обеспечивают соотношение канифоли и глинозема 1:1 и общий объем полученной суспензии 150 мло Последова тельное изменение величины рН в диапазоне А,0-5,5 при осаждении клея коагулянтом до требуемой величины осуществляют добавлением соответствующего количества щелочи (НаОН) в исходный раствор клея перед осаждением глиноземомо При этом интервал изменения рН составляет 0,2, а от 5,4 до 5,5 - 0,1„

Изменение объема суспензии клеевого осадка при регулировании величины рН щелочью незначительно и в расчет не принимают

Подготовленную суспензию клеевого осадка равномерно перемешивают,делят на три равные части по 50 мл каждая и при 20°С последовательно подвергают обезвоживанию фильтрованием под действием гидростатического давления столба через бумажный фильтр в ворон ;Ке Бюхнера, Для этого открьгоают спускной краник с одновременным включением секундомера Конец обезвоживания и фиксацию продолжительное 1ТИ фильтрования производят по достижению в мерном стакане под спускным краником объема воды 45 мл. За дейст вительное значение принимают среднее арифметическое трех параллельных измерений

Конец обезвоживания и фиксацию его продолжительности фильтрования можно определять по моменту появления матовой поверхности осадка,сопровождающемуся возникновением шума за счет начала прососа воздуха через осадок, или при достижении определенной отметки столбом суспензии,нанесенной над фильтровальной поверхностью.

Как показьгоают полученные данные для каждого из 7 вариантов клеев зависимость продолжительности фипьт

0

5

о

0

5

5

0

5

рования от рН суспензии клеевого осадка проходит через м.аксимум,по i которому устанавливают искомую величину фильтрования

Значение величины рН, соответствующее максимальной продолжительности фильтрования, является оптимальным в процессе подготовки клеевого осадка при принятом соотношении расходов канифоли и коагулянта. Практически данные условия подготовки клеевого осадка соответствуют лучшему режиму заклейки бумажной массы и получению наибольшей степени гидрофобнос- ти при изготовлении бумаги

При этом лучшей гидрофобизирующей способностью обладают клеи на основе канифоли, имеющие при их сравнении более высокие значения продолжительности фильтрования,

В таблице приведены данные продолжительности фильтрования при граничных значениях рН 4,0; 5,0;5,5, а также при оптимальных значениях рН, соответствующих максимальной продолжительности фильтрования, Дополнительно в таблице приведены данные, характеризукицие степень гидрофобности (проклейки), оцениваемые впитьтаемостью воды при одностороннем смачивании за 60 с бумаги массой 70 г/м , изготовленной в лабораторных условиях из сульфитной беленой целлюлозы при расходе клея 1,0% по сухому остатку от массы волокна при указанных значениях рН

Математическая обработка данных таблицы и их анализ показывает,что коэффициент корреляции между предельным водоудержанием и степенью проклейки согласно известному способу составляет всего 0,37, в то время как по предлагаемому способу при опти- мальных значениях рН - О,92,что характеризует достижение более высокой точности.

Предлагаемый способ, кроме того, более прост, так как отсутствует необходимость проведения дополнительных методов анализа: кондуктометри- ческого и весового, операций фильтрования под давлением и сушки осадка, наличия соответствующих оборудования и приборов а

В предлагаемом способе проведение измерения характеристики обезвоживания непосредственно в процессе

фильтрования в зависимости от вида канифольного клея можно осуществлять в течение 0,5-2,0 ч против 5,0 ч для известного способа, что характеризует интенсификацию процесса определения гидрофобизирующей способности клеев на канифольной основео При этом выявление условий, при которых достигают максимальную продолжительность фильтрования, дополнительно позволяет определить оптимальные режимы проклейки рН суспензии, соотношение расходов канифоли и коагулянта бумажной массы в процессе изготовления бумаги, чего не достигалось известными способами определения гидрофобизирующей способности клеев на канифольной основе.

Формула изобретения Способ определения гидрофобизирующей способности клея на основе канифоли для проклейки бумаги и картона, включающий осаждение клея из его

водной суспензии коагулянтом, .обезвоживание осадка фильтрованием под действием гидростатического давления

столба суспензии, измерение характеристики обезвоживания осадка и установление искомой величины по измеренной характеристике, отличающийся тем, что, с целью

повышения точности, интенсификации процесса и его упрощения при обеспечении возможности установления оптимальных условий процесса проклейки, осаждение клея коагулянтом проводят

последовательно до различных значений рН- суспензии в диапазоне 4,0 - 5,5, измерение характеристики обезвоживания осуществляют непосредственно в процессе фильтрования для каждого значения рН, при зтом в качестве характеристики обезвоживания используют продолжительность фильтрования, а установление искомой величины проводят по максимальному значению

продолжительности фильтрования.

Изобретение предназначено для использования в производстве клееных видов бумаги и картона в кислой среде. Цель изобретения - повышение точности, интенсификация процесса и его упрощение при обеспечении возможности установления оптимальных условий процесса проклейки. Клей на основе канифоли последовательно осаждают из водной суспензии коагулянтом до различных значений PH суспензии в диапазоне 4,0-5,5. Затем полученный клеевой осадок обезвоживают фильтрованием под действием гидростатического давления столба суспензии. Характеристику обезвоживания измеряют непосредственно в процессе фильтрования для каждого значения PH. В качестве характеристики обезвоживания используют продолжительность фильтрования, максимальное значение которой принимают за искомую величину. 1 табл.