Изобретение касается способа ускорения обезвоживания и удержания волокнистой фракции, наполнителей и мелочи в производстве бумаги, причем одновременно сокращается обработка сточных вод. Способ пригоден для производства разных видов картона и бумаги, отличающихся различными волокнистым сырьем и примесями.
В производстве бумаги волокнистое сырье, например древесная масса, или размолотая целлюлоза, или же разбитая на волокна макулатура, как правило вместе с другими примесями, как. например, наполнителями или минеральными пигментами, в виде водной взвеси подается на бесконечно движущуюся сеточную ленту. При этом удаляются большие количества воды и образуется бумажный лист.
Затем следует дальнейшее механическое обезвоживание листа и его сушка. Предпосылкой высокой производительности бумагоделательных машин при хорошей экономии сырья и материалов является применение технологических вспомогательных средств. Как таковые применяются так называемые удерживающие средства или ускорители обезвоживания. Их задача прежде всего состоит в том, чтобы улучшить удержание волкнистой фракции, мелочи и наполнителей на сетке бумагоделательной машины. Одновременно они должны обеспечить ускорение обезвоживания на сетке и на последующих мокрых прессах и в сушильных частях, а также содействовать осветлению сточных вод. Основные эффекты технологических вспомогательных средств, т.е. удержание и обезвоживание; таким образом
СЬ
2
vj СЛ О
являются предпосылками высокой производительности благодаря быстрому и бесперебойному ходу бумагоделательных машин или экономии энергии, главным образом в сушильных частях, и хорошей экономии сырья и материалов благодаря максимальному удержанию всех твердых веществ на сетке. Улучшенное удержание одновременно означает уменьшение нагрузки по сточным водам.
В качестве ускорителей обезвоживания и удерживающих средств применяются по- лиэтиленимин, полиамины, полиамидами- ны, а также катионные или анионные полиакриламиды (Ullmann. EnzyklopacHe der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 17, S. 584; Zellstoff Papier, 5. Aufiage, Fachbuchverlag Leipzig, S. 231, 235-237),
При этом самое широкое применение как ускоритель обезвоживания нашел поли- этиленимин (Zellstoff, Papier, S. 236). Кроме того, проходят испытания также и другие синтетические полимеры в качестве ускорителей обезвоживания и удерживающих средств, которые, однако, не нашли технического применения. К ним относится линейный полидиметил-диаллил-хлористый аммоний (поли-DMDAAC). Этот полимер по сравнению с полиэтиленом дает меньшее обезвоживание, так что при технических релевантных низких количествах полимера повышение производства по сравнению с бесприсадочным режимом работы не достигается (Zellstoff und Papier 31, 1982, S. 19- 23).
Эффективные удерживающие средства и средства - ускорители обезвоживания имеют линейную структуру, разветвления в молекуле сказываются отрицательно. При этом эффективные химические группы в ка- тионовых продуктэх-амидо- или слабоосновные аминогруппы, но ни в коем случае не сильноосновные четвертичные аммониевые группы (F. MuHer, U. Beck, Das Papier33, 1979. 10А, 89-95).
Полимеры, построенные исключительно из структурных единств четвертичных аммониевых групп, не находят поэтому практического применения.
Удерживающие средства и средства - ускорители обезвоживания должны вызывать микрокоагуляцию, потому что только так можно добиться увеличения производительности на всех этапах процесса. В результате образования макрохлопьев, особенно в прессовой и сушильной части, добиться положительного эффекта невозможно. Макрохлопья образуются тем раньше, чем больше молекулярный вес примененных вспомогательных средств.
Так, например, высокомолекулярные катионовые полиакриламиды проявляют тенденцию к образованию макрохлопьев с упомянутыми технологическими недостатками (F.Muller, U.Beck, Das Papier, 33, 1979, 10A, V89-95; W.Gunder, H.Melzer, Das Papier 33, 1979, 10A, V95-100; W.Auhorn, Wochenbfatt Papierfabrikatron 1982, 5, S 155-162).
0 В случае применения одного единственного полимера оптимальные результаты удержания твердых веществ, скорости обезвоживания и осветления сточных вод часто не совпадают, а находятся в пределах раз5 ных сроков в зависимости от рода добавки или количества примесей (Das Papier 33, 1979, 10А, V89-95). По этой причине проводят опыты также на смесях из разных полимеров, например полиэтиленимина и
0 полиэтиленоксида (Das Papier 29, 1975, V32).
Известные технологические вспомогательные средства, однако, имеют тот недостаток, что при хорошем удержании и
5 осветлении сточных вод скорость обезвоживания недостаточна, чтобы обеспечить достаточное повышение выработки и экономии сырья и материалов. Она, кроме того, часто ограничивается первым участ0 ком сеточной части, а на следующих технологических участках она действует не в полной мере.
Применение смесей полимеров имеет еще и тот недостаток, что эти смеси не уни5 версально применимы и что к технологическому режиму ставятся дополнительные высокие требования относительно четко согласованной дозировки.
Цель изобретения - повышение степе0 ни удержания твердых веществ и ускорения обезвоживания бумажного полотна.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления бумаги в качестве ускорителя обезвоживания и удер5 живающего средства используют растворимый в воде высокомолекулярный сополимер диметил-ди а л л ил-хлористого аммония (ОМОААС)иотО,1 доО,Змол.% сшивающего сополимера молекулярной массы 80000 в
0 количестве от 0,01 до 0.5% от массы твердых веществ в суспензии.
В качестве сшивающих сомономеров для производства высокоразветвленного поли-DMDAAC пригодны, например, соли
5 амина или аммония с более чем двумя ал- лильными группами, среди прочих метил- триаллил-хлористый аммоний (МТААС), тетрааллил-хлористый аммоний (ТААС), М,М,М ,М -тетрааллил-этилендиамин гидрохлорид (TAEDC) и (или) триаллил-аминогидрохлорид (ГАС), а также метиленбисакрила- мид (МВА), Высокоразветвленный поли- DMDAAC получается сополимеризацией DMDAAC с сшивающим сомономером э водном растворе при дозировании сшивателя, причем добавление осуществляется во время прогрессирующей гомополимеризации или сополимеризации DMDAAC после превращения в пределах от 25 до 90%.
Улучшенный способ производства бумаги реализуется так, что в обычных технических установках известным образом до или после формирования бумажного листа периодически или непрерывно добавляют желаемое количество полимера. Способ можно применять для всех известных методов производства бумаги или картона, дающих различные сорта бумаги или картона, с использованием разного волокнистого сырья и разных примесей. При этом содержание твердых веществ в поступающей на сетку суспензии может составлять от 0,1 до 1,5%.
Неожиданно выяснилось,, что с применением высокоразветвленного поли- DMDAAC достигается значительное повышение скорости обезвоживания. Это ускоренное обезвоживание происходит как на сетке, так и в прессовых и сушильных частях. Одновременно достигаются очень хорошие результаты удержания и осветления сточных вод, При равномерном хорошем удержании наполнителей высокоразветвленный поли-DMDAAC отличается значительно повышенной активностью в отношении волокнистого материлаа.
Для подтверждения ускорения обезвоживания бумажного полотна и удержания твердых веществ в подвергаемую обработке суспензию вводят каждый раз следующие полимеры в указанном в табл. 1 количестве, причем количества примесей отнесены к содержанию твердых веществ в суспензии.
Пример 1. На опытной длинносеточ- ной бумагоделательной машине (рабочая ширина 65 см) исследуют влияние веществ согласно табл. 1 на обезвоживание и сушку. Для этого в 0,8%-ную суспензию из распущенной макулатуры и других бумажных отходов без других примесей непрерывно вводят вещества согласно табл. 1.
Измеряют степень обезвоживания в регистровой части бумагоделательной машины путем улавливания 250 мл сточной воды и изменения необходимого времени и степени обезвоживания в сосунной части путем измерения разрежения, а также
содержание абсолютно сухого вещества в конце сушильной части.
В табл. 2 приведены соответствующие данные.
Пример 2. Измерениями проницаемости определяют удельную поверхность взвеси древесной массы в воде и ее изменение добавлением водорастворимых органических полимеров согласно табл. 1. Этот
метод является мерой скорости обезвоживания.
Чем меньше удельная поверхность Os, тем выше скорость обезвоживания. При этом получаемый из 1 %-ной суспензии волокнистый мат уплотняют до содержания сухого вещества 20% так, что Os описывает скорость обезвоживания в прессовой и сушильной частях. Результаты приведены в табл. 3.
П р и м е р 3. В лабораторном напорном
листоотливном аппарате отливают наполненные бумажные листы из взвеси древесной массы и каолина с содержанием твердых веществ 0,8% и исследуют влияние
добавленных водорастворимых полимеров на зольность (в пересчете на массу бумаги в сухом состоянии)и мутность отделенной воды. Повышение зольности означает повышение удержания наполнителя. Снижение
мутности соответствует повышению чистоты отделенной воды.
Результаты приведены в табл. 4.
35
Формула изобретения
Способ изготовления бумаги, включающий введение в волокнистую массу наполнителя и водорастворимого органического полимера, подачу образовавшейся суспензии с содержанием твердых веществ 0,1-1,5- в сеточную часть бумагоделательной машины и отлив бумажного полотна, отличающийся тем, что, с целью повышения степени удержания твердых веществ и ускорения обезвоживания бумажного полотна, в качестве водорастворимого органического полимера используют высокоразветвленный, высокомолекулярный сополимер ди- метил-диаллил-хлористого аммония с
0,1-3,0 мол.% сшивающего сомономера, выбранного из группы, содержащий ме- тил-триаллил-хлористыи аммоний, тетрааллил-хлористый аммоний, триал- лил-аминогидрохлорид, N,N,,N -тетрааллил-этилендиамин гидрохлорид и метиленбисакриламид, в количестве 0,01-0,5% от массы твердых веществ в суспензии.
Таблица 1
Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности и позволяет повысить степень удержания твердых веществ и ускорить обезвоживание бумажного полотна. В способе изготовления бумаги, включающем введение в волокнистую массу наполнителя и водорастворимого органического полимера, подачу образовавшейся суспензию с содержанием твердых веществ от 0,1 до 1,5% в сеточную часть бумагоделательной машины и отлив бумажного полотна, в качестве водорастворимого органического полимера используют высокораэветвленный, высокомолекулярный сополимер - диметил- диаллил-хлористого аммония с 0,1-3,0 мол.% сшивающего сополимера в количестве 0,01- 0,5% от массы твердых веществ в суспензии. В качестве сшивающего сомономера используют вещество, выбранное из группы, содержащей метил-триаллил-хлористый аммоний, тетрааллил-хлористый аммоний, триэл- лил-аминогидрохлорид. N.N.N , N -тет- рааллил-этилендиамин гид ро хлор ид, метиленбисакриламид. 4 табл. (Л
Таблица 2
Таблица 3
Таблица 4
