Способ определения гидрофобизирующей способности клея на основе канифоли для проклейки бумаги и картона

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4340219/29-12 (22) 08,12,87 (46) .23.09,89. Бкл. N -,35 (71) Научно-исследовательский институт бумаги (72) 10.А.Крылатов, А.П.Муравьев, В.П.Ступак и Н.А.Костикова (53) 676.017.9 (088.8) (S6) Wochenblatt fur Papierfabrika tion. 1967, 85, с.452.

Авторское свидетельство СССР

У 612158, кл. G 01 N 5/02, 1976. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОФОБИЗИРУ10ЩЕЙ СПОСОБНОСТИ КЛЕЯ НА ОСНОВЕ

КАНИФОЛИ ДЛЯ ПРОКЛЕЙКИ БУМАГИ И КАРТОНА (57) Изобретение предназначено для использования в производстве клееных видов бумаги и картона в кислой среИзобретение 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 целлюлозно-бумажной промьппленности.

Цель изобретения — повышение точности, интенсификация процесса и его упрощение при одновременном обеспечении возможности установленных оптимальных условий процесса проклейки.

В предлагаемом способе осаждение клея коагулянтом проводят последовательно до различных значений рН суспензии в диапазоне 4,0-5,5, измере(51) 4 G 01 N 33 34 D 21 D 3 00 де. Цель изобретения — повышение точности, интенсификация процесса и его упроще. .ие при обеспечении возможности установления оптимальных условий процесса проклейки, Клей на основе канифоли последовательно осаждают из водной суспензии коагулянтом до различных значений рН суспензии в диапазо-. не 4,0-5,5. Затем полученный клеевой осадок обезвоживают фипьтрованием под действием гидростатического давления столба суспензии.Характеристику обезвоживания измеряют непосредственно в процессе фильтрования для каждого значения рН. В качестве характеристики обезвоживания используют продолжительность фильтрования, максимальное значение которой принимают за искомую величину,1 табл. ние характеристики обезвоживания осуществляют непосредственно в процессе фильтрования для каждого значения рН, при этом в качестве характеристики обезвоживания используют продолжи. тельность фильтрования, а установление искомой величины проводят по максимальному значению продолжительнос . ти фильтрования.

Для получения конкретного значения рН осажденного клея в диапазоне

:4,0-5,5 в исходный раствор клея кпи раствор коагулянта вводят соответственно требуемое количество щелочи (иапример NsOH) либо кислоты (например HCl) после чего производят осахдение клея коагулянтом, 40

1000 3 0 а

С ° К где V — расход клея, взятого на осажден не, мл;

С = 50 г/л — концентрация клея, г/лв

К вЂ” число омыленных кислотных

45 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.

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

3 150973

Последовательное осаждение клея коагулянтом до различных значений рН позволяет выявить его оптимальное значение, при котором наблюдают максимальную величину продолжительности. фипьтрования. Последняя характеризует возможность достижения наибольшего эффекта гидрофобизации бумаги или картона в условиях проклейки бумажной 10 массы, соответствующих выявленным условиям подготовки клеевого осадка.

Максимумы продолжительности фильтрования для суспензий клеевых осадков находятся в диапазоне рН 4,0-5,5.При 15 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 20 делает нецелесообразным осуществлять осаждение клея коагулянтбм и выявлять продолжительность фильтрования за предельными значениями указанного диапазона рН. 25 . Пример 1 (по известному способу). Известным способом определяют гидрофобизирующую способность клея на основе канифоли (7 вариантов) путем выявления величины предельного 30 водоудержания клеевого осадка.

Подготовку суспензии клеевого осадка, ее обезвоживание фильтровани„ ем, водоудержанием, производят сле- дующим образом. 35

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

4 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 P = 3 5 кг/см и (j

Р = 60 кг/см

По окончании обезвоживания фильтрованием под давлением осадок взвешивают, сушат в сушильном шкафу до абсолютно сухого состояния, взвешивают сухой остаток и определяют водоудержание для указанных значений давления. Далее по формуле — Р 1<1 — P< W<

2 < где W — прецельное водоудержание кле ев о го о с адк а, г воды/мг-экв омыленных кислотных групп;

W„и W — значения водоудержания осадка при давлении Р, и Р, г воды/мг-экв амыленных кислотных групп, устанавливают искомую величину предельного водоудержания.

Длительность проведения всех onepаций для определения предельноro водоудержания при трех параллельных опытах составляет 5 ч.

Пример 2. 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, состоящий из воронки Бюхнера, установленный в горловине склянки, имеющей дополнительную 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 стандартную фильтровальную бумагу (типа фильтры обеззоленные", маркированные белой лентой), обеспечивающую удержание клеевых частиц на ее поверхности.Путем открытия промежуточного крана склянку заполняют водой из напорно5 150

ro бачка при 20Й2 С до уровня,обеспечивающего смачивание бумажного фильтра. 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 коагулянтом (глиноземом) путем добавления

15 мл глинозема концентрацией 25 г/л, чем обеспечивают соотношение канифоли и глинозема 1:1 и общий объем полученной суспензии 150 мл. Последовательное изменение величины рН в диапазоне 4,0-5,5 при осаждении клея коагулянтом до требуемой величины осуществляют добавлением соответствующего количества щелочи (ИаОН) в исходный раствор клея перед осаждением глиноземом. 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 открывают спускной краник с одновременным включением секундомера. Конец обезвоживания и фиксацию продолжительнос ти 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, ипи при достижении определенной отметки столбом суспензии,нанесенной над фильтровальной поверхностью

Как показывают полученные данные для каждого иэ 7 вариантов клеев зависимость продолжительности фильт9737. рования от рН суспензии клеевого осадка проходит через максимум,по 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. Практи10 чески данные условия подготовки клеевого осадка соответствуют лучшему режиму заклейки бумажной массы и получению наибольшей степени гидрофобности 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 продол15

20 жительности фильтрования при граничных значениях рН 4,0; 5,0;5,5, а также при оптимальных значениях рН, соответствующих максимальной про25 должительности фильтрования.

Дополнительно в таблице приведеПредлагаемый способ, кроме того, 5р более прост, так как отсутствует необходимость проведения дополнительных методов анализа: кондуктометрического и весового, операций фильтрования под давлением и сушки осадка, наличия соответствующих оборудования и приборов, В предлагаемом способе проведение измерения характеристики обезвоживания непосредственно в процессе ны данные, характеризующие степень гидрофобности (проклейки), оцениваемые впитываемостью воды при одностороннем смачивании за 60 с бумаги

2 массой 70 г/м, изготовленной в лабораторных условиях иэ сульфитной беленой целлюлозы при расходе клея

1,0Х по сухому остатку от массы волокна при укаэанных значениях рН.

Математическая обработка данных таблицы и их анализ показывает,что

40 коэффициент корреляции между предельным водоудержанием и степенью проклейки согласно известному способу составляет всего 0,37, в то время как по предлагаемому способу при опти45 мальных значениях рН вЂ” 0,92,что характеризует достижение более высокой точности

1509737 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 гидрофобиэирующей способности клеев на канифольной основе. При этом выявление условий, при которых достигают максимальную продолжитель- 10 ность фильтрования, дополнительно позволяет определить оптимальные режимы проклейки рН суспензии, соотношение расходов канифоли и коагулянта бумажной массы в процессе изго- 15 товления бумаги, чего не достигалось известными способами определения гидрофобиэирующей способности клеев на канифольной основе.

20 формула изобретения

Способ определения гидрофобизирующей способности клея на основе канифоли для проклейки бумаги и картона, включающий осаждение клея из его 25 водной суспензии коагулянтом, обезвоживание осадка фильтрованием под действием гидростатического давления столба суспензии, измерение характеристики обезвоживания осадка и установление искомой величины по измеренной характеристике, о т л и— ч а ю шийся 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 этом в качестве характеристики обезвоживания используют продолжительность фильтрования, а установление искомой величины проводят по максимальному значению продолжительности фильтрования.

1509737

I ь м

I О ! ф О

I Э Ю вГ)

I ф UI II !

Х 01

1 О! Х

С и 1 х л

Ф ф 1

ХИ I и 1

О

Х

Р.

С4

Ц

О

Ц

О ф

Ы e <;, e O

dI cd I 01 ch oi Оi oi

О

Ю

Щ»

О

I 1 л ° » ° » В В

С ОI O O O Ю О

Z OI

0»»

CV !

Р 3 л

00 л

СЧ

Э Е »

СЧ

1 О

° »

1»

Х о, С С C О О О

О М СЧ О

СЧ <Ч cv СЧ

Ю

»О

1

>Х t4

C и С . сЧ

° ь Ф» »» л л

С»1 С»1 С»1

Э X

Д

Х !»

1

1

1Г

° »

clI

О

О О

СЧ

О (.ь

СЧ С 1 < 1

Ю Ф л л

С 01 O

О !

О

О

СЧ

С С С

С 00 Л О

О

3/)

СЧ

Ю

СЧ л с

1

I Ch С и О

° » л

I Ф

)g c4

Ф Е

Ц

I», О

Р Х

И Ы

»0

Х

Й

Ф

U » »Г СЧ

° » Ю Ю ° »

1 3Г\ О - »3 С Ъ

»» »

С0

С

О

О О

С

С

СЧ

Ю

1с.

»0

О

1

1

I !

15ОЖ

1 ф Х m

Х.:Й Х

1 ФМ

Е

О !

cd 1 Х

4 I (Э I

1

1

Ф I

I О

p л

И

Х м й

О ф

О Х Х В g Ì ф Х

hC Э 3

Х Х

Х О 4

1 Ц Х

О

»0

1 О

О Х

8»

Х

Х Ф

О

Х Х

Х О cd 1»

Х Q 4

О

I. сЧ

Х»0

1» О

3И

X É dI

О

Х Х О

1»Я cd U ф ф

Х О. Ed

М О

С

I c4

5а О

Х О

Я» Я» О

Х Х Х

1(Х Х

О cd.

Е И Ф

О

М Х Х

cd cd E

Х Х О

Х

Х Й О

ХОХ

1 О1 1

О О О

СЧ .!»

& Х О Х

Х О Х Х !

Тф Х

Е Х Ф Е

Э О

Х Х ф ф 1-

» g 1 л

С @

СЧ

0 0

Д Ц

Ц О

О Х ф

2" gg

Х Ф О

Х, 4 Х

Cd 0

cdц а

Х

Х Х

cd g Х ф С .

Ю (»1

1

1

С»Е л !

1 а

I

С 1 с ъ

1

1 ! E»

Х О

QI

1 О е» Х

Ф Х ф

О

О ф Г

О ф 8 0

Х Х

Х Х О

Х ф Х

О

О, М Ф

Х "! О

Х Х