Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


БУМАГА

БУМАГА (от итал. bambagia - хлопок), тонколистовой волокнистый материал. Бумага с массой 1 м2 более 250 г наз. картоном. Различают бумагу общего назначения (массовую и немассовую) и специальную. Принято также разделять бумагу на ряд классов: для печати (газетная, офсетная и др.); для письма, машинописи, чертежно-рисовальная; для аппаратов (перфокарточная, телеграфная лента и др.); электротехническая (кабельная, конденсаторная и т.д.); оберточная и упаковочная и т.п.

Получение. Бумагу изготавливают из волокнистых полуфабрикатов: древесной целлюлозы; древесной массы - продукта истирания древесины; т. наз. термомех. древесной массы, получаемой механическим измельчением (размолом) пропаренной древесной щепы; полуцеллюлозы - продукта хим. и последующей мех. обработки древесины; волокон хлопка, льна, пеньки, джута. Широко применяется также в произ-ве бумажная макулатура. Спец. виды бумаги изготавливают из синтетич. полимеров (см. Бумага синтетическая), минеральных волокон (стеклянных, базальтовых, асбестовых) и др. материалов (шерсть, слюда, металлич. "усы").

Производство бумаги включает ряд последовательных стадий: приготовление бумажной массы, изготовление бумаги на бумагоделательной машине; ее отделку, обработку, переработку и упаковку.

Приготовление бумажной массы сводится к размолу, составлению композиции и очистке массы. Размол - механо-хим. обработка волокнистых полуфабрикатов в воде, обычно в конич. и дисковых мельницах непрерывного действия; при этом изменяются форма и размеры волокон, происходит их набухание, от наружной пов-сти отделяются тонкие волоконца - фибриллы. Композиция бумажной массы определяется видом получаемой бумаги. Обычно в состав бумаги входит неск. видов волокнистых полуфабрикатов (включая оборотный брак), минеральные наполнители, проклеивающие и вспомогательные в-ва. Так, композиция газетной бумаги содержит 70-85% древесной массы и 15-30% древесной целлюлозы. Затем полученная масса разбавляется и подвергается т. наз. сортированию. В результате удаляются сгустки волокон, волокна равномерно диспергируются в воде, предотвращается образование ассоциатов волокон (флокул), обеспечивается послед. хаотичное переплетение волокон.

Изготовление бумаги включает подачу водной суспензии (дисперсии), содержащей 0,1-1,0% сухих в-в, в бумагоделательную машину, отлив бумажного полотна в сеточной части машины на движущейся непрерывной сетке (одной или нескольких), его прессование, сушку, каландрирование и намотку в рулон. В сеточной части машины б. ч. воды стекает и формируется полотно бумаги, к-рое уплотняется, проходя на сетке последовательно над разл. обезвоживающими (отсасывающими) элементами машины. Удаляемая вода используется в осн. для разбавления бумажной массы. В прессовой части машины полотно бумаги отжимается на специальном сукне неск. парами прессовых валов и уплотняется.

В сушильной части полотно бумаги прижимается сушильным сукном к пов-сти обогреваемых паром сушильных цилиндров. Иногда бумагу сушат на воздушной подушке.

При приготовлении суспензии и ее обезвоживании обеспечивается хаотичное переплетение волокон, пучков фибрилл и отдельных фибрилл, к-рые при сушке стягиваются с образованием прочных межволоконных и межфибриллярных связей.

При контакте с гладкой пов-стью сушильных цилиндров происходит и поверхностная отделка бумаги. Гладкость ее дополнительно повышают каландрированием. Полученная бумага наматывается в рулон, иногда отделывается для еще большего увеличения гладкости (суперкаландрируется), а затем режется на листы или рулоны заданного размера. В бумагоделательных машинах с автоматич. управлением производительностью до 500-1000 т/сут скорость полотна бумаги шириной 10 м достигает 1000-1500 м/мин.

Иногда при получении бумаги в качестве дисперсионной среды используют не воду, а воздух (т.н. сухой способ).

Значит. часть бумаги подвергается дальнейшей обработке и переработке. Напр., для улучшения печатных св-в бумаги подвергают т. наз. мелованию, нанося на пов-сгь покрытие, содержащее обычно каолин и связующее (латекс, модифицированный крахмал, карбоксиметилцеллюлозу или др.); для получения водостойкой упаковки пов-сть бумаги покрывают пленкой полиэтилена; для получения мягких кровельных и гидроизоляционных материалов бумаги пропитывают р-рами битума.

Произ-во бумаги связано с использованием очень больших кол-в воды; расход свежей воды в среднем составляет 150 м3/т, а при получении нек-рых видов бумаги - 4000 м3/т. Во 2-й пол. 20 в. благодаря переходу к созданию максимально замкнутых систем водопользования расход свежей воды при производстве, напр., тарного картона сокращен в десятки раз и составляет на некоторых предприятиях менее 10 м3/т.

Малоотходные и безотходные технологии включают системы биол. очистки и доочистки сточных вод, утилизации осадков, а также повторного и оборотного применения очищенной воды. Использованные бумаги сгнивают за неск. недель пребывания в земле и не загрязняют окружающую среду.

Структура, свойства и применение. Бумага - композиционный материал. Кроме разл. волокнистых армирующих компонентов, создающих непрерывную матрицу, бумага может содержать минеральные наполнители, придающие ей непрозрачность и повышающие белизну и гладкость, а также красители, полимерные связующие и др. Проклеивающие в-ва (канифольный клей и др.) предотвращают растекание чернил и туши по пов-сти бумаги и их проникновение на противоположную сторону листа. Синтетич. смолы, латексы, сшивающие агенты обеспечивают влагопрочность. Обычные виды бумаги имеют капиллярно-пористую структуру, состоят из волокон, пучков фибрилл и отдельных фибрилл, связанных между собой водородными связями, силами Ван-дер-Ваальса и трения. Эти связи образуются при сушке бумаги, при к-рой в условиях значит, усадочных напряжений, стягивающих фибриллярные элементы структуры бумаги, происходит застекловывание полимерных компонентов бумагообразующих волокон (целлюлозы, гемицеллюлоз, лигнина). Гемицеллюлозы в условиях получения бумаги могут частично переходить в вязкотекучее состояние, а при сушке застекловываться. Такая структура обусловливает гидрофильность большинства видов бумаги, уменьшение прочности при увлажнении, зависимость св-в и размеров от относительной влажности воздуха.

На сетке бумагоделательной машины волокна бумажной массы ориентируются преим. по направлению движения, причем в большей степени на нижней (сеточной) стороне листа и в меньшей - на верхней (лицевой). Поэтому бумага анизотропна во всех направлениях. Анизотропия усиливается неравномерным распределением по толщине мелких волокон, наполнителей и проклеивающих в-в. Многослойную структуру имеют, напр., бумага и картон, получаемые на многосеточных машинах, а также бумага с покрытиями, напр. мелованная.

Объемная масса бумаги колеблется в пределах 0,40-1,35 г/см3, прочность - от < 10 до 160 мН/текс, сопротивление излому - от 1 до десятков тысяч двойных перегибов, уд. теплоемкость-от 1,21 до 1,32 кДж/(кг*К). Уд. объемное электрич. сопротивление электроизоляционных видов абсолютно сухой бумаги составляет 10-100 Ом*м, диэлектрич. проницаемость - 2,2-5,0.

Печатная и писчая бумага воспринимают печатную краску, чернила, тушь, карандаш; обладают достаточной прочностью и долговечностью (последнее требование не относится к газетной бумаги). Упаковочные виды бумаги характеризуются хорошими физ.-мех. св-вами: высокой динамич. прочностью (мешочная бумага), жесткостью (гофрированный картон) и т. д. Фильтры из бумаги, имеющей заданную капиллярнопористую структуру и высокую жесткость, применяют для очистки газов и жидкостей, напр. масел и топлива в двигателях внутр. сгорания. Санитарно-гигиенич. бумага (туалетная, гигиенич. пакеты, пеленки, бумажные полотенца, белье одноразового пользования) имеют высокую впитывающую способность при достаточной мех. прочности и влагопрочности. Бумага, применяемая как носитель информации в электронно-вычислительной технике, отличается высокой мех. прочностью (перфолента), плоскостностью (перфокарта), стабильностью размеров. Бумага, используемая в кач-ве регистрирующей в системах вывода и размножения информации, имеет "функциональные" покрытия (свето- и термочувствительная, полупроводниковая бумага и др.). Бумага со спец. липкими покрытиями употребляется для механизации упаковки и этикетирования, с антиадгезионными покрытиями - для упаковки липких материалов.

Мировое произ-во бумаги превышает 177 млн. т/год (1983). В наиб. объемах вырабатывается газетная бумага (~ 25 млн. т), печатная и писчая бумага (~ 40 млн. т), тарный картон и упаковочные виды бумаги (~ 60 млн. т), санитарно-гигиенич. виды бумаги ( ~ 8,5 млн. т).


===
Исп. литература для статьи «БУМАГА»: Аким Э.Л., Обработка бумаги, М., 1979; Развитие параметров бумагоделательных машин, М., 1981; Фролов М.В., Структурная механика бумага, М. 1982; Фляте Д. М., Свойства бумаги, 2 изд., М., 1986. Э. Л. Аким.

Страница «БУМАГА» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн