479

Химико-термомеханическая масса. По внешнему виду она больше похожа на целлюлозу. В ней содержатся в основном длинные волокна, мало мелочи и слизи, значительно меньше пучков волокон.

Хлорцинкйодом волокна химико-термомеханической массы окрашиваются в сине-желтый цвет, причем часть волокон имеет больше синей окраски, другая часть – больше желтой. При рассмотрении под микроскопом можно заметить наличие тонких фибрилл.

Полуцеллюлоза. Полуцеллюлоза небеленая применяется в производстве упаковочной бумаги и картона, а беленая – для различных видов бумаги. Вырабатывается она в основном из лиственной древесины (но может вырабатываться и из хвойных пород). Полуцеллюлоза состоит из длинных волокон, сохранивших характерные особенности породы древесины, из которой она изготовлена. Волокна полуцеллюлозы окрашиваются

хлорцинкйодом в синий цвет, но так как в ней остается значительное количество лигнина, то на синих волокнах видны желтые участки

(рис. 29).

5.3. Определение размеров волокон

Измерение длины и ширины волокон производится при помощи микроскопа с окулярной микролинейкой, представляющей собой небольшое круглое стекло, в середине которого нанесена шкала с делениями (рис. 30).

Цена деления окулярной линейки изменяется в зависимости от силы увеличения микроскопа. Абсолютное значение одного деления

151

шкалы (в микрометрах или миллиметрах) определяется перед началом работы согласно увеличению микроскопа, при котором предполагается производить измерение волокон.

Например, для микроскопа «БИОЛАР», имеющего обойму сменных объективов 5х, 10х, 20х и 40х, при увеличении окуляра 8х цена деления будет составлять в зависимости от увеличения объектива

5х – 0,01863; 10х – 0,00900; 20х – 0,00475; 40х – 0,00235.

0,01863 × 80 = 1,49 мм. Если измеряемое волокно окажется длиннее окулярной линейки, то сначала измеряют часть волокна (например, до изгиба, поры, узелка и т.д.), затем перемещают препарат и производят новое измерение. Полученные при первом и втором измерениях данные складывают и, умножив на значение одного деления линейки, находят искомую длину волокна. Аналогичным образом производят измерение толщины волокна.

Результаты измерений длины записывают в специально подготовленную таблицу. Измерив все волокна четырех полей зрения, суммируют их длины и, поделив на количество волокон, определяют среднюю длину волокна. Для расчета характеристики средневзвешенной длины волокна, часто применяемой в бумажном производстве, учитывают весовые коэффициенты каждой фракции волокна.

Важной характеристикой волокнистого полуфабриката является фракционный состав по длине волокна. При таком анализе подсчи-

152

тывают количество волокон, попадающих по длине в пределы каждого класса, и выводят процентное соотношение волокон в каждом классе. Результат представляют в виде таблицы или гистограммы.

Среднюю длину волокна рассчитывают по следующим форму-

лам:

где пi – количество волокон внутри класса i; li – средняя длина волокон класса i; т – количество классов волокон.

При математической обработке результатов микроскопических измерений целесообразно применять компьютер с использованием специально разработанных программ.

5.4. Определение композиции бумаги по волокну

В зависимости от технических требований, предъявляемых к различным видам бумаги, в ее состав может входить один или несколько видов волокон в строго определенном соотношении. Состав бумаги по волокну обычно называют композицией. При исследовании композиции бумаги определяют вид волокон, из которых состоит бумага; процентное соотношение различных волокон; степень помола бумажной массы. Последнее определение проводят при специальных исследованиях.

153

Качественный анализ состава бумаги проводят путем рассмотрения в микроскоп препаратов, закрашенных хлорцинкйодом. Количественное определение волокнистых материалов, входящих в состав бумаги, может быть выполнено несколькими способами (например, методом глазомерного определения или методом подсчета волокон). Ниже описывается метод определения композиции бумаги путем подсчета волокон.

Из исследуемого образца бумаги или бумажной массы приготовляют пять препаратов средней плотности, закрашивают хлорцинкйодом и рассматривают три-четыре поля зрения. Сначала определяют качественный состав бумаги по волокнам, затем – процентное соотношение волокон.

Подсчет волокон ведут следующим образом. Условно за единицу измерения длины волокон принимают диаметр поля зрения. Устанавливают препарат в любом месте, удобном для подсчета волокон по каждому виду в данном поле зрения, и записывают их число в лабораторный журнал. При этом необходимо учитывать длину волокон. После подсчета количества волокон в данном поле зрения тот же препарат передвигают в другое поле зрения и снова подсчитывают все волокна и т.д.

Допустим, что в композицию бумаги входят два вида волокон: целлюлоза и древесная масса. При подсчете волокон получены данные, приведенные в табл. 13.

Таблица 13 Результаты микроскопического исследования композиции бумаги

154

Всего волокон в десяти полях зрения 60,2 + 112 = 172,2. Для определения процентного содержания берется отношение количества волокон данного материала к общему количеству волокон композиции. Композиция бумаги в рассмотренном примере содержит 35 % целлюлозы и 65 % древесной массы. Аналогичным образом поступают, когда в состав бумаги входят три или четыре волокнистых компонента.

Необходимо заметить, что правильность приготовления и окраски препаратов имеет особое значение. Раствор хлорцинкйода должен давать правильную окраску волокон. При необходимости его качество следует проверить путем окрашивания бумаги известной композиции или отдельных волокон.

155

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Хакимова Ф.Х. Современное производство древесной массы: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2007. – 166 с.

2.Технология целлюлозно-бумажного производства: в 3 т. Т. 1. Сырье и производство полуфабрикатов. Справочные материалы. – СПб.: Политехника: ЛТА, 2002. – 432 с.

3.Технология целлюлозно-бумажного производства: в 3 т. Т. 1. Сырье и производство полуфабрикатов. Ч. 2. Производство полуфабрикатов. Справочные материалы. – СПб.: Политехника, 2003. – 633 с.

4.Пен Р.З., Каретникова Н.В. Технология древесной и макулатурной массы: учеб. пособие. – Красноярск: Изд-во СибГТУ, 2008. – 346 с.

5.Непенин Н.Н., Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы: в 3 т. Т. 3. Очистка, сушка и отбелка целлюлозы. Прочие способы получения целлюлозы: учеб. пособие. – 2-е изд. – М.: Экология, 1994. – 592 с.

6.Пен Р.З. Технология целлюлозы. Т. 1. Подготовка древесины. Производство сульфатной целлюлозы. – 3-е изд. – Красноярск: Изд-во СибГТУ, 2006. – 344 с.

7.Пен Р.З. Технология целлюлозы. Т. 2. Сульфитные способы получения, очистка, отбелка, сушка целлюлозы. – 3-е изд. – Красноярск: Изд-во СибГТУ, 2006. – 344 с.

8.Хакимова Ф.Х., Ковтун Т.Н. Отбелка целлюлозы: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – 182 с.

9.Атлас ультраструктуры древесных полуфабрикатов, применяемых для производства бумаги / под ред. Н.П. Зотовой-Спановс-

кой. – М.: Лесн. пром-ть, 1984. – 232 с.

10.Атлас древесины и волокон для бумаги / Е.С. Чавчавадзе

[и др.]. – М.: Ключ, 1992. – 336 с.

156

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П1

Зависимость между содержанием Н2О2 в водном растворе, его плотностью и объемным содержанием

Таблица П2

Зависимость плотности растворов жидкого стекла от процентного содержания растворенного твердого вещества

157

158