автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Научные основы обессмоливания целлюлозы поверхностно-активными веществами

Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров

На правах рукописи ЛЫСОГОРСКАЯ Наталия Павловна

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ 0ЕЕСС1ЮЛИВАНИЯ ЦШМОЗЫ •' • ГОВЕРХНОСТНО-АКГОВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМ

05.21,03 - технология и оборудование • химической переработки древесины} химия древесины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук

Санкт-Петербург;» 1994

I

Работа выполнена в С.-Петербургском государственном технологическом университете растительных полимеров.

Официальные оппоненты - доктор химических!наук, профессор • , Ю.М.Черноберелский •'

. - доктор химшеских|наук, профессор И.Л.Дейнека

доктор химических наук, профессор О.М.Соколов ' .

Ведущая организация - 1®ститут высокомолекулярных соеди-. нений Российской Академии наук

Защита диссертации состоится "/5^"--г. в 10 часов на заседании специализированного Совета Д 063.24.01 при С.-Петербургском государственном технологическом университете растительных полимеров.(198095, С.-Петербург, ул.Ивана Черных д А).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке С.-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров.

Автореферат разослан '¿¿¡3" .ЛН^йАл 1994 г.

Ученый секретарь' 1 специализированного совбта ^А г Ю.Н.Швецов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ '

Одн°й из актуальных проблем целлюлозно-бумажной промышленности являются смоляные затруднения, возникающие, в основном, из-за повышенного содержания скол и киров в целлюлозе и неустойчивости эмульсии смочи в варочном щелоке и на последующих стадиях технологии производства целлюлозы и бумаги. Смоляные затруднения приводят к больикм экономическим потерям, связанным с внеплановым простоем оборудования для очистки от ' .смолы, с обрывами бумажного полотна, а такте со сннг.ением качества, а значит.и стоимости целлюлозы.

' ' .'В последнее времл эта проблема обострилась в связи с дефицитом'балансовой дресесини, последовательно, отсутствием возможности выдергивать ее длительное время на воздухе, что позволяло раньше уменьшить смоляные затруднения. Кроме того, в последние годи предприятия ЦБП все больше используют лиственную дрезеснну, содержащую больше, чем хвойные породы, труднораство-римих компонентов смоли - жиров и неомьшгешх. Если раньше смо-•лпнне затруднения имели место на предприятиях, производящих и использующих целлюлозу, получению сульфитным и бисульфитнш способами варки, то в настоящее время отмечаются факты их появления по указанным причинам и на сульфатных заводах, где ранее они практически не наблюдались.

Особые ограничения существуют по содержанию смолы в целлюлозе, предназначенной для химической.переработки (до 0,3$); есть тенденция к еще большему ужесточению этой нормы.

Настоящая работа выполнялась в соответствии с общесоюзной научно-технической программой Минлеспрома СССР по созданию и внедрению новой техники и технологии, а с 1991 по 1993г. в соответствии с ГНТП Россшг по проблеме "Комплексное использование и воспроизводство древесного сырья", по теме 3.2.7, "Разработка научных, основ-и прошшгентга испытания способа снижения смолистости целлюлоза,'.получетгой биоульфитным, сульфатным и сульфитны« методами 'парки, оффектагнши' ПАВ и их смесями."

»..задачи работа, Основная цель работы состояла & разработке научных основ обсссколивания- цсллвлозы и предотвращения смоляных затруднений с помогло поворхностно-активш« веществ (ПАВ), '■ в изучемш механизма ртого того стадийного коллоидно-химического процесса, На базе этого необходимо било решить про- '

блему снижения смолистости полуфабриката радикальным, неэнергоемким, не требующим.больших капитальных затрат и простим способом добавления ЛАВ на различных стадиях производства целлюлозы.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследование коллоидного растворения сколы древесины и ' целлюлозы в воде и водных растворах в присутствии и отсутствий-ПАВ в условиях, моделирующих варку и щелочение при отбелке целлюлозы.

2. Исследование закономерностей и механизма адсорбции ЩВ целлюлозой. ' ,'<

3; Исследование коллоидно-химичёсгих закономерностей смешанного мицеллообразования в водных растворах.

4. Разработка критериев, оценки ПАВ как обесеиоливающих целлюлозу добавок. , . " !

5. Выбор наиболее эффективных ЛАВ и их смесей для обессмоливания целлюлозы и предотвращения смоляных затруднений на основа-: нии коллоидно-химических критериев. •

6. Обессыоливание целлюлозы ПАВ-ами при варке и отбелке в . лабораторных и полупромьаденйых условиях.

7. Промышленные! испытания и внедрение. ПАВ для обессмоливания целлюлозы и предотвращения смоллтвд затруднений.

Научная новизна. Впервые* на основе, исследованного механизма обессмоливания целлюлозы с помощью ЛАВ, имеющего коллоидно-химическую природу, разработали критерии оценки ПАВ как обессиоливающих добавок п научные основы снижения смолистости целлюлозы и предотвращения смоляных затруднений. Впервые установлено синер- ' гическое воздействие скесей ПАВ на обессиливание, оь'браш &ф— ■ фективнне ПАВ и их смеси, приоритет которых защищен авторскими свидетельствами..

Впервые обнаружено явление коллоидного растворен/л различных по химическоцу строению и агрегатному состоянию веществ,считавшихся. ранее 'нерастворимыми или ограниченно растворимыми в воде, в том да еле смолы древесины и цёлдалозн, о таете других природных скол. Иэучеш его закономерности и причины. , Впервые-изучено кикросмульгирование сиолы дрозесши. в водных растворах под воздействием ПАВ,' Определены дозировки последних, необходимые1 для получения лиофияьных, термодинамически ус>-тойчиЕУх систем. Изучение солюбилизации природных смол вносит определенный вклад в познание механизма индуцированного , коллоидно-

го растворения твердых веществ, о котором до настоящего времени нет четких представлений.

Впервые изучена адсорбция - десорбция представителей всех типов ПАВ целлюлозой, что позволило вместе б вышеперечисленными исследованиями установить механизм обессмоливания волокна и предложить новый метод определения содержания ПАВ в товарной целлк -лозе. • • ,

0сновнне^етоды_исследоаат1Я1 При исследовании коллоидного диспергирования смол использованы различные оптические методы: ■электронномикроскопический, динамического светорассеяния, рефрактометрически"!. Последний использовался и при изучении адсорбции-десорбции ПАВ целлюлозой, а также вместе с методом отрыва кольца и фотоколориметрическим для определения критических концентраций мицеллообразованил (ККМ) и,поверхностной активности ПАВ. При исследовании смешанного мицеллообразованил использованы также электрохимические методы: кондуктометрия и ионселективная , . потенциометрия. Содержание смолы в целлюлозе определялось гравиметрическим методом по -ГОСТ 6841-77 после экстракции ее метилен-хлоридом в аппарате Сок'слета. '

Практическая_йначимдстьработа,. Впёрвые разработан путь радикального решения проблемы предупреждения возникновения смоляных затруднений-- введением, ПАВ и их смесей при варке» где появляется потенциальный источник будущих смоляных затруднений в виде седиментационно и агрегатнвно неустойчивой коллоидно диспергированной в щелоке смолы. До настоящего времени э производственной практике применялась, в основном, на бумадных фабриках лишь методы борьбы со смоляными оатрудненшми» кэ решавшие проб-' лемы в целом.

Предложены критерии для научно-обоснованного выбора ПАВ, предназначенных для уменьшения содержания: смолы в целлюлозе при Отбелке на стадии щелочения. Составлены композиции на основе ПАВ отечественного производства по эффективности превосходящие'аналоги, существующие в гдсровой практике." .

. На основе лабораторных иполупрошшшшшс испытаний найдены оптимальные дозировки ¡эффективных' ПАВ для использования на раз-лишшх'стадиях технологического процёссаг'прбизводотва цеяявловы:' '¡Е§ё£П!2£35Ш/^соротические. представ-'; лентт/.иэлоиещще в диссертации, были внедрением вьь-

г.

браипгзс ПЛВ на Хвлининг^лсиж IJC-I и ЦГС-С, 7г.5из;кс::ог и Па-боргс:??:.; уаа. ::а перькх трех предприятиях добивкг, вспоАьяуэтся постоянно г. -Учение 2-5 лет :: ;;ооио;:к:-г:' нра;укц;;п ь;:-

сокого качества ни aacnopï, Убахл го"опо:: оконсу::' '.crai ata^a:;1.' от внодранн." результате!. разработок '/лотанхл ЗУ7.2 Tya.p;/a:ya a ценах ICUia.

*'vLDïîîîJjl5L2S522L' результату работу долахону на

одиннадцати Всесоэзнкх науреренцнгтх, из ir.:x : на дьy;: коуререн-içijb: no коллоидно:: химик (¿G и 83гг.), на двух - по re к физике целлюлозы (62 и 03гг.), на трех - па

всчсосзам (в-1,со 00гг.); .кроме того -• \у 5oecoow;o.ï 1^сцдэлоот>— скол дпсчусс;:;; по сьойствх; ILdi (Uvr) , с-'сго.г,ч-х поучно-тех-глгеоспэс коу-уэпеуцуях в ЛТП цз:1., ¡¡о ЗП",:;»- СЙ7 v. cor:./ ц и

(02.О, на Российской конреранцхн на о'.'Лу; ;ir уелаудосе в CI.T.1 (a j-,}.

результату работ:: бклн до;:о"■.'!•:; лакас ::а м. ук/на-родуух кокаореттуалх : на Евроиене!'о/. аонуа.акуна ;;г химии '

нокархкоакп-'х взапмодепствпй (Оат;), на С-.': аа ропсаакоу коуузрен-цпп но коллоидна:: химии (v2r.).

^ублкхакха: По результатам ai полно::нух теоретических и оу.с-неркуантальуух исследовании опубликована работа, г.олучено 7 авторских свидетельств СССР.

Суруктурз i: обт^м диссертация. Дксссртацкя cour«:? вс глас, введения ;: еуеодов, списка литературу но 2а7 нанкановаа;:;: и Ь приложений. Диссертация вкяэчае? 367 стр. остовкого тог.сгл, 80 рисунков,' 77 таС..".ц.

1. Впервые обнаруженное явление коллоидного paewapeiew в воде до критических температур смешения фаз ограниченно растворимых природных смол, в том числе смолк древесины и целлш:озу, а также других тверд ж вецеств без добавок-ПАВ.

2. ¡.¿¡кроомульгирование и солвбилиззцил смолы с помощь» ПАВ как путь обессмоливакия цолжэлосу и предотвращения смолянух аа-трудкений, 2цбор этапов технологического процесса производства целлюлозу для введения ПАВ,

3. Представлен;!е о механизме адсорбции. ILVB целлюлозой. Выбор типов ПАВ для ее обессмолизания.

4. Представление о механизме обессмоливагаш целлюлозы ПАВ-мп. Коллоидно-химические критерии оценки ПАВ как обессмоливаа^кх цел-

л:ализу y/iiano:'. R:'-Teri':: обес.с;.:олкга::-лато гоздеЛст-

Г!'.я киго'юрь'Тч ci.itf^-;: ILlIi, 1

5. Решение пучблс.ц сбоссиолтштк сульфитной целлюлозы с погоды:} добсюк il-iB.

CÜji'ÄVHUu ?:J,0TU

S'i-SF.S.öQli"" от:.:о'"5н:. возр.«сс«:хцяя потребность р решении задачи нрг'р'-'р: смоллнкх затруднен!'.!; к сбоссгояшатя целлюлоз::, нплу^-'чноп сульфитны:! и бу.еуль^i^th: способами i-'ipMi, о ■•'■>•■■•(.' чкту/.лм'-тсть разработки теоретических основ ovo;: Rpotim» к rown pr.piiv^.tTiinr'O, простого и долевого пути ее ре-

Р"с;«:.¡м'р^г;..! г;,;1-;;::!", тт'^тюй смолистости ¡..i;iпозникногонигс е'олми'л oaTpy;y?v:a;. лигера-

"ур:::::_ ;уа:::: л:, особег.мо работ ('...-'.Лалиудч л л.Л.Ту;.;блна, показал,

r-va ¡.р'-йл""":; :у:лл: ::.G3H0-öy:H."mro лронпгодотвп ¡шляется, з г C'H'ii. , 'Л'.адгп'Гл:1.:- к^^аб;!;.!."^:.',' е:.:<)л:;н:.л алулаг:. .. ü глулл средах: ¡:ал::'::;о co.ioi:, лзмонен.П; р!! средь; и температурь:, <у>лгл- • j ацня чнагз слои волокна способствуют коагуляции с:.:олн на целлюлоз у, оборудование, комхуклкйцпи. 1ло:.:э того, зиацптельнуй ьк.\кд ь воэгикногоаке сголянык затруднен;:;; вносит скола, оказавшаяся на поверхности аолокна я результате варки лкОо размоле целлидози. Счем-дна ниоСход.«:ость иашклзлыюго растворения такоГ, схо;.и, удаление ее из полокна к стабилизации в жидкой фазе. Следовательно, возиохен коллоидно-химический путь решения постапленнвах задач, а именно использование ценннх свойств ШБ, способных интенсифицировать растворение таких труднорастворимух и воде веществ, гак смола, л стабилизировать полученные растворы.

Целесообразно решать рассматриваемую проблему при производстве целлилози введением ILIB при варке или отбелке, чтобы смоля-низ Затруднения не возникали на бумажной фабрике, где они проявляются особенно остро и наносят больной экономический ущерб. Если использование ПАВ при отбелке известно (применялись, а основном, дефицитный и дорогие импортные вещества, подбираемые вши-рически), то относительно использования их при варке известны немногочисленные патентные сведения, в которш: но оообщаотся химический состав добавок, а приводятся лишь их фирменные наименования. '

Подробно рассмотрены псе существующие способы устранения смоляных затруднений. Однако, они имеют ряд существенных недостатков, не позволяющих радикально решить проблему. Так самый старый и простой способ - длительное выдергивание древесины, на воздухе -практически невозможно осуществить из-за недостатка балансовой • древесины, а наиболее современный метод - обработка целлюлозной массы во фротопальпере - отличается значительной ресурсе- и энергоемкостью, потерей волокна, требует усложнения технологической схемы, капитальных затрат. Остальные способы имеют, как правило, локальный характер и устраняют возникшие затруднения, а не про-■ дотвращают их образование. Например, осагдение смолы коагулянтами на волокно в бумакном производстве, в результате чего оборудование и одежда бумагоделательных машин эасмоляется меньше, но , \ возрастает смоляная сорность бумаги. ■ ]

показано, что смола древесины и целлюлозы ограниченно растворяется без добавок ПАЕ в воде и водных.растворах, ыоделирующих сульфитную парку и щелочение целлюлозы. ' .

Растворимость смолк резко возрастает в условиях, моделирую- 1 п:их сульфатную варку, что связано с облегчением гидролиза смоляных и жирных кислот., ¿к омылением в щелочной среде и образова--' нием сульфатного шла, обладающего слабыми поверхностно-активными свойствами (по сравнению с традиционные -ПАВ).

Электронно-гщкроскопнческим методом доказана коллоидная природа полученных растворов. В результате графического анализа дисперсного состава.с.помощь» автоматического анализатора изобра- . гения, сопряженного с ЭВМ, определены сред: зчясленные размеры " • частиц сколы, которые составляют 44-49 зм. Но ото явление коллоидного растворения смолы древесины является лишь частшд.г-'случа-ем общего, обнаруженного при'изучении растворения большого чис-. ла веществ, считввиихся .радее нерастворимыми -в воде - чистой абг:-етиновой- кислоты,, канифоли, ряда других 'ярироднь'ос смол. Эти' ве- . щества'растворялись б трижды перегнанной б кварцевом .днстиллято—.; ре> воде. Изучение температурно-временкой. зависимости коллоидного'-диспергирования смолы показало актив'Лрующее действие температуры, на отот процесс. Отмечена':тенденция-к'достеленной гомогенизации' -системы при возрастании температуры;-;Установлено, •• что 'наличие в сколе древесины, 'целлюлозы','--в канифоли-дшке'слабых, поверхностког-шетивкых' компонентов интенсифицирует их''растворение.;'' .-

Особый-интерес представляет обнаруженное коллоидное раство-

У

рение таых природных смол, цок даммар, мистике, не содержащих следов Jliili, йатем факт существования OTOI'O явления был ЛОДТВбр-. "Дон на многочисленных тверд| гх, твердо-;.шгких и -".идких веществах, например, специально очищенных, не содержащих следов ÍIAB -ПОлиэтиле);;.. и полистирола, а такие металлах - серебре, плетне, золоте, не образующих па поверхности оксидных пленой, и др.Столь TQHKöc дисг ергипованиг: до ультрамнгрогетерогенних размеров час-ГИЦ Проиеходит в обласгн температур от 21>3 до о43 К, т.е. задолго ДО критических температур смешения фаз, Первым возмож-HQSTti появлении TaniK miöVOM теоретически Предсказал Я.!'..Френкель. П.Л.Робиндер я И.ДДунш теоретически показали, что такое диспергирование возможно при пошпении метфзного натяжения до десятой и сотоИ долей миллидоюуля на М2, растворение Происходит за счет энтропийного фактора, Прн етом образуются Лиофильнна термодинамически устойчивые системы. В последующем Е.Д.К^кин и И.М.Глазмпп теоретически показали, что учет высвобождающейся внутренней анергии вещества при его диспергировании лоэооляет объяснить воомо >иость i оллоидного растворения при больших значениях мепфазного натяжения. Суь'м и Абрзмаон, испОЛЬзуя термодинам1ческив уравнении Дюпре и Ьнга, обосновали, Ufo можфазное натяжение определяется резкостью поверхностных натяжений ыдгеэирукхцих фаз, при этом базовое состояние не является Ограничением. Па основании этого можно оценить величину Мегкфазного натяжения на границе смола-вода ( öcx-tf) (табл.1), Определив поверхностное натяжение смолы. Последнее бьло раОЧН=»' Тано по методу Эльтона и Зисмана в результате измерения угли смачивания смолы водой на микроскопе с угломерной насадкой И Составило Ь9,3 "

Таблица I

коллоидно- и Лизикохимические характеристики Процесса

емульгироь. ния смоли древесины в отсутствие ПАВ

Vii 0\ыет'?аз- д5,поргр- ¿F-поверх- Работа Энергия ак-! ное натя- >ность ди'. ностнел эне вытеснения тивоции

— m /л*' • MV»-, д л wi uriw L v^unuiimi itii^M^ii/»

• женив, 2 оперений ргия раство смолм о во- процоееа дн>

ды мДс/м Лазы пенных час- локна J ' спергирова-

" " ''' смолы в vAvm* ния i

систеш, чДк/молЬ

___________________________

6,65 .13,4 30,7 411,4 26,8 4,0

2,00 15,7 , ЗУ,Ö 6¡¿4,9 Öl ,4 4,3

Впервые эквперпге{«'»й»»нч япдтг»ещилксь теоретические предсказания Я.И.Гренке,;;". &ятеи -Д.Букина и ¡Л,',!,Глазмвна о .во-зкэятом коллоидном доероргир-Фетт задолго дч критических температур смешения ф»Г1, нрп котором значительна» роль играет онергетичосгкй фактор ~ кеЧ-оЭД'РХ оисргоя »•»«сяьюеется ¿о 13,4 --15,7 мДк/м^. Поверхностная энсргрп образовавшихся при диспергировании частиц смоли ,(где'Д8 -поверхность образовавшихся при растворении тертш сыодп, рассчитанная по результатам электронно-микроскопического иполодогашш), достаточно велика; то относится I: к робот«, необходимой для вытеснения смолы с волокна. При. теки?: условиях полученные системы является лиофобними и неустойчивыми.

.онергия активации ! Ул ) процесса коллоидного диспергирования смолы рассчитана пр углу наклона прямой, построенной в координатах , согласно уравнению Ребиндера-1Гукина для коллоидного диспергирования: I

' (I) '

где О - количество частиц, растворяющихся с поверхности за I сек Чопределено по результатам изучения температурно-времен-ной зависимости растворения); Ь - личейшлй размер растворяющегося образца; [?/бт - количество частиц на поверхности!

6т- размер растворившейся частицы дисперсной фазы; \) - частота тепловых колебаний частицы.

Показано, что в отсутствие добавок ПАВ растворение смочн в кислой сроде сульфитной варки идет весьма слабо, образовавшиеся эмульсии сколы нестабильны. Только ПАЕ способны уиеньспть работу вытеснений смолы в раствор, снизить энергию активации процесса, ме;?фазную энергию на границе смола-жидкая среда и тем самым способствовать интенсивному ее растворению, кроме'того, только эти добавки создадут возможность образования термодинамически устойчивых микроэмульсий. Образующиеся в процессе варки лигносульфонаты облегчают растворение смолы, но лишь незначительно, Установлено, что основной выход смолистых веществ из древесины в-щелок происходит во вреуя пропитки, поэтому возникает необходимость-«ведения ПАВ перед варкой.

1_2Е§2М^_главе представлеш результаты и анализ исследования влияния ПАВ различных типов и,концентраций на растворение смол. Добавление анионо-эктмвного додецилсульфата натрия (ДЦСИ)

кятионо-аз.'тпвнО!''') ^отплпиридиппй хлорид uiRl) и неиоиогенного ШВ 0Г1-7 в пищошч&юшх, равных половине критической кощент-рецнн 1.:;и,;елл'ЗоЙр..(иов;1Н!;я - 0,5 1ий! 'мсогенные раствори) ;•• ля1йкратно превшШсцих (-ч,вч~ ляриь'и раствор!.1), спо-еобеТйупт растворений

смзлн 1! устойчивости

гЬгрьснй при ожлатде!»".-. Однако, poc»iwjt!»TOCTi/ С.'лолы (рис. .1) в указан-, now диапазоне концентраций ШВ растет незначительно и иасть растворенной смолы (3-11"') осаждается при охлозде-' нии из раствора. ДДСН, поверхностная активность которого больше в уело -виях, Моделирующих сульфитную варку 1 диспергируй ет 'смолу эффективнее, ttefi НёОйНОгеНное ПДБ ОП-7.

Резкоо возрастание pa е творимо с Tit Наб людаб т-ся только 6 концентрированных мицеллярнш растворах 17-10 К№)х. Для того, чтобы разобраться в причине оТличия етих кривых от типичны? при солюбили-вёЦии низкомолекулярных органических жидкостей, когда резкое увеличение растворения имеет место с появлением мицелл ПАВ в растворе (при IfliL), было впервые предпринято электронномикрб^ Скопическое исследование растворов ¡¡АБ и эмульсий смолы в них, . полученных в условиях.моделирукяцих варку и щелочение при ОТбОЛ-ке целлюлозы (табл.2). Размер ¡.апель смолянмх эмульсий S кислой среде в гомогенных растворах /'ДОН мельче, чом в OlV?,B Нейтральной среде наблюдается обратная зависимость,

х) КШ/ГДДСН и ОП-7 - 0/523 и соответственно ,

Ьависимость растворимости смолы в »шдесой Лазе (Сем), моделирующей сулытмтну.и варку, от кгпцен-трацип ПАВ

Сск/i

I - Д21.СН, 2 - ОП-7 РкС. I

Таблице 2

Зависимость геометрических характеристик диспергированных частиц смолу от' концентрации ПАВ и рП среди

Нбимено- Концентра- &..,.,,„ Площадь час-

веиие г,ия т\< р!! среди "'^f' ани- ti- лисперс-

Ш тес/сп. F нм Н1' ноГиД,'.™,

KIC.I . г."/л

дцсн o,nr>/o,5 е,с-Г) юг im 31,5

С, 230/1 I * ТГО/5

82 ТТ> 41,7

7 9 210,1

0,012/0,5 2,0 17 41 40,1

0,023/1 17 25 Г,0.3

0,115/5 8 Ю 244,1

01У? 0,005/0,5 6,65 37 44 "47.9

0,010/1 13 . ' 40 25Т,3

0,050/5 13 Ió 207 У

■ 0 020/0,5 2,0 4R 125 41,7

0,040/1 47 112 45 О

. 0,200/5 8 10 It5,5

0,05/5 10,5 5 16 205,1

Диспергирующее действие гомогеннкх растворов ПАВ пропоргиональ-но их поверхностной активности в данной среде. Исследование размеров эмульгированных частиц смоли вмицеллярт-х растворах показало-уменьшение чпстиц и, соответственно, увеличение их ме*--фазной поверхности особенно, начиная с концентрации ПАВ, пятикратно превмшаюсцей ККМ. <

Таким образом, гри концентрациях ÍL'E от 0,5 до 5 KiCJ и незначительном росте растворимости смолм указаннке добавки, в основном, диспергируют крупнге смоляние ''ппли, не способствуя растворению новну, порций смолы. Сам>-е мелкие капли омульсий смолч .возникают в щелочной среде, где интенсивнее и ее растворение.

Оценка коллоидно- и физикохимичееких херлнтеристик растворения смоли в присутствии ПАВ (тябл.З) показала, что ролдоидк» зация раствора ПАВ приводит к снижению ме^фязного нгтг-ения не границе смола-дисперсионнся среде и, соответственно, к развитии мегфпзной поверхности, уменьшение энергии активации растворения смолм, но система eme остается гидрофобной, термодинамически неустойчивой. В концентрированных мж'елгярнмх растворах ПАЕ (с концентрацией 5 ККМ), ме^фазиое натяжение снижается у*р на-сто-

дько {0>1 нД'к/'м'Ь 4:'fb якофйлиэация си'стайы, -это

cro'óo(teryye'í йдалт Естественно, сисйгеЮй рабо-

та, необходимая для -ктесйётз! 'сийли с волокна, а такт® ейер-Н:'я активации • процесса р'а'ОТворчЗйпп-.

Таблица 3

i'u))iJrtftiníi'o» й ^aáhWüíHKHVjecKUé яарактерист'икй проц-зй'йа Эмульгирования йкблй древесины в

грйсу'тстьии íl'ji —i----—--— — — ------l — --i------¿i------■----^-------—

H'aú¡.íe= pH ICoi^i.'tí'V-T" . ib;nf>a- ItekepX" Гюверхн.Работа Энергия пойа- ёрзды рация 1йВ, экое НОстЬ (энергия выте8= а'ктива-Ние до- iia'ht-' ДнСпер- гзаство- непил Ции tipo

Уашген- да StKbi ^гй-ме. -«»й * nsnniK смоли Цейса

и?''Г< ЩВ /¡.2 чапТнЦ с вЗло дийпер-

" " т.-плн » кий о гирйва-

i 1>л-сас- пД'л/н- 1йш tío"" ¥б!Л!»Дк кДх/моль

да 6,65 2,00 frWfto Uiív^U/ itU 1,150/5,0 0,012/0,5 0 023/1,0 0,115/5,0 2,о 0 1 ы. ъ,0 0,1 31,5 41 »7 210,1 40 I Ь0-,3 244,1 ИЗ,-! 21,0 2Í6,7 301,3 24,4 Sil 0 1 14, ü 12,0 . 0f2 $ 0 2 3,4 Ш

ЗП-7 6,65 2,00 0,005/0,5 0 010/1,0 0,050/5 0 0,020/0,5 1,8 0,6 §¡í 47,9 251,3 207 7, 41,7 lií E6,2 150,6 28,7 100,1. 94,6 19 5 3¡6 1,2 0,2 ti 0'2 3,1 3 0 0 3 2 9 Sil

Таким образом, пр[№ина резкого увеличения растворения смолы в ко!ш,ентрирован!йл{ мицеЛлярннх растворах ШВ йбйтоит в постепенной лиофилйеацйи сиЫ'ёмы.

Электронно-шнфоскопичёЬкие исследования показали, что размеры мицелл ПАВ бЬз смолы и соединений Смолы с ЛАВ практйчей-V» одинаковы( а ото возможно в случае микроэмульгиройниш^ !сйг-да капелька с'мйдн окру лена' монослоем адсорбированного ПАВ» либЭ при солюбилизации, когда молекулы солюбилизата ориентируются так»'.е, как и молекулы в мМцелле, не внося заметных изменений в "архитектуру" и объем мицёлл (сходно со смешанны мицэл-лообразованйеп). Возможность образования шкро&мулЬвий смйлы и солвбилнзаЦиоиных систем обеспечивается в присутств№ 1ЫВ при г охлаждении растиорои, предварительно гомогениаирОБЙнШхх; в высо-

температурных процессах варки и горячего щелочного облагораживания .

Исследования агрегативной устойчивости эмульсий смолы при' охлаждении растворов без ДАВ и с указанными выше добавками, про-, веденные методом динамического светорассеяния (предел чувтвитсль-ности 5 им), подтвердили коллоидную природу растворов и устойчивость систем в концентрированных мицеллярных растворах ПАВ (особенно в ОП-7).

Установлено, что для интенсивного растворения смолы и получения термодинамически устойчивых микроэмульсий или солюбилиза-ционных систем- необходимы дозировки ПАВ не менее, чем в 5 раз превышающие ККМ.

Также, как в случае коллоидного растворения без ПАВ, впервые обнаружено явление, солюбилизации в разнообразии ЛАВ различных твердо-мягких веществ (ряда природных и синтетических смол, абиетиновой кислоты и др.), изучены закономерности этого процесса.

В_главэ_четвё2Х2й рассмотрены результаты изучения адсорбции-десорбции различных очищенных и технических ПАВ целлюлозой.

Изотермы адсорбции (I) и десорбции (2)

Рис.2

Двухступенчатые изотермы адсорбции катионо-а; тнвшх ПАВ (КАН) (цетилпиридиний бромида - ЦПБ и триметилоктлдециламмоний хлорн-да-Т(.ЮДХ) имеют вид, типичный для изотерм полимолекулпрной адсорбции, согласно теории ЕЭТ.

Начало '2-й ступени соответствует ШС.1 ПАВ. Иг^гл этих ПАВ, сорбированные из гомогенных растворов, прочно удер-киваются целлюлозой (десорбция ПАВ из первого слоя не обнаружена). Второй слой ПАВ, адсорбированный из мипеллярных растворов, десорби-руется. Установлено, что удельная электропроводность растворов ЦПБ растет после адсорбции этого ПАВ волокном, что мотет быть связано с обменом катионов нетилпиридиння на подвижные ионы Н+ из двойного электрического слоя целлюлозы. Обнаружена незначительная адсорбция анионо-активних ПАВ (ДДСН и сульфонола НП-1) на целлюлозе и только из гомогенных растворов.

Неионогекнге ПАВ (ОП-7, синтянол ДС-10) адсорбируются как из молекулярных, так и из мицеллярных растворов, десорбируется 40-50", от адсорбированного количества этих ПАВ.

Изучена зависимость удельной поверхностной проводимости во-лоьна (сбв)'от концентрации добавленных ПАВ (табл.4). Величина Э63 определялась методом, предложенным Духиним С.С., и рассчитывалась из зависимости Кбб^ТГа" > гДе ^ ~ удзльная электропроводность дисперсионной среды, О - средневесовой радиус целлюлозных волокон. Зависимость электропроводности ( К ) разбавленной суспензии от объемной доли дисперсной фазы ( р ) описывается уравнением г

откуда ЯвВ определяется тангенсом угла наклона " 6 " прямой зависимости относительной проводимости суспензии целлюлозы("к ) от р . Величина "в " рассчитывалась из экспериментальных измерений методом наименьших квадратов. Относительная ошибка определения составила 10?.

■При адсорбции'КАВ из ионных растворов происходит резкое падение , связанное о нейтрализацией заряда улд-жиа, катионы ЦПБ обращены полярными группами к прсгивоЕмл-жно заряженной поверхности адсорбента, а углеводородные радикалы первого слоя -к жидкой фазе. С дальнейшим ростом концентрации ПАВ происходит адсорбция второго слоя, сопровождающаяся увеличением 2?$ , что

связано,. ]1о-видимому, с псрезар,=дхс-у ^-едррт^хуг/, и обретением катиоиоЕ ЦБП: во- 2ом слое г рас-твору..

Таблица 4

Изменой;:© ааа&аднуос-ти: пеллтогази

в результ(~5<р адсорбции- ПАВ,

..... -у- -Т--..Т-

Наименование- Концентрация-исходного раствора гъ\в ..10?¥оль/л Ш ■ ад9, ■ О«"1

Исходная- целлийдоза- __ ©,.67 ©0.

Препарат 0П-7 0,10. 0,19 0 '58 0,97- 7,20 3 ,'55 4,64 3,;34 119 § 55 . .

ЦБП ' 0'"Г 1,30 о;г&. 47- ' з1. С4 - 75..

СуЛЬф^ОЛ; ' 1,19 1,80 Ш2 425

да® 0,69 & 0,51: 0 ,'5Г ■0 '50- 1-52228; 53:1'

едо^рйичи- вшонтглс- ШВ. очевидно. познвенке- иехпльтяс. Ч/го- возможно- лишу в- случае- обогащения,- их- поверхшсп* отруйд-тельво. ^арккснннми- ионами- ПАВ,, они- ориентируются! г?ра. га^е^вдлнр, полярными- группами- к- раствору,,.1 поверхностная-- пг-ю-, водщотсч-ь. исходного- образца, увеличивается^ е-. 3-4: раза.. Молекулу- •' неионогашого ПАВ, сорбируяоьэкранируют- ридрофобно?' ч&отод отрицательдай- заряд це-ллюлозн». ' ,

Принимая- изложенную ориентацию ПАВ в насьщекном-адсорбционном слое,-а таюке модели .отих молекул Стюарта-Бриглоба-, модно ориентировочно. оценить, площадь, , занимаемую одной молекулой ПЛВ и удельную поверхность волокна. ( 5 ,мс/г), занятую ПАВ,согласно уравнению _ - , ш1/ -

, • ' и)

где Д«.- предельное значение адсорбции ПАЗ в насыщенном слое,

- число Лвогадро.

Плопадь, занятая сорбирован«дач ПДВ составила - гто ять незначительная 'часть, вневией удельной поверхности пеллюлозк з ллбухшем состоянии (IC0-202 к"/г), т.е. iilp» i-re- pp-i!~ уяггт в субк^росколичгсгу» структуру целлплозы, а занимают внешняя,, доступную им поверхность.»

При- изучении адсорбции технических ГОД технической целлюлозой обнаружена лист» адсорбция ^их из гокогегашх растворов- и- образование- монослоя. КАВ адсорбируются- необратимо.,, анионог-актив-же - полностью ддсорбпр.уются, неионогеиные- по величине, здеор<£* ция зпккгаот проноуутоиное положение, десорбция- составляет ЗСг-' от адсорбированного. ПАВ.

В силу пере"исле?тмх особенностей адсорбнии ПАВ различных типов рациональнее для об'ессмолизания использовать онионо-ак-тибнкс вещества, т.к. при- практически- полной-десорбируекоети йх расход для конечна;'! цели- - микроокульгировоння - будет миникаль-ra.'H-, vx "меньше останется в волокне, вдуаем на- химическую, переработку-, наконеп, гплрофплизапгя поверхности- волокна когст- способствовать ускорении пропитки щепы к- других- технологических' процессов. Наоборот, при использовании КАВ и- их необратимой ад~ сорбции могут бить забитг" устья пор- и- капилляров,, что» мокет , привести к ухудшению диффузии реагентов- и- к "чернеЦ,- верке"'»

iLC23-2Ü_£3£52 изложен механизм- обёсемолявания цедеизлэш и- , I предотвращения смоляных затруднений ШВ-зш,. икещий- кол-лоидно-;химическую природу. UVB, введенное- пъ рекомендуемых стадиях технологического процесса, выполнят- многообразные функции-,, способствующие в конечном итоге- об'ессиоливанпю и предупреждение.' смоляных затруднений..

I.. ПАВ адсорбирукт,с» та кове-рхности- целлюлозы, гидрофилией» руят ее-и.; снижая! ке-кфвзное-нотл?;еиие.

2.. Они- уменьшав® раб'о.ту- вытеснения смола с поверхности- волокна- и- гиертсю- активации: процесса растворения смоль!..• . . -•• 1

3'.. Введенные- перед- сульфитной варкой г количестве,, при:-эр-.' но на порядок превкяоюяем ЮС.",, они обеспечивают возможность. микрос-ку льгировеиия- и- солкй'лиеоции смо:;и в щелоке при- охлаждении. ото происходит- к е- только- благодаря добавлений ПАВ: перед-варкой, ко и в результате- гомогенизации- et--злы'прп'высоких тем-■ поратурах в оток процессе-. 'ГЪлуеенгнб систем являются термодинамически усто?л:иввмк». что-!)• позволяет предотвратить смоля-

míe отложения не волокне.и оборудовании. I1AB стабилизирует смолу.

ПАВ, введенные на ступени щелочения при отбелке сульфитной и сульфатной целлюлозы, такяе способствуют микроэмульгированию поверхностной ресорбированной на волокне смолы. Работа вытеснения смоли с целлюлозы резко понижается в 7-10 раз.

За все перечисленные функции ПАВ ответственны, в основном, их поверхностная активность, величина КИМ, определяющая расход, и собилиэирующая способность. Эти свойства ПАВ и являются основными коллоидно-химическими критериями оценки их пригодности для снижения содержания смолы в целлюлозе. Математическое моделирование процессов диспергирования и коагуляции смолы таг*е подтвердило и определило роль каждого коллоидно-уишческого критерия, его влияние па различных этапах процесса обесснолива-ния.

Знание механизма процесса позволило не только найти научно-обоснованные критерии, позволиЕЕше для какдой стадии найти наиболее эффективные добавки, по и обосновать выбор типов ПАВ и наиболее целесообраз]ше стадии производства для их введения.

Так, прежде всего, целесообразно использовать ПАВ в процессе сульфитной варки целлюлозы, особенно, если на производстве нет отбелки, и вводить его перед варкой, т.к., во-первых, основной выход смолы происходит при пропитке и, активированный ЛАВ-ами, выход смолы в это время будет способствовать не только обесемоливанию, но и лучшей делигнификацйи, во-вторых, только дальнейший подъем температуры (до температуры 1-ой и 2-ой стоянки) обеспечат после гомогенизации систем.' дальнейшее образование при .охлаждении'устойчивых микроэмульсий смоли, только для этого необходимы дозировки ПАВ, примерно, на порядок превышающие ККМ. Наиболее.эффективными на зтой стадии должны быть енионог-актизные и неисногенные вещества.,

. fía предприятиях, где.'есть отбелка, целесообразно вводить ПАВ для' обессмоливания сульфитной и сульфатной целлюлозы на ступени Щелочения, Т.к. в щелочкой среде растворение смолы происходит активнее, частт.чш ее мельче и агрегативно устойчивее. Здесь достаточно вводили!для стабилизации эдульсий указанные типы ПАВ в дозировках, ^ли'Зйих к ШШ, для вытеснения с волокна поверхностной рвсорбирй/,чнноЙ'С11эл\1 и стабилизации ее в жидкой фаае1 В отличим йт ЬЬрип, где Предпочтение отдается «нионо-ак-

тивным ПАВ, здесь еле,дует отдать его - неиоиогенным.

Наконец, ПЛВ можно вводить и при промывках целлюлозы, в средах, близких к нейтральной, для стабилизации смоляных эмульсий, особенно тогда, когда для'промывки используют смолусодер-жащке оборотные вода, здесь следует добавлять неиопогенныо и катионоактпзкые ПАВ.

В_шестой_главе рассматриваются вопросы смешанного мицелло-образования, связанные со взаимной активацией ПАВ и направленным уменьшением ККМ в растворах смесей ШВ для сокращения расхода реагентов. С учетом фазовых диаграмм состояния родннх растворов перечисленных выше ПАВ, т.е. с учетом теыпературно-ко-нцентраци о" иной области существования ккцеллярыых растворов в смесях изучена зависимость ККМ н поверхностно!"' активности от состава смеси. При определенных соотношениях ^омпоно"тов наблпт-далсл с1'нерги"еск,ий эффект - улучшение минеллообрэзувщих свойств и увеличение поверхностной гктгв»ости по сравнению с аддитивными значениям!) (например, рис.3)-.

Электронно-микроскопические исследования показали, что размер таких смотанных мицелл меньше, "е-- мицелл отдельных компонентов, и площадь поверхности их больше. В соответствии с механизмом обесемоливаиия при использовании таких смесей можно ожидать более эффективного воздействия, т.к. указанные свойства должны привести к интенсивному микроэ1п\льгированип и солв-бнлизэиии смолы при меньших расходах ПАВ. Эксперимент подтвердил, что в растворах этих смесей смола растворяется больше, чем в растворах отдельных компонентов той те концентрации. Такие смеси могут быть использованы в любых технологических процессах, где требуется большая поверхностная активность добавок. Использование смесей открывает пути удешевления добавок за счет актй-! вэции менее эффективных, но более дешевых ПАВ и отходов. Исследование зависимости поверхностной активности и КК" от соотношения компонентов смеси позволило установить долю каждого ПАВ, при которой наблюдается максимальный синергизм.

?_£§Зьмой_главе впервые в условиях, моделирующих варку и •щелочение целлюлозы, охарактеризованы согласно коллоидно-химическим критериям практически все ПАВ, производимые в нашей стране,и многие зарубежные образцы. Эти данные позволяют выбрать конкретные наиболее эффективные ПАВ без проведения (?ло*кых ла-! бораторных, полупромышленных и тем более ^удое^ких произвол,-

отвеиннх испытаний. . '

Чэс.ь иг) охарактеризованных по оснош-пл/ критерий* '(величине Ш1 и поверхностной активности) ШВ представлена Ь 'табл.5.

Зависимость ККМ (а) и поверхностной активности € (б) смеси ДЦСП и 0П-7 от соотношений компонентов

Наибольшая повару;'Лстнал активное.!. П минимальная Ш'Ш в> условиях оульфтюЙ ра:жи имеет место у г:уЛЬфоната, препарата ОС-20 й окоанола. Следовательно, При использовании этик веществ огадоетдй наибольший ео]гект при варке, согйаано коллоидно-хи-^гчешш критериям* Напорот, от применений неонола, в отиу условиях нельзя .ожидать С тгаих поло'.цтй&ыДО ОДек-мв. Осоо'й) ицьрв(? представляют см- Си сулЬфоньта И 00-20, а тыех- лигнл-еулЦ»)на»9 и сульфонале < '1Ь)5Но прогноэНровяЗш аиаиителып.е аффекте обессноливвник пр| небольших расходах йобавдК| это цнет врвног.1130ть иснэльзеьлицобочны> •проектов йопо^' зова- •

Ике при еу^Ьфигной ьир|<» дэбдь/ш одного ЛигНЛй^^фоИат^. неце-

■ . 1

лесообраэно ^огласно полученной коллоидно-химической характе-'' риотике.

Для биаульфнтной варки, согласно критериям оценки ПАЗ кок обессмоливающих агентов, целесообразно использовать смесь неонола АФ '.МО и оксанола в качестве добавок при щелочении целлюлозы ~ неонол Д^ 9-12 и смеси |фОксанол<* ЦЛ-3 с суль-фонвтом и сульфонолом, от использования сульфатного мыла на этой стадии нельзя ожидать положительных результатов.

Прогнозируемая эффективность ПАВ нп основе их коллоидно-химической характеристики полиостью совладает с рекомендациями по использованию отдельных типов ПАВ, вмтекэюших из механизма ' процесса обессмолирация,

^_ЕД252_Е2£ьмпй приведет! результате опытов по использованию ПлЬ и их смесей в полупроизводственных условиях но Калиик-П-адских цЬЗ-1 и ДЬЗ-2, Немонском ЦЬЗ, Выборгском, Котласском, иютлогорском ЦБК, Часть результатов этих исследований представлена в табл,5. Все оти опыты полностью подтвердили правильность прогнозов целесообразности использования ПАВ, сделанных па основе коллоидно-химических критериев, и позволили определить оптимальнее дозировки- 1Ь\В для промышленных испытаний.

Таблица б

Коллоидно-химическая характеристика и . обесемоливагацвя способность ПАВ и их смесей'

Наименование смесей <ЬШ и их соотношение, ъ

Сульфонол НП-3 Сульфонат

Сульфатное шло Лигносульфонат Препарат 0С-20

ККМ, Поверхност- Дооа ЛАЗ, ^ Сбессмоли-* ная актив-, к жидкой фа- вение цел*-м ность _т зе при запке люлозн, % Дж,м/кг,Ю и щелочении

______!_кг/т цел-зм,

~2~~ 3 4 " 5

.в условиях сульфитной варки 0,020 23,3 0,003 ' 40,0

0,080 3,5 0,150 0,0 0,002 43,5

0,1. 0 5 0 1 0,2 0)5

ОД 0|5

0,5 7,0

0,1 0,5

36, 23 37 .40

О

9

О 8

Окешш O-lü ¡канал LS> S-Iß höohöji лф ö-ii ПреиоЦоллШСР-ЮО

0,004 0,010 Ü,ö40 0,040

продолжение таблицы 5

___3_______ 4 5

40,0

22,5

10,0

24,0

ОД о;Б

0,1 0;ь

0,1 0,5

0,1 0¡5

33 42

7 II б И

б

ЛигП100уЛьф6Н£ЛЧ-еуяьфонол НИ—Э оО i 60

Сульфонал НП-3+ ьырарниьатсль А 7G 326

ЛИ í;i !0 C¿'ji.tá(J На т+ ьикШШйтель А

"tosco

Сульфонат + препашт 0С-20 50¡50

Неонйй Ш 9-IÖ Оксаной 0-10

ilpêtfâpaf Öß-»E0

Выравниватель А

Шанеш А® 9-10+ екеандл o-IB

0,001 0,002 0,003 0,001

23,0 14,« ÍO,cJ 73,0

0,04 0,04 0,04 0,04

в условиях Сшрсфиишй парки

V уелеаияк щелачёния целлвлош )1ри отбелке

Оульфонат Сульфатное шло. Синтамид Б ' '

0,060 0,0р7

.ае,а

.S,fe 41,4

40 04 ÍÜ

35

0,009 £7,b 0,02 ' 0,10 5.2 7.3

0,004 ООН ООО 0,3 14,0 24¡6

0,002. 43,g 0,02 olí . 20,7 23,6

O.tóB Ё1,Б 0,01 o;i 3,1 12,0

0,0« ' 60,0 , 0,02 • 8:Ï4 ESSiiS pSiilMUtSáii 16,0 27 0 33 0

. Î0 M

Í0 ' ' 4í

■ Л

10 60

. 64

СБ . eo

продолжение таблицы

Проксацол Щ-З Окрлпол 0-Ш

ПП-7

¡'еотл АФ У-12 Буи-з 1Т"Л!»

0>'РИ4онол Ш-3+

Ласта РАС + , сульфатное шло 5Ö:5u

Сульфонат+ синтамид 5 75;2Ь

Сульфонаг + проксанол HJi-3 DO: 50

Сульфонол Ш-3+ пропсанол ЦЛ-3 оО»50

0.004

0,05 0,09 0,04 0,01 0,01

3 4 5

! из,8 10 76

49,0 5 10 15 58 62 ■ 72

07,0 5 № 62 68

Sä, 8 2 5 69 72 •

ffl.O 2 10 69' 80 ЬЗ ' 87

•29,0 10 57

1.5 f .10 ' 43

50,3 10 £5

IÖO,0 1Р 76

128,0 10 72

Установлено, что добавки ПАВ обеспечиваю? увеличение РВ в щелоке, уменьшение непровара, возможность ^¡ращения варки на 15-45 мин. за счет сокращения времени пропитки и 1-ой стоянки.

Указанные добавки даются в дозировке??, при Которых обеспечивается концентрация ПАВ з щелоке, примерно, на порядок превышающая iffivi, что и требовалось для мш'рормул&гирооания смолы,согласно механизму процесса. Чем больше вцддится ПАВ, тем больше еффективность обсссмолпвзния. При испольддранин смесей наблюдался синергическиИ аффект в обессмоливоющей способности ПАВ.

Найден новый путь решения проблемы снижения•смолистости целлюлозы ПАЗ-ами на стадии варки, что дает возможность устранить смоляные затруднения по'всему дальнейшему технологическому потоку. _ t ■ ' .При добавлении на стадии щелочения целлюлозы немеет сульфо-

дата и йроксанод* r-о ставил-,затором - «'.ч^оисимртнлц^лл^ло-

со" в наТрИеь'.'? форму - удалось повысить эффективность обессмо-лива;ацего воадзпс.'оия композиции 'до 8С,3"' при введении се п ко-jiiweoíué 10 Кг На Тонну целлллозы, что по уровню воздействия не уступай? лучше'/у зарубежному ПАВ - бунегаля. Другие ПАЕ позволяют сНЛбИ'Л» смолистость целлюлозы на 64-7 С*., т.е. больше, чек мно-

• гие им(-.брРЯ1»е ¡7\B, применяемые иногда в производстве. Па все пре-дла^семые шюсбй,] агрии й отбелки целлюлозы с добавками ыЭДлктив-НШ ¡lili НгцуЧонУ ЬйгорекИе СвидетелЬс1ва На изобретения.

DJííMSS'LEÍÜIl приведены результаты многолетних (6 лет) |1р8«9<з0д0тсемних НШЛ'аНий Ш и Их сиейей, выбор Которых бил научно обоснован,! Иь рИди предприятий отрасли ниеДреПР Чейоль-ЬОЬьниа йрй варке следующих ПАЙ$ препарата ОС-20 (0, iQb-=0,ЙЬ"' !с а.е.д.), позволившему вбееог.адить Целлюлозу па 30"» по beetiy (сбхнологиЧ'Зскому потоку и cj'jiínjónaa'a (0,045-0,00^). ГодоьаЯ Ока* Шмическая эффективность отих т.азрибаток, рассчитанная только 0i¿ СЧеТ одного из улучшаемых показателей Спо содержанию смолы И смоляной сорности) составила ь су/'ж 2Ю тыс.рублей в Цопих 07= Шг4г. Промышленные испытания смесей ьульфоната с препаратом 00-20 и Lupufimiiiatejiet.! Л (0,07^) позволили снизить ш.вдиртдеть целлюлозы на ¿^ч прИ этом композиция много дешйвлб едного пре--* парата 0С-20,

Внедрено применение НеонОЛй 'А 9-12 на ступени щелочения Чри отбелке, чТо позволило обесйколитЬ Волокно на 30'', умеНЬ«= ййть смоляную сорность, очистить коммуникации от смоляных О'ГЙО» ¡".tíHiiF., улучшить работу пресспата; годовая экономическая тивность составил^ 139 тыс. рублей ¡в ценах rj3dr).

Кроме уменьшения содержания смолы, улучшены и другие показатели качества целлюлозы за счет ПАВ: содержание - цвмш-

• лозы, реакционная-способность к вискозообразованию, белиана, Улучыены-такле показатели варочного процесса: I) увеЛ1П:нн tu. кед целлюлозу с г.отла, 2) интенсифицирована делигнифшшЦпя, 3) увеличено содержание РЗ в 'щелоке, а также уменьшены екйЛЯНыа затруднения на бумажных машинах (сокращено количества ибэшшаниро-ванных прокквок сеток от смолы, обрывов полотна бумаги, aítípa-довки буу.аги пр смоляной сорности). Отрицательных Пвбэшщ йьлв* пиЙ в виде повышенного пенорбрйзосания, уыенйлбНИЯ првчшетн бу-jdíira И т.д. не наблюдалось. Успешные проиаьвдетьённые испытания Ь внедрение на ряде предприятий ШВ'убеЗДаЬ* в Правильности рау-

работанннх научных основ обсссмоливадая целлюлозы и представле--' , ний о механизме отого сложного многостадийного процесса. Нам.е-»еш пути очистки сточньлс. и оборокпж вид от смоли, Мелкого во-.!.; локна и ПАВ. ' • .. ,'■'.'■',

основам вызода ' . ; /

1. Впервые обнаружено явление коллоидного растворения до критических температур смешения фаа ряда природкк смол и других различных по химическому строении твердых веществ, считзелихсл ранее перастворимз/л или ограниченно растворимыми- в воде,в отсутствие ПАВ. Значительную роль при атом играет онергеТичсский фа-/ к тор - уменьшение мелфэзпого натяжения на границе смола-:шдкня " среда. Сакт коллоидного растворения смолы древесины и целлюлозы

в воде и водных системах, моделирующих варку, прсомику и 1де;:оче-,, ние целлюлоз;-!, является-частным случаем итого общего явления. •

2. Установлено, что для активации коллоидного.растворения смолы и образования стабильных систем, .а, следовательно для обео-смоливания целлюлозы и предотвращения смоляных затруднений, не- •. обходимы добавки ПАВ в высокотемпературном процесса вэрки идк./-целочення в дозировках при сульфитной варке, примерно, на поря-; док превышающих КК!.!, обеспсчв&щих резкое снижение кеяфазногс, натяжения, лиофилизацию системы," образование устойчивых микро-. . эмульсий н солвбилазационных систем «шла-ШЗ.'. . , . ■'•/

Обнаружена впервые солюбилйзацкя в растворах ПАВ и других разнообразии природных и синтетических смол, изучены закскомер-ности этого процесса. . - . '•.'., -

3. Изучена адсорбция различных' типов; ПАВ целлюлозой и -впервые исследована их десорбция, что возволило установить, целесо-,! образным для обессиолкваняя ;йспЬяьаоваккэ йнионо-актив'цых п. ко-, ионогенных ПАВ. Предложено представление о механизме адсорбции. ПАВ целлюлозой.' 'Ул&^.^У''; ■

4. Выяснен мпогостади/пьй механизм. обессмоливанип целлюлозы ПАВ-ами, имеюдий коллоидно-химическую.суть', на Ъсюваюпь'-кего.У; предложен научно обоснованный' подход'к-'йкбору ПЙГщШденк кол-;; лоидно-химичесхпе критерии. оценки их как. обесслдаллвгзц!«' аге.ч-'~. тов, которые позволяют'-достаточно'. прэстЬ ¡'бер^тфредемы ■труфт,* емких промьгалекггых' испытаний; подобрать; наиболее Уз^октивп^е. ве'4-це'стза для обессмодиванхя > цеяшлозы.У У' эффекты обессмоливавцег.о 'воздействия кекотор^'сг/.есей'гПАВ;/-"'1.'/'

0. 1а('орг.тор:г/с колуг.укач.одсТЕенн:';': кегь'тапил ггбранкг;.

г шюетао дсбс-сои ьаргс :: соболке шлностыо

оправдали прогноза о и:: пригодности, сделы««.с па основе колло-1д710-химич0ск0г. xapr-KTCp,!CTi'.I'I!.

6. На ргдо прздпг.пг.т:«?. отрасли внедрено добавление ПАВ при гар<:е и сплочен:::; цолл'олоак при отбелке. Ста позволило улучшить качество целлюлоза по содержанию смолн и с:.*оляной сорности, том са:достичь аначптелипмх сяоно!3>ческ:;х ayVaKWB, .а тгл. 'с предотвратить g,'mmv.o затруднен'.:; (оч:ш,0!г: ко;.«";нкпдух от сколя-ы": оглох: ни;";, jJiuro* ео^цсио арсьл, необходимо ¡¡a гхкллку от смол:: еето;: бумггодс;: '¿'слыь'Х гла.ш).

Отмс чзн ряд другие поло; л!'.'сльн1гх воздс;>стькГ> д-.обс.г о..- ГЛ> пи показатели карокногс ¡Н'оцссс.: и кач^откл полу^обпик'.п и бумаги.

7. "пло..".!1: :;.'.,,, о рс-сульт г.чедрсния длитс-лку-рл yi";,~ n.Ttr".н;ПАВ на к;''"/' пр убегуеют в npai;.:i:bn:,iv;;: '.г'о-■.ан.ч.'а: научи.oiis^L о'^сскол.-кания цалл.х.ога -;,:.;;;, ''¡ч.дс.'ЛЬ--лгипй о t*.c*air.ia: <:• зтого сложного процесса.

В.;ср;,ге ¡¡^-дло-'ен ! .у.ко ____: ч , рад;:1"..:::,!.. , >л-

простои, не нир/к.^кх технологически?. прэцш«:, н; m ; »•>}-i;!'-.;;", по требу;..,(пГ. ело' лгаго диьолютслыюго обо^уд"-.: : .•; релонил oci'poi; г;поблс.".и сшгошш смолистости цсл;н;ло; г и пр.л!ут~ iif:i3)sn,ui смоляных затру;',н8!21!».

Основное содержание работн кзлолто и слидулчих публикациях:

1. Талмуд-С.Ji. jlLnenoep Н.П..Ридпгар В.К. О коллоидной растворимости природнюс смол и синтетических к:соко:»лсьуляршк соединений в врде//ДЛН.СССР.-19С0.-т.IoO.-.Y3.-С.663-071.

2. Епензер Н.П. ,Крикаtoe L.A. , Талмуд С.Л. Исследований сола-билизации природных. смол и синтетических високоиолокуллршх соединений //КоллоиднцП журнал.-I960.-т.30.-Г 4.-С.620-623.

.3. ¡¡.пензер Н.П. .Должанская М.С.,Талмуд С.Ji. Характеристики ГАЕ в'кислой среде при температуре 150°//Ш.-1972.-т.ХЬУ.-!а8.~ -С. 18*15-1646.

4. Шпензер Н.П, ,Дол*;ан.ск'оя ,М.С.,Талмуд С.Л. Характеристика геяничоских ИВ в водной средЬ//Ш.-1972.-т;ХХ.У.-Ы1.-С.25Ю--2513.. •

5. Sncinep 11.П, ,2г"цеца Г,3. ;Талыу/;_ U.2. Ксс.-удокпш;е сола-билноп.,'.;;: природы о: с:.:ол и синтетических т);.со:\о:пГ--:,уу::.".г пых ео-гунусугл d ор1"-: ^атуф'ог'уп'уууг'члл,

' ". у 2. П. Г. .С. , 1г- .","•,у;1. С.,'", 2сс:;:,гуу;~у;'.е т<:у~,е-

ту-'ной азгчсхкости ''оллоидрого р'с'гзп-^.-v- г-.; ¿одтох сыол "

с ,гг,у...... . ,усс; г;;:оле:"у;;яр:сте г/.I:-,гí технология

ц?лл-гоз!' к буе г.::2Г> лмуч.тр.222 .-Зул

7, i. г'1':;;^" 2.2..С^ачцуеолз 2.2. ,2'л|бзне"п2 2.П. Далууд С..2. 2 v у--услугу, £■ 222: :з y/v.T'.yo'i среде при темпера-;1] о 1С0Г)//',2:Х.--т. I. . -С .47'j—230.

3. .,п<:тог7 Г. л. ,2",гола.<:,ва Г. 22 ,Тал.ууд С.Л. ,2т/уеже теыгора-cj7.ho-T!¡с.:знн'-." '>■ лслтоотл ко.тлойднлго растг'орсучг; ::ип([.али в годе//.л::vг. у технология целлюлозу Су:'лги:СС-.нзу». тр.«И£' L/П.-

глз.-йги.го.-слсе-пг.

V. :уд 2.2.,''плуанслал '1.0. Д'.пензор П. ¡I. французов:: 222,, 2:бпнсл2 2.2. Определение куллулегоу : о;а.:оч'.';л.цгн улцслло~л~

оо^Луля нскотор-:;•- т:с-г-с-рх,!ост:;о~-н :io::;octn s различн

сход»:///л::^ш и технологи'? i олжжэзг л ЗукзипСб.н «уч.тр.ЛТП ЦЕН. -1273.-2ул.20. -С. 112-117.

10. Ипснзср И.П. ,Кулако-о H.I!.,Талмуд СЛ. Изучение твмгор-турно-ирсуенуол гтеи^гаотстп солюбилиз-оцнп кгу-у.'-олу/'/ГЛч--

11. Ппензпр И.2. ,2.плъ С.А.,Талмуд C.J.. Влияние *елии*лм пп-вчрхкосп гон::<*ол« ко ее голяоидясв растворенье з Б0да//лиу.нл *л ,технолоу.'я ь.ол.л'.злоры и бумаги:Сб.:/е;2в;уз.науч. rjw2r.T;I ЦВП.-й'/З.-L;I.-С.2-14 -251.

12. Fa:oi ,Спокзер II.П. О лоллондкз:., диопе¿горогаяиг п годе прзкткчеекк нерастгоршяс тверда тел^Коллондч^ад курнал.-1071, -т .>22121. -.','3. -С* 433-435.

13. Епокэер Н.П. ,3?!.:скова Т.А. Долауд С.Л. Влияние добавок, олечтролнтоз и спиртов на коллоидно-химические характеристики некоторых ионогенных поверхностно-активных пецостэ (ЯАЗ)//Хи(.зю и технология дрзвесины.целлялозы к бумагнгСб.науч.трДТИ ЦБП.-1374.-Вып.2.-С.133-138.

14. Крючкова Г.К. .Шпензер ¡i.П. .Козулина'Т.И. , Талмуд С.Л. Изучение адсорбции некоторое: поверхностно-активных веществ сульфатной целлюлозой//ПК. -IS75. -т.¿УП. -Ж. -С. 390-3S3.

' •, .15, Тал1луд С.Л,, Шпензер. Н.П., Блинов Е.П. Дыбцина U.S. к др. Снижение смолистости сульфитной целлюлозы поверхностно-активньки ве1цестваш//Бу1.шнн£я промышленность.-197б.-;?3.--С.12-13. '

16. Шпензер К.П., Талмуд С.Л. Изучение механизма солюби-лизации твердых тел//Коллоидный нурнал.-1576.-т.ХСЖ.-1,"5.--C.I029-I032.

17. Чудаков U.K., Кирпичева Л.А., Иванова ¡«i.D., Глухова Н.Р., Шпензер H.H., Талмуд С.Л. Поверхностно-активные свой-

■ ства модифицированных лигносульфонатов//Гидролизная и лесохимическая промышленность'.-1977.-!?2.-С.IB-20.

■ 18. Сморгон O.A., Шпензер Н.П., Талмуд С.Л," 0 природе ра-стЕоров ограниченно растворимых.мономеров и механизма их полимеризации в водной фззе//Коллоидннй журнал.-IS78.--С.376-378. •

19. ¡¿олиновская Г.К., Шпензер II.П., Сморгон O.A., Тал?¡уд С.Л.-Определение содержания в целлюлозе неионогенных ПАВ//Бу-маиная промь!ыленность.-1578.-рб.-С.22.

20. Ыалиновская Г.К., Сшнзер Н.П., Талмуд С.Л. Изучение сорбции-десорбции технических ПАЗ различных типов целлюлозой//

.-1978.-т. Ы.-И.-С.2043-2049.

21. Малиновская Г.К. ,, Шпензер Н.П., ¡Ковалева И.Н., Талмуд С.Л. Сорбция ионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) сульфатной целлюлозой//;;®;. -1979, -т .ЬП.-М. -С. 138-142.

. 22. -ДалиноЕС^ая Г,К., Стрелюгина И.А., Шпензер Н.П., Талмуд С.Л,.Коллоидно-химические свойства поверхностно-активных веществ, предназначенных'для повышения реакционной способности к вйскозообразованию сульфатной це ллшозц//ШК.-1979.-т.ЬП.-??3.-С.710-712. , .

. 23.Налиновская F.K.,. Дробосюк В.М., Шпензер Н.П., Талмуд С.Л.-Влияние поверхностно-активных веществ на поверхностну» проводимость' сульфатной ,целлшозы//Й1К, -I97S. ~т.(Л.-И2, -С.2638-•ДО. Т."'• ' '•• ' . -V ' . :

24. Шпензер Й.'П,, Малинового;P.K,j Талмуд С.Л. Изучение ' некоторых;кол^ридно-химичеокиху свойств;поверхностно-активных веществ, ^^аана^шшх для рб^орибливания сульфитной

t вдллсд05ы/Дигд1я" и технология": целлазбги ;Т5йгуа. сб .науч. тр. '