Папір - хімічна енциклопедія

ПАПІР (від італ. Bambagia - бавовна), тонколистової волокнистий матеріал. Папір з масою 1 м 2 більш як 250 г зв. картоном. Розрізняють папір загального призначення (масову і немасову) і спеціальну. Прийнято також розділяти папір на ряд класів: для друку (газетний, офсетний та ін.); для письма, машинопису, креслярсько-малювальна; для апаратів (перфокарточная, телеграфна стрічка та ін.); електротехнічна (кабельна, конденсаторна і т.д.); обгортковий і пакувальний і т.п.

Отримання. Папір виготовляють з волокнистих напівфабрикатів: деревної целюлози; деревної маси - продукту стирання деревини; т. зв. термомех. деревної маси, одержуваної механічним подрібненням (помелом) пропареної деревної тріски; напівцелюлози - продукту хім. і подальшої хутро. обробки деревини; волокон бавовни, льону, пеньки, джуту. Широко застосовується також у вироби, паперова макулатура. Спец. види паперу виготовляють з синтетичних. полімерів (див. Папір синтетичний), мінеральних волокон (скляних, базальтових, азбестових) і ін. матеріалів (шерсть, слюда. металеві. "вуса").

Виробництво паперу включає ряд послідовних стадій: приготування паперової маси, виготовлення паперу на папероробної машині; її обробку, обробку, переробку та упаковку.

Приготування паперової маси зводиться до помелу, складання композиції і очищення маси. Розмелювання - механо-хім. обробка волокнистих напівфабрикатів в воді. зазвичай в коніч. і дискових млинах безперервної дії; при цьому змінюються форма і розміри волокон, відбувається їх набухання. від зовнішньої пов-сті відокремлюються тонкі волокна - фібрили. Композиція паперової маси визначається видом одержуваної паперу. Зазвичай до складу паперу входить дек. видів волокнистих напівфабрикатів (включаючи оборотний шлюб), мінеральні наповнювачі. проклеюючі і допоміжні в-ва. Так, композиція газетного паперу містить 70-85% деревної маси і 15-30% деревної целюлози. Потім отримана маса розбавляється і піддається т. Зв. сортуванню. В результаті видаляються згустки волокон, волокна рівномірно диспергують у воді. запобігає утворенню асоціатів волокон (флокул), забезпечується послід. хаотичне переплетення волокон.

Виготовлення паперу включає подачу водної суспензії (дисперсії), що містить 0,1-1,0% сухих в-в, в бумагоделательную машину, відлив паперового полотна в гратчастої частини машини на рухомій безперервної сітці (однієї або декількох), його пресування, сушку. каландрирование і намотування в рулон. У гратчастої частини машини б. ч. води стікає і формується полотно паперу, до-рої ущільнюється, проходячи на сітці послідовно над разл. зневоднюється (відсмоктувальними) елементами машини. Видаляється вода використовується в осн. для розведення паперової маси. У пресової частини машини полотно паперу віджимається на спеціальному сукні дек. парами пресових валів і ущільнюється.

У сушильній частині полотно паперу притискається сушильних сукном до пов-сті обігріваються паром сушильних циліндрів. Іноді папір сушать на повітряній подушці.

При приготуванні суспензії і її зневодненні забезпечується хаотичне переплетення волокон, пучків фібрил і окремих фібрил, к-які при сушінні стягуються з утворенням міцних межволоконних і межфібріллярних зв'язків.

При контакті з гладкою пов-стю сушильних циліндрів відбувається і поверхнева обробка паперу. Гладкість її додатково підвищують Каландрирование. Отримана папір намотується в рулон, іноді відбувається для ще більшого збільшення гладкості (суперкаландріруется), а потім ріжеться на листи або рулони заданого розміру. У машинах з виробництва паперу з автоматичним. управлінням продуктивністю до 500-1000 т / добу швидкість полотна паперу шириною 10 м досягає 1000-1500 м / хв.

Іноді при отриманні паперу в якості дисперсійного середовища використовують не воду. а повітря (т.зв. сухий спосіб).

Значить. частина паперу піддається подальшій обробці і переробці. Напр. для поліпшення друкованих св-в папери піддають т. зв. крейдований, завдаючи на пов-сгь покриття, що містить зазвичай каолін і сполучна (латекс. модифікований крохмаль. карбоксиметилцеллюлозу або ін.); для отримання водостійкою упаковки пов-сть паперу покривають плівкою поліетилену; для отримання м'яких покрівельних і гідроізоляційних матеріалів паперу просочують розчинами бітуму.

Вироби, паперу пов'язано з використанням дуже великих кол-в води; витрата свіжої води в середньому становить 150 м 3 / т, а при отриманні деяких видів паперу - 4000 м 3 / т. У 2-й пол. 20 в. завдяки переходу до створення максимально замкнутих систем водокористування витрата свіжої води при виробництві, напр. тарного картону скорочений в десятки разів і становить на деяких підприємствах менше 10 м 3 / т.

Маловідходні та безвідходні технології включають системи біол. очищення і доочищення стічних вод. утилізації осадів, а також повторного і оборотного застосування очищеної води. Використані паперу згнивають за дек. тижнів перебування в землі і не забруднюють навколишнє середовище.

Структура, властивості та застосування. Папір - композиційний матеріал. Крім разл. волокнистих армуючих компонентів, що створюють безперервну матрицю. папір може містити мінеральні наповнювачі. надають їй непрозорість і підвищують білизну і гладкість, а також барвники. полімерні зв'язуючі і ін. проклеюємо в-ва (каніфольного клей і ін.) запобігають розтікання чорнила та туші по пов-сті паперу і їх проникнення на протилежну сторону листа. Синтетичні. смоли, латекси. зшивають агенти забезпечують влагопрочность. Звичайні види паперу мають капілярно-пористу структуру, складаються з волокон, пучків фібрил і окремих фібрил, пов'язаних між собою водневими зв'язками. силами Ван-дер-Ваальса і тертя. Ці зв'язки утворюються при сушінні паперу, при якій в умовах означає, усадочних напружень, стягають фібрилярні елементи структури паперу, відбувається застекловиваніе полімерних компонентів бумагообразующіх волокон (целюлози. Гемицеллюлоз. Лігніну). Геміцелюлози в умовах отримання паперу можуть частково переходити в в'язкотекучий стан. а при сушінні застекловиваться. Така структура обумовлює гідрофільність більшості видів паперу, зменшення міцності при зволоженні, залежність св-в і розмірів від відносної вологості повітря.

На сітці папероробної машини волокна паперової маси орієнтуються переважно. у напрямку руху, причому більшою мірою на нижній (гратчастої) стороні аркуша і в меншій - на верхній (лицьовій). Тому папір анізотропна у всіх напрямках. Анізотропія посилюється через нерівномірний розподіл по товщині дрібних волокон, наповнювачів і проклеивающих в-в. Багатошарову структуру мають, напр. папір і картон, одержувані на многосеточних машинах, а також папір з покриттям, напр. малювання.

Об'ємна маса паперу коливається в межах 0,40-1,35 г / см 3. міцність - від <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.

Друкована і газетний папір сприймають друкарську фарбу. чорнило, туш, олівець; мають достатню міцність і довговічністю (остання вимога не відноситься до газетного паперу). Пакувальні види паперу характеризуються хорошими фіз.-мех. св-вами: високою динамічний. міцністю (мішковий папір), жорсткістю (гофрований картон) і т. д. Фільтри з паперу, що має задану капіллярнопорістую структуру і високу жорсткість, застосовують для очищення газів і рідин. напр. масел і палива в двигунах внутр. згоряння. Санітарно-гігієнічний. папір (туалетна, гигиенич. пакети, пелюшки. паперові рушники, білизна одноразового користування) мають високу поглинаючу здатність при достатній хутро. міцності і вологостійкості. Папір, що застосовується як носій інформації в електронно-обчислювальної техніки, відрізняється високою хутро. міцністю (перфолента), площинністю (перфокарта), стабільністю розмірів. Папір, що використовується в кач-ве реєструє в системах виведення і розмноження інформації, має "функціональні" покриття (світло-і термочутлива, напівпровідникова папір і ін.). Папір зі спец. липкими покриттями вживається для механізації упаковки і етикетування, з антиадгезійних покриттями - для упаковки липких матеріалів.

Світове вироб-во паперу перевищує 177 млн. Т / рік (1983). У наиб. обсягах виробляється газетний папір (

25 млн. Т), друкована та газетний папір (

40 млн. Т), тарний картон і пакувальні види паперу (

60 млн. Т), санітарно-гігієнічний. види паперу (

===
Ісп. література для статті «ПАПІР». Яким Е.Л. Обробка паперу, М. 1979; Розвиток параметрів папероробних машин, М. 1981; Фролов М.В. Структурна механіка папір, М. 1982; Фляте Д. М. Властивості паперу, 2 видавництва. М. 1986. Е. Л. Аким.