Влияние амидов смоляных кислот канифоли на прочность межволоконных связей в бумаге в z-направлении

Амиды смоляных кислот канифоли в зависимости от структуры могут оказывать на бумажные массы как гидрофобизирующее, так и упрочняющее действие. Установлено, что разработанные продукты модифицирования канифоли (клеевая канифольная композиция ТМАС-3Н и полиамидная смола ПроХим DUO), содержащие амиды смоляных кислот, при введении их в бумажные массы, изготовленные из волокнистых суспензий целлюлозы сульфатной (небеленой и беленой) хвойных и лиственных пород и макулатуры, отличающиеся степенью помола (25, 40 и 70 °ШР), способствуют повышению прочности межволоконных связей в бумаге в z-направлении. Действие эмульсии ТМАС-3Н сравнивали с традиционно применяемыми проклеивающими эмульсиями ТМ и AKD. Введение эмульсии ТМАС-3Н в бумажные массы (0,40 % от а. с. в.) обеспечивает максимальный прирост прочности межволоконных связей в бумаге в z-направлении, изготовленной из целлюлозы, равный 16,7–88,6 %, и из макулатуры – 19,4–75,4 %, что по сравнению с эмульсией ТМ больше в 1,6–6,4 и 2,3–4,5 раза соответственно. Достигнутый положительный эффект обусловлен наличием в эмульсии ТМАС-3Н частиц дисперсной фазы оксиэтиламидов и аминоэтиловых эфиров смоляных кислот, способных образовывать водородные связи с гидроксильными группами на сопряженных поверхностях целлюлозных волокон. Проклейка бумажных масс эмульсией AKD снижает прочность межволоконных связей в бумаге в z-направлении во всем исследуемом интервале ее содержания. Полиамидная смола ПроХим DUO, представляющая собой полиаминоамид смоляных кислот канифоли, при содержании ее в бумажных массах 0,10 % повышает прочность межволоконных связей в бумаге в z-направлении, изготовленной из целлюлозных и макулатурных суспензий, на 50,0–92,3 и 44,4–63,5 % соответственно. Полученные результаты повышения прочности межволоконных связей в бумаге в z-направлении амидами смоляных кислот канифоли полностью согласуются с механизмом мостиковых связей и теорией водородных связей.

1. Иванов, С. Н. Технология бумаги / С. Н. Иванов. – Изд. 3-е, переработ. – М.: Лесн. пром-сть, 2006. – 696 с.

2. Фляте, Д. М. Свойства бумаги / Д. М. Фляте. – Изд. 2-е, исПр. и доп. – М.: Лесн. пром-сть, 1976. – 648 с.

3. Черная, Н. В. Теория и технология клееных видов бумаги и картона: монография / Н. В. Черная. – Минск: БГТУ. – 2009. – 394 с.

4. Дубовый В. К. Силы связи в бумаге из растительных и минеральных волокон / В. К. Дубовый, Г. И. Чижов // Изв. вузов. Лесной журн. – 2005. – № 4. – С. 116–124.

5. Vahey, D. W. Tests for z-direction fibre orientation in paper / D. W. Vahey J. M. Considine // Appita Journal. – 2010. – Vol. 63, N 1. – P. 27–41.

6. Study on the wet-web strength and pressability of paper sheet during the press process with the addition of nanofibrillated cellulose (NFC) / Z. Lu [at al.] // Carbohydrate Polymers. – 2019. – Vol. 210. – P. 332–338. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.01.083

7. Теоретические основы технологии повышения прочности картона из макулатуры полимерами / С. Л. Андреева [и др.] // Химия раст. сырья. – 2010. – № 1. – С. 179–181.

8. Слаутин, Д. В. Повышение прочности бумаги, изготовленной из макулатурной массы // Д. В. Слаутин, М. В. Теплоухова, Р. Э. Андраковский // Вестн. ПНИПУ. Хим. технология и биотехнология. – 2018. – № 1. – С. 113– 135. https://doi.org/10.15593/2224-9400/2018.1.10

9. Тарасов, С. М. Химические вспомогательные средства в производстве целлюлозных композиционных материалов / С. М. Тарасов. – М.: ФГБОУ ВО МГУЛ, 2016. – 36 с.

10. Хованский, В. В. Применение химических вспомогательных веществ в производстве бумаги и картона. Ч. II / В. В. Хованский, В. К. Дубовый, П. М. Кейзер. – Санкт-Петербург: СПбГТУРП, 2013. – 72 с.

11. Кожевников, С. Ю. Межволоконные электростатические связи в бумаге / С. Ю. Кожевников, И. Н. Ковернинский // Химия раст. сырья. – 2012. – № 3. – С. 197–202.

12. Polyamidoaminoepichlorohydrin resin a novel synthetic anti-corrosive water soluble polymer for mild steel / G. Nirmala Devi [at al.] // Progress in organic coatings. – 2017. – Vol. 109. – P. 117–125. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2017.04.034

13. Grigoriev, V. New strength technology: opportunities for cost savings and unique sheet characteristics / V. Grigoriev, M. Vartanen // Me tissue chemicals. – 2015. – N 27. – P. 56–59.

14. Hagiopol, C. Chemistry of modern papermaking / C. Hagiopol, J. W. Johnston. – CRC Press, 2012. – 431 р. https://doi.org/10.1201/b11011

15. Осипов, П. В. Эффекты синергизма между синтетическими полимерами и катионным крахмалом в макулатурных композициях / П. В. Осипов // Целлюлоза. Бумага. Картон. – 2011. – № 3. – С. 74–77.

16. Holik, H. Handbook of paper and board / H. Holik. – Wiley-VCH, 2013. – 528 р. https://doi.org/10.1002/9783527652495

17. Флейшер, В. Л. Особенности применения эмульсий димеров алкилкетенов и модифицированных смоляных кислот в целлюлозных и макулатурных суспензиях для получения высококачественных видов бумаги и картона / В. Л. Флейшер, Н. В. Черная, Ж. С. Шашок // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2022. – Т. 58, № 2. – С. 237 – 250. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2022-58-2-237-250

18. Андрюхова, М. В. Новый азотсодержащий полимер с упрочняющим и гидрофобизирующим действием на бумагу и картон / М. В. Андрюхова, В. Л. Флейшер, Н. В. Черная // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2019. – Т. 55, № 1. – С. 99 – 106. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2019-55-1-99-106

19. Флейшер, В. Л. Импортозамещающая технология получения и применения полиамидной смолы с гидрофобизирующим и упрочняющим действием на бумагу и картон / В. Л. Флейшер [и др.] // Полимерные материалы и технологии. – 2018. – Т. 4, № 3. – С. 72 – 83.

20. Chernaya, N. V. The creation and implementation of the resource-conserving technology of paper and paperboard sizing with hydrodispersions of modified rosin in the mode of heteroadagulation of peptized particles / N. V. Chernaya, V. L. Fleisher, N. V. Zholnerovich // Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University. Applied ecology. Urbanistics. – 2017. – Vol. 2, no 2. – P. 87–101.