Книга переиздана в рамках проекта «школа бумаги»

(разрезаются) и расщепляются, от них отделяются небольшие фрагменты 
в виде пучков фибрилл (волоконец) и обрывков клеточных оболочек. Как 
показал Д. Кларк [3], а также Р. М артон [16] в первой стадии размола про­
исходит разрушение и удаление (стягивание) наружных оболочек волокна, 
р и Si (см. рис. 6), сдерживающих его набухание и фибрилляцию. С разру­
шением этих оболочек обнажается фибриллярная структура основной мас­
сы вторичной стенки волокон, облегчается доступ туда воды и начинается 
процесс фибрилляции, сопровождающийся усиленным поглощением воды, 
набуханием и пластификацией волокон.
Процесс фибрилляции заключается в ослаблении и разрушении связей 
между отдельными фибриллами и микрофибриллами клеточной стенки 
под влиянием механических воздействий и проникновения воды в меж- 
фибриллярные пространства, т. е. в области аморфной целлюлозы, где 
сосредоточена главная часть гемицеллюлоз. Последние, располагаясь на 
поверхности фибрилл, усиленно набухают, повышая гибкость и пластич­
ность волокон, что способствует скольжению фибрилл в клеточной стенке 
друг относительно друга.
Фибрилляция может происходить как на поверхности, так и внутри 
клеточной стенки волокна. В первом случае поверхность волокна разру­
шается и от нее отделяются фрагменты клеточных оболочек и фибрилл, 
образуя своеобразный ворс на поверхности волокна, видимый при боль­
шом увеличении микроскопа. Такая фибрилляция увеличивает наружную 
поверхность волокна и его способность к образованию межволоконных 
связей, однако она ослабляет прочность самого волокна и снижает сопро­
тивление бумаги раздиранию. При внутренней фибрилляции отделения 
фибрилл не происходит, повышается лишь гибкость и пластичность воло­
кон в результате усиленного набухания гемицеллюлоз в межфибрилляр- 
ных пространствах, ослабления и частичного разрушения связей между 
фибриллами [17]. Такая фибрилляция сообщает волокну способность к об­
разованию межволоконных связей, не снижая прочности самого волокна, 
а потому она является более желательной.
Некоторые исследователи высказывают предположение, что гемицел­
люлозы, обладая более короткими, чем целлюлоза, цепями и ветвистым 
строением, способны очень сильно набухать, образуя подобие коллоид­
ного раствора на поверхности фибрилл целлюлозы. В таком состоянии 
°ни, обладая известной степенью подвижности, могут перемещаться и 
сорбироваться на поверхности волокон, что облегчает образование меж­
волоконных связей между микрофибриллами соседних волокон через ги­
дроксильные группы [15, 18]. Вначале при прессовании мокрого листа эта 
связь устанавливается через гидратированную пленку воды на поверхно- 
Сти микрофибрилл, затем при удалении воды сушкой — через мономоле- 
кУлярную пленку воды с более четкой ориентацией гидроксильных групп 
и- наконец, через водородную связь при полном удалении воды сушкой и 
сближении поверхностей волокон силами поверхностного натяжения воды
41

до необходимого расстояния 2,5—2,75 А. Сближению волокон при сушке 
способствуют пластичность и гибкость размолотого волокна и силы по­
верхностного натяжения воды, величина которых, как показал Б. Кемп­
белл [11], может достигать 100—200 
к г с / с м .
Силы, стягивающие волокна 
в единую структуру, оказывают большое влияние на более тонкие и гибкие 
волокна. В результате действия этих сил бумага при сушке подвергается 
значительной усадке и образует более плотный и прочный лист.
Полагают, что наиболее прочная межволоконная связь в бумаге по­
лучается, когда волокна связываются между собой через фибриллярные 
поверхности стенок S2. Менее прочной получается связь, образованная 
между волокнами через поверхностные оболочки S) и Р и микрофибриллы, 
отделившиеся от волокна при размоле [19].
Гибкость и пластичность волокон в сочетании с открытой активной по­
верхностью хорошо набухшего волокна, свободного от наружных оболочек 
Si и Р, является основным условием для образования хорошего контакта и 
связывания волокон при листообразовании. Гибкость волокон увеличива­
ется при удалении из них лигнина и при утончении волокон при размоле. 
Что же касается разрушения наружных оболочек волокна, то этот процесс 
начинается часто еще до размола: при варке, отбелке и интенсивном пере­
мешивании волокон в процессах производства, особенно это относится к 
сульфитной беленой целлюлозе. По данным Риста [15], некоторые виды 
сульфитной целлюлозы могут иметь 50—70% «открытой» поверхности 
волокна. Поэтому такая целлюлоза может дать довольно прочную бумагу 
даже без размола, так как ее волокна способны к образованию достаточно 
прочных межволоконных связей.
Влияние удаления наружных оболочек волокна в процессе его размола 
на прочность бумаги показано на рис. 9.
Резюмируя, можно сказать, что главное действие размола заключается 
в подготовке поверхности волокон для образования мёжволоконных свя­
зей и в придании волокнам способности связываться между собой в проч­
ный лист, что достигается частичным разрушением и удалением наружных 
клеточных оболочек, приданием волокнам гибкости и пластичности вслед­
ствие ослабления и частичного разрушения межфибриллярных связей вто­
ричной клеточной стенки (фибрилляция волокна) и усиленного набухания 
целлюлозного волокна и особенно гемицеллюлоз в межфибриллярных про­
странствах и на поверхности фибрилл (гидратация волокна при размоле). 
Термин г и д р а т а ц и и здесь применяется в смысле коллоидно-физическо- 
го взаимодействия целлюлозы с водой и достаточно, хорошо характеризует 
сущность коллоидно-физических явлений, происходящих с волокном при 
размоле.
Второе, важное действие размола заключается в укорочении волокон и 
частичном их расщеплении по длине, что необходимо для предотвращения
42

флокуляции волокон при листообразовании и улучшения формования, а 
также для придания бумаге требуемой структуры при выработке тонких, 
жиронепроницаемых упитывающих и Других видов бумаги.
Таким образом, механические процессы измельчения волокон обуслов­
ливают главным образом структуру бумажного листа, а коллоидно-физи- 
ческие процессы — связь волокон в бумаге. Благодаря межволоконным 
силам связи бумага приобретает плотность и прочность, а пористость и
,3

жүктеу/скачать 17,63 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: