Abstract: |
Wird Zellstoff getrocknet, so erleidet er dadurch eine Reihe von zum Teil irreversiblen Eigenschaftsveraenderungen. Diese unter dem Begriff „Verhornung“ zusammengefassten Eigenschaftseinbussen haben fuer die Verarbeitung des Zellstoffs und die Qualitaet der Produkte grosse Bedeutung. Das Ziel dieser Arbeit war es, Moeglichkeiten zu pruefen, den durch das Rezyklieren von Zellstoff verursachten Festigkeitsabfall durch chemische Modifizierung des Zellstoffs (Einfuehrung von „Spacer-Gruppen“) im heterogenen waessrigen Milieu zu vermindern. Die erhaltenen Produkte sollten charakterisiert und im Hinblick auf ihre papierrelevanten Eigenschaften untersucht werden. Die Untersuchungen sollten gleichzeitig dazu dienen, Informationen ueber die fuer die Veraenderung dieser Eigenschaften verantwortlichen Mechanismen zu gewinnen. Als reaktive Verbindungen wurden alpha,beta-ungesaettigte Substanzen und Aminderivate gewaehlt. Dabei wurde darauf geachtet, dass die Reaktionen unter milden Bedingungen und kurzen Reaktionszeiten im waessrigen Milieu ablaufen und die in den Zellstoff eingefuehrten Spacer-Gruppen unter den bei der Blattherstellung herrschenden Bedingungen stabil sind. Der initial-feuchte Fichtensulfitzellstoff wurde mit den Verbindungen umgesetzt und der Einfluss dieser Derivatisierungen in Abhaengigkeit vom Substitutionsgrad und den Derivatisierungsbedingungen auf das Verhornungsverhalten untersucht. Zusammenfassend kann man sagen, dass durch alle hier ausgewaehlten Modifizierungen von Zellstoffen deren Verhornungsneigung herabgesetzt wird. Die modifizierten Zellstoffe zeigen durchwegs eine geringere Empfindlichkeit gegen Trocknung als die unmodifizierten. Die Abnahme des WRV-Wertes als Mass fuer die Verhornungsneigung von Zellstoffen war abhaengig vom Substitutionsgrad, von der Art der Derivatisierung, und von den Derivatisierungs- und Trocknungsbedingungen. Bei allen Derivatisierungen wurde eine Steigerung der Blattfestigkeiten erreicht, wobei insbesondere bei den mit Acrylamid und Dimethylacrylamid modifizierten Zellstoffen ein starker Anstieg bei Festigkeiten wie Reisslaenge, Berstdruck und Doppelfalzzahl erzielt wurde. Des Weiteren wurde bei ausgewaehlten Systemen die Recyclingfaehigkeit beurteilt, indem mehrere Recycling-Zyklen modellhaft nachgestellt und die papiertechnologischen Eigenschaften gemessen wurden. Die Ergebnisse belegen, dass bei milden Bedingungen und kurzen Reaktionszeiten mit diesen Methoden eine akzeptable Verhornungsverminderung der Zellstoffe erreicht werden und der durch das Rezyklieren hervorgerufene Festigkeitsabfall nahezu verhindert werden kann. |