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Untersuchungen zur chemischen Modifizierung von Zellstoff zur Verminderung der Verhornungsneigung sowie zu den sich daraus ergebenden papiertechnologischen Eigenschaften

Weigert, Johann :
Untersuchungen zur chemischen Modifizierung von Zellstoff zur Verminderung der Verhornungsneigung sowie zu den sich daraus ergebenden papiertechnologischen Eigenschaften.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2000)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Untersuchungen zur chemischen Modifizierung von Zellstoff zur Verminderung der Verhornungsneigung sowie zu den sich daraus ergebenden papiertechnologischen Eigenschaften
Language: German
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.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Pulp undergoes a number of partly irreversible changes during the process of drying. These losses of properties are summarised by the term “hornification”. They may have a negative effect on processibility and the quality of products. The aim of this work was to check possibilities to reduce the strength-loss caused by the recycling process of pulp by chemical modification of pulp (introducing “spacer groups”) in a watery environment. The got products should be characterized and their paper-relevant properties should be examined. Simultaneously the examinations should lead to informations about the mechanisms responsible for the alteration of these properties. As reactive compounds alpha,beta-unsaturated substances and amino derivatives were chosen. Attention was paid to modify the pulps under mild conditions in aqueous medium within short reaction times and to obtain derivatives which are stable under the conditions of paper making. Initial wet sulphite pulp of spruce was derivatised by the active compounds and the effect of degree of substitution and derivatising conditions on hornification was investigated. It showed that all select modifications reduces the hornification tendency of the pulp. The modified pulps showes always a smaller sensitivity against drying than the not modified fibers. The decrease of the WRV value as a measure for the hornification tendency of pulp was dependent on the degree of substitution, on the modification route, and on the derivatising and drying conditions. At all modifications an increase of the sheet strengths was reached in which a strong rise at strengths like breaking length, burst and double fold was obtained particularly at the pulps modified with Acrylamide and Dimethyle-acrylamide. The recycling behaviour of modified fibres was evaluated by a simplified laboratory method measuring paper technological properties. The results prove that by such an approach the hornification tendency may be reduced considerably and the decrease of paper strength properties caused by recycling may be diminished.English
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Divisions: Fachbereich Architektur
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:20
Last Modified: 07 Dec 2012 11:46
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000045
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-456
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Braun, Prof. Dr. Dietrich
Advisors: Gruber, Prof. Dr. Erich
Refereed: 18 October 1999
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/45
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