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Autor: Gattermayer, Jochen
Titel:Darstellung von kationischen Zellstoffen und Untersuchung der Wirkungsmechanismen bei ihrem Einsatz in der Papierherstellung
Dissertation:TU Darmstadt, Fachbereich Chemie, 2001

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Abstract auf Deutsch:


Die Arbeit sollte einen Beitrag zur schwierigen, aktuellen und bis jetzt nicht gelösten Problematik der Unschädlichmachung von feindispersen Störstoffen mit klebendem Potenzial ("Mikrostickies") bei der Papierherstellung liefern. Dazu wurde das Potenzial permanent kationisch modifizierter Zellstoffe, Modellstörstoffe aus Kreislaufwässern zu entfernen, in Abhängigkeit von verschiedensten Prozess- und Modifikationsparametern an Modell- und Realsystemen untersucht. Es zeigte sich, dass die Fähigkeit der modifizierten Cellulosen, Störstoffe zu binden, im Wesentlichen von ihrer kationischen Oberflächenladung abhängt. Die Mindestderivatisierung, die zur maximalen Adsorptionsleistung nötig ist, wurde für die Systeme individuell ermittelt. Eine Hydrophobierung der Oberfläche der Störstofffänger erwies sich als wenig erfolgreich und in einigen Fällen sogar als Nachteil. Die adsorbierten Störstoffe werden scherungs- und verdünnungsstabil gebunden. Dies spricht im Hinblick auf ein späteres Recycling des Zellstoffs für eine endgültige Unschädlichmachung der Störstoffe und nicht für ein Verlagern des Problems auf die nächste Stufe im gesamten Nutzungszyklus. Zur Beurteilung des klebenden Potenzials wird ein Polyestersieb (Papiermaschinensieb) benutzt, das unter definierten Bedingungen mit der zu untersuchenden Lösung in Kontakt gebracht wird. Die Adsorption von Störstoffen an dem Sieb wird gravimetrisch bestimmt. Es konnte ein Zusammenhang zwischen der Oberflächenenergie von Modellklebstoffen und ihrer Tendenz, sich an ein Sieb bekannter Oberflächenenergie anzulagern, bestätigt werden. Die höchste Ablagerungstendenz wurde gefunden, wenn Klebstoff und Sieb möglichst identische Oberflächenenergien besitzen. Eine Modellvorstellung für die Interaktionen zwischen Störstoffen, Störstofffängern und Füllstoffen wurde entwickelt.


Abstract auf Englisch:

The focus of this work was the removal of undesirable sticky substances ("microstickies") from the water circuits of paper machines. The potential of permanently cationized cellulose to remove sticky model substances by adsorption was evaluated with respect to several relevant process parameters. Both model and real systems were considered in the evaluation. The most important parameter proved to be the cationic surface charge. The least amount of chemical modification of the cellulose surface required to achieve maximum adsorption was individually determined for each system. Increasing the hydrophobicity of the surface was not very effective, and in some cases even turned out to be a disadvantage. Once adsorbed, the sticky substances are very stable with respect to changes in shear stress and dilution; they are unlikely to reappear in the recycling plant. The potential of the sticky substances to adsorb was evaluated by bringing a PE-mesh into contact with a solution of the undesirable substances under defined conditions. The adsorption was measured gravimetrically. A correlation was confirmed between the surface energy of the sticky substances and their tendency to adsorb to a surface of known surface energy. The highest adsorption was found when the surface and adsorbent species had nearly identical surface energies. A model describing the interactions in these systems has been developed.

Dokument aufgenommen :2001-07-25
URL:http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000147