ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2023.246.407-415isplta-112Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯCHEMICAL TECHNOLOGY OF WOOD. BIO TECHNOLOGYМодификация минерального наполнителя нановолоконной целлюлозойModification of mineral filler with nanofiber cellulosehttps://orcid.org/0000-0001-5045-0390МалютинаД. И.MalyutinaD. I.

МАЛЮТИНА Дарья Игоревна – старший преподаватель кафедры технологии бумаги и картона

198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург

MALYUTINA Darya I. – Senior Lecturer of the Department of Paper and Cardboard Technology

198095. Ivan Chernykh str. 4. St. Petersburg

malyutinadarya20@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8482-0684СмирноваЕ. Г.SmirnovaE. G.

СМИРНОВА Екатерина Григорьевна – заведующая кафедрой технологии бумаги и картона, доктор технических наук, профессор

198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург

SMIRNOVA Ekaterina G. – DSc (Technical), Head of the Department of Paper and Cardboard Technology

198095. Ivan Chernykh str. 4. St. Petersburg

smirnovalta@gmail.comСанкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайнаРоссияSaint-Petersburg State University of Technology and DesignRussian Federation2023200220240246407415Copyright © Малютина Д.И., Смирнова Е.Г., 20242024Малютина Д.И., Смирнова Е.Г.Malyutina D.I., Smirnova E.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/112

Показана возможность модификации минерального наполнителя- карбоната кальция ноноволоконной целлюлозой. В качестве нановолоконной целлюлозы применена бактериальная целлюлоза, синтезированная штаммом бактерий Komagataeibacter rhaeticus CALU-1629 в количестве 1–5% к массе а.с. волокна. Установлено, что модификация наполнителя бактериальной целлюлозой позволяет получить бумагу с содержанием наполнителя до 50%, обеспечивая его удержание в бумаге на 95–98% без применения удерживающих веществ. Модификация наполнителя бактериальной целлюлозой позволяет повысить механическую прочность бумаги с наполнителем и снизить впитывающую способность бумаги, что даст возможность значительно сократить использование катионного крахмала и проклеивающих веществ в производстве бумаги.

The possibility of modification of mineral filler-calcium carbonate by nonofiber cellulose is shown. Bacterial cellulose synthesized by bacterial strain Komagataeibacter rhaeticus CALU-1629 in the amount of 1–5% to the mass of a.s. fiber was used as nanofiber cellulose. It is established that modification of the filler with bacterial cellulose allows to obtain paper with the content of filler up to 50% providing its retention in the paper by 95–98% without the use of retaining agents. Modification of the filler with bacterial cellulose allows to increase the mechanical strength of paper with filler and reduce the absorbency of paper, which will make it possible to significantly reduce the use of cationic starch and bonding agents in paper production.

бактериальная целлюлозанаполнитель мелзольностьмеханическая прочностьbacterial cellulosechalk fillerash contentmechanical strengthАвторы выражают благодарность сотрудникам Санкт-Петербургского государственного университета Мигуновой А.В. и Института высокомолекулярных соединений Российской Академии Наук Хрипунову А.К. за синтез, размол и предоставление суспензии бактериальной целлюлозы.ReferencesА. с. № 13313837/12. СССР, Способ получения бумаги. Д.М. Фляте, Г.И. Чижов, О.В. Зайцева / №1043216; заявл. 29.01.1982: опубл. 23.09.1983. Бюл. № 35. 3 с.А.С. 1043216 Method of paper production, applied. 1982.01.29, publ. 1983.09.23, Bull. no. 35. (In Russ.)Пат. РФ-RU № 2585785, Обработка материалов, содержащих карбонат кальция, для повышения количества наполнителя в бумаге / Гантенбайн Д., Шелькопф Й., Гейн П.А.К.; опубл. 10.06.2016, Бюл. № 16.Pat. RF-RU No. 2585785. Treatment of materials containing calcium carbonate to increase the amount of filler in paper / Gantenbein D., Schelkopf J., Hein P.A.K.; publ. 10.06.2016, Bull. no. 16. (In Russ.)Лоренсу А.Ф., Гамелас Я.Ф., Феррейра П.Дж. Увеличение содержания наполнителя в производстве бумаги за счет использования наполнителя PCC с кремнеземным покрытием // Nord Pulp Paper Res. J. 2014. 29 (2). Р. 240–245.Lorensu A.F., Gamelas J.F., Ferreira P.J. Increasing filler content in papermaking by using silica-coated PCC filler. Nord Pulp Paper Res. J., 2014, 29 (2), pp. 240–245.Пенкин А.А. Влияние мраморного кальцита, модифицированного катионным крахмалом, на печатные свойств бумаги // Труды БГТУ. Серия IV. Химия, технология органических веществ и биотехнология. 2008. С. 305–310.Penkin A.A. Influence of marble calcite modified with cationic starch on printing properties of paper. Proceedings of BSTU. Series IV. Chemistry, technology of organic substances and biotechnology, 2008, рр. 305–310. (In Russ.)Пенкин А.А. Применение карбонатных наполнителей, модифицированных катионным крахмалом // Химия, технология органических веществ и биотехнология. 2009. С. 290–293.Penkin A.A. Application of carbonate fillers modified by cationic starch// Chemistry, technology of organic substances and biotechnology, 2009, рp. 290–293. (In Russ.)Смирнова Е.Г., Лоцманова Е. М., Журавлева Н. М., Резник А. С. Материалы из нетрадиционных видов волокон: технологии получения, свойства, перспективы / Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, под ред. А.В. Вураско. Уральский государственный лесотехнический университет. Екатеринбург: УГЛТУ, 2020. 252 с,Smirnova E.G., Lotsmanova E.M.M., Zhuravleva N.M., Reznik A.S. Materials from non-traditional types of fibers: production technologies, properties, prospects / Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, Ed. by A.V. Vurasko. Ural State Forest Engineering University. Ekaterinburg: UGLTU, 2020. 252 с. (In Russ.)Пат. РФ-RU № 2538582. Способ производства бумаги и композиции бумаги / Лайне Я., Эстерберг М., Микель Д.; опубл. 10.01.2015, Бюл. № 1.Pat. RF-RU № 2538582 Method of paper production and paper compositions / Laine Я., Esterberg M., Mikel D.; publ. 10.01.2015, Bull. no. 1. (In Russ.)ЕА 201700517 А2, С12N 1/20. Штамм Komagataeibacter (Gluconacetobacter) rhaeticus CALU-1629, синтезирующий наноцеллюлозу / Tкаченко А.А., Райко М.П., Мигунова А.В. Бюл. ЕАРВ 06.2018 г.EA 201700517 A2, C12N 1/20, Strain Komagataeibacter (Gluconacetobacter) rhaeticus CALU-1629, synthesizing nanocellulose / Tkachenko A.A., Raiko M.P., Migunova A.V. Bul. EARB 06.2018.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.