Лигнин в производстве стеновой керамики

Лигнин — химически активный продукт и его относят к группе поперхностно-активных веществ (ПАВ), обладающих пластифицирующими свойствами, при этом устоявшимся является мнение о лигнине, как о твердом пластификаторе. Трудно согласиться с таким объяснением, поэтому в Новосибирском инженерно-строительном институте проведены исследования по определению соединений в комплексном составе лигнина, выполняющих роль ПАВ.

Влияние различных твердых выгорающих добавок, в том числе и лигнина, на энергетическое состояние глиняных смесей изучалось на теплопроводящем микрокалориметре. Сравнивалась теплота смачивания водой нескольких составов. Содержание добавок принималось по максимальной величине связующей способности и пластичности шихт с лигнином, а также с расчетом на более яркое проявление характера их влияния на состояние глиняных шихт (табл. 1).

Для выявления активных групп в лигнине при исследованиях был применен метод его минерализации хлористым кальцием (этот прием известен в технологии получения фибролита, ксилолита). Испытания показали, что введение лигнина, предварительно обработанного СаСЬ, значительно снижает теплоту смачивания смеси по сравнению с природным сырьем. Органические твердые добавки повышают этот показатель на 8— 18%. Максимальный прирост значения теплоты смачивания достигается при введении в суглинок лигнина, что может служить предпосылкой улучшения формовочных свойств шихт с лнгином по сравнению со смесями с другими выгорающими добавками.

Снижение активности состава с лигнином, обработанным СаС12, объясняется прежде всего тем, что хлористый кальций, химически взаимодействуя с жидкими составляющими лигнина, в первую очередь с серной кислотой, образует плохо растворимые продукты реакции, снижающие термокинетическую активность системы в целом. Это доказывает, что не твердая, а жидкая составляющая лигнина придают ему свойства поверхностно-активного вещества, и из множества соединений, образующих жидкую фазу, следует обратить внимание на органические и неорганические кислоты п на трудногидролизуемые полисахариды.

Полисахариды, составляющие более трети гидролизного лигнина, являются остатками целлюлозы, представляющей собой полимер Р — D-глюкозы, который в воде не изменяет своей структуры, но в присутствии органических кислот распадается на фрагменты с образованием новых свободных связей2. Поэтому есть все основания связывать поверхностную активность гидролизного лигнина с большим содержанием в нем полисахаридов и некоторого количества уксусной и серной кислот.

Для проверки правильности этого предположения были проведены исследования влияния на пластические свойства глинистого сырья различных составляющих жидкой фазы лигнина (табл. 2). Испытания проводились по ГОСТ 21216.1—81. Определялось число пластичности лессовидного суглинка Канского месторождения, затворенного различными составами, причем кислотность растворов подбиралась в соответствии с кислотностью лигнина Канского биохимического завода.