Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Ковернинский И.Н. -> "Комплексная химическая переработка древесины" -> 41

Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.

Ковернинский И.Н., В.И. Комаров, СИ. Третьяков, Н.И. Богданович, О.М. Соколов, H.A. Кутакова, Л.И. Селянина Комплексная химическая переработка древесины: Учебник — Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2002. — 347 c.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка): khp_drevesini.pdf
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 134 >> Следующая

К специальным видам относятся: электроизоляционная термостойкая, химически стойкая бумаги; искусственная кожа; реставрационная и др.
Бумага как материал является сложным объектом для изучения свойств, так как, обладая только ей присущими признаками, проявляет в то же время признаки полимерного и композитного материалов.
Полимеры обладают рядом особых механических свойств, обусловленных их структурой: 1) полимеры представляют собой совокупность больших линейных или разветвленных молекул, т.е. макромолекул; 2) характерным является резкое различие прочности связей вдоль цепи и между цепями. У полимеров связь вдоль цепи намного прочнее поперечных связей, образующихся вследствие межмолекулярного взаимодействия, что и обуславливает весь комплекс необычных свойств полимеров; 3) специфические особенности механического поведения полимеров определяет гибкость макромолекул, которая зависит как от деформации валентных углов при приложении больших нагрузок, так и от вращения отдельных частей макромолекулы вокруг простых химических связей, которое может иметь место при гораздо меньших энергетических затратах.; 4) практически не существует полимеров, у которых все молекулы имели бы строго одинаковые размеры. Наряду с молекулами очень больших размеров в полимере
102

могут быть небольшие молекулы и молекулы промежуточных размеров. Следовательно, любой полимер в той или иной степени неоднороден по молекулярной массе, т.е. полимолекулярен. Поэтому существует понятие средней молекулярной массы. Известно, что при достижении определенного достаточно большого значения молекулярной массы дальнейшее возрастание прочности полимера становится незначительным. Влияние же полимолекулярности нельзя исключить ни при каких значениях средней молекулярной массы.
Под композитами понимают материалы, состоящие из двух или более разнородных материалов и обладающие свойствами, которые не имели исходные материалы. В строении композита обычно выделяют наполнитель (дисперсную фазу) и связующее (матрицу). Кроме того, на свойства композита оказывает влияние состояние пограничного слоя (границы), отделяющего исходные материалы. Наибольший интерес для исследователей целлюлозно-бумажных материалов представляют теории прочности композитов, армированных дискретными волокнами. В этом случае особое влияние на свойства материала оказывают: характеристики граничных поверхностей матрицы и дисперсной фазы; отношение диаметра волокон к их длине и отношение модулей упругости волокна и матрицы. Для производителей бумаги практический интерес представляет и определение критической (неэффективной) длины волокна, которая в случае композита определяется по уравнению
Udf=<jfJ2xmi (2.1)
где /к - критическая длина волокна, т.е. волокна с длиной / <, /„; df~ диаметр волокна; а/и - разрушающее напряжение при растяжении волокон; хт - разрушающее напряжение при сдвиге.
Модуль упругости композита, армированного дискретным волокном, может быть рассчитан по уравнению
E = FEj-Vf+ Ет Vm , (2.2)
где F - коэффициент эффективности упрочнения волокном, зависящий от объемного содержания волокна и отношения модуля упругости волокна к модулю упругости матрицы; Ef, En, - модули упругости первого рода соответственно для волокна и матрицы; Vf я Vn,- объемное содержание волокна и матрицы.
2.1. 2. Свойства бумаги и картона.
Свойства бумаги определяются ее структурой, которая образована отдельными, связанными друг с другом волокнами. Волокна в структуре бумаги распределены неоднородно и, кроме того, сами волокна также неоднородны, т.е. обладают различными деформационными и прочностными
103

свойствами. Волокна в структуре объединены связями, механизм действия которых является предметом дискуссии и не выяснен до сих пор. По мнению СП. Папкова, следует различать три типа связей между волокнами:
1) связи, обусловленные механическим зацеплением и силами трения между волокнами. Они возникают в результате свойлачивания волокон при получении бумаги из волокнистой массы в результате трения волокон;
2) связи, обусловленные межмолекулярным взаимодействием. Энергия таких связей определяется ван-дер-ваальсовым взаимодействием или энергией водородных связей, их реализация возможна при расстоянии между контактирующими молекулами порядка ЗА; 3) связи, вызванные капиллярными силами - поверхностным натяжением жидкости, удерживаемой волокнами в плотно уложенных слоях и капиллярных пространствах таких слоев. Особенности, присущие полимерам и композитам и определяющие их свойства, наблюдаются и у целлюлозно-бумажных материалов.
Необходимо отметить, что в данном случае для исследования свойств бумаги может быть использован целый ряд теорий, разработанных для полимеров и композитов. Например: теория вязкоупругости; теория разрушения композитов; основы механики трения; статическая теория прочности; теория смесей полимеров и т. д.
Теории, разработанные для описания механического поведения бумаги, могут быть разделены на две большие группы: теории сеток и континуальные теории. Теории сеток не объясняют свойства бумаги в случае слишком плотного соединения волокон в структуре, а континуальные теории не принимают в расчет наличие в структуре пустот. Обе группы теорий основываются на допущении однородного поля деформации во всем образце бумаги. В действительности есть существенные изменения в местной деформации в листе бумаги под нагрузкой или при изменении влаго-содержания. Связанные области и свободные сегменты будут иметь различную жесткость, что приведет к возникновению концентрации напряжений, обусловленной наличием пустот, а это, в свою очередь, к искажению прогнозируемой деформативности. Практическое использование предлагаемых теоретических положений затруднено необходимостью определения таких трудноизмеряемых характеристик, как модуль упругости отдельного волокна, длина сегмента волокна - расстояние между центрами соседних связей, свободная длина волокна - расстояние между зонами оптического контакта, кривизна волокон, момент инерции площади поперечного сечения волокна относительно вертикальной нейтральной оси и пр.
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 134 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed