Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
Когезгюнная способность. Большое внимание уделяется вопросу о вкладе межволоконных сил связи и прочности волокна в прочность бумаги. Классическим примером является работа Ван-дер-Аккера с сотрудниками, которая показала, что при испытании на растяжение при разрушении образца часть волокон разрушается, а часть выдергивается из структуры. Было установлено, что при умеренной степени помола при разрушении образца бумаги от 40 до 70 % индивидуальных волокон разрушается, а остальные вытаскиваются. При введении в композицию бумаги связующих веществ увеличивается доля разрушенных волокон. При использовании длинноволокнистых полуфабрикатов возрастает относительное содержание разрушенных волокон по сравнению с использованием коротковолок-нистых полуфабрикатов. Предложено уравнение, выражающее зависимость прочности бумаги на разрыв от двух составляющих - собственной прочности волокон и способности к связеобразованию:
1 = g I 12АР8
T Z bLP ,(RBA)'' где T- прочность образца материала на разрыв; Z - нулевая разрывная длина; А -площадь поперечного сечения образца; р - плотность волокон; g - ускорение свободного падения; Ь - напряжение, возникающее при сдвиге волокон; L - средневзвешенная длина волокон; P - средний периметр волокон; (RBA' -относительная площадь связанной поверхности волокон в испытуемом образце.
134
Межволоконные силы связи в структуре бумаги определяются в основном водородной связью, силами Ван-дер-Ваальса и силами трения. Соотношение между ними различно и зависит от многих технологических факторов, среди которых одним из главных является размол.
Когезионная способность волокон рассчитывается как отношение разрушающего усилия при сдвиге поверхностей двухслойного листа бумаги к площади связанной поверхности между слоями. В отечественной практике чаще используется метод, предложенный профессором С. Н. Ивановым. Широко известен метод Кларка.
При определении свойств некоторых видов целлюлозно-бумажных материалов (бумаги для печати, многослойных картонов) измеряется когезионная способность в поперечном направлении (сопротивление выщипыванию). Эту характеристику лучше определять динамическим методом на приборе Скотта.
Влияние вида волокнистого полуфабриката и степени помола волокна на когезионную способность представлено в табл. 2.13.
Грубость волокон, Грубость волокон определяется как масса в миллиграммах ста метров волокон и измеряется в децигрексах (дг).
Большую грубость имеют волокна из поздней древесины, т. е. обладающие толстой стенкой и небольшой полостью. В бумажной массе они сохраняют круглую форму, придавая бумажному листу пухлость. Отмечается, что более длинное волокно, как правило, имеет большую грубость.
В табл. 2.14 представлены данные, характеризующие влияние метода получения полуфабриката и породы древесины на грубость волокон.
Способность к размолу. Кларк определяет это свойство как увеличение разрывной длины в начальной стадии процесса при удвоении расхода энергии на размол. Одним из важнейших процессов при подготовке бумажной массы является размол. Для оценки размолотой технической целлюлозы проводят ее размол в стандартных условиях и в соответствии с действующими стандартами получают лабораторные отливки материала и готовят их к испытаниям. Свойства полуфабриката оценивают, используя такие характеристики, как: степень помола; продолжительность размола для достижения заданной степени помола; удельная площадь поверхности волокон. При этом определяется интересующий набор характеристик упругости, вязкоупруго-сти, жесткости, прочности и т.д. Хорошее представление о размолотом полуфабрикате дает удельная площадь поверхности волокон, которая зависит от методов получения полуфабрикатов и хорошо коррелирует с физико-механическими свойствами бумаги и картона. Изменение удельной площади поверхности волокон при размоле представлено в табл. 2.14.
135
Таблица 2.13
Влияние вида полуфабрикатов и степени помола на когезионную способность
Степень помола,°ШР Льняная полумасса Хлопковая полумасса Сульфатная лиственная
беленая целлюлоза Сульфатная небеленая целлюлоза Сульфатная
беленая целлюлоза Сульфитная небеленая целлюлоза Сульфитная
беленая целлюлоза
MKM V, CM3Zr F
МПа 5,
MKM CM3Zr Fca»
МПа 8,
MKM V, CM3Zr F
1 CBS
МПа б,
MKM V, CM3Zr F
МПа 5,
MKM V, CM3Zr 1 св,
МПа 5,
MKM К CM3Zr ^CB,
МПа 5,
MKM V, CM3Zr F
х СВ5
МПа 13 162 1,61 0,98 206 2,08 0,57 216 2,17 0,21 174 1,72 ОД) 167 1,67 0,22 25 164 1,64 0,75 137 134 0,99 133 133 1Д0 144 1,45 1,75 166 1,67 1,40 147 1,47 138 150 1,49 1,38 35 155 1,54 1,14 132 132 1,21 126 1,27 1,88 146 1,45 1,73 149 1,49 1,42 141 1,41 1,50 141 1,41 1,48 45 140 1,39 1,49 128 1Д8 1^8 122 1,22 2,18 142 1,41 2,02 152 1,51 1,61 137 137 1,57 136 135 1,75 60 130 1,30 1,61 125 1,25 1,58 120 1,20 2^0 140 1,41 2,14 143 1,43 1,78 134 133 2,02 137 137 1,79 75 125 1,25 1,75 122 1,22 1,70 113 1,12 2,40 140 1,41 2,47 133 1^3 230 129 1,28 2,24 132 132 2,11
Таблица 2.14
Грубость различных целлюлозных волокон по методу Рейнджера
Полуфабрикат Порода древесины Грубость, мг/ДООм Белая древесная масса Ель 28,4 Небеленая сульфитная целлюлоза Ель 19,1 Беленая сульфитная целлюлоза Ель 19,3 Полубеленая сульфатная целлюлоза Южная сосна 20,4 Древесная масса Осина 23,5 Холоднощелочная полуцеллюлоза Смесь лиственных 15,6 Небеленая сульфатная целлюлоза Береза 12,1 Беленая сульфатная целлюлоза Береза 10,5 На способность к размолу большое влияние оказывает химический состав полуфабриката, т. е. содержание лигнина, гемицеллюлозы и альфа-целлюлозы.
