Введение к работе
Актуальность темы. Прочностные и деформационные характеристики целлюлозно-бумажных материалов являются важнейшими потребительскими свойствами и в значительной степени определяют цену и спрос на готовую продукцию. В связи с этим все большее значение приобретают вопросы о степени и характере влияния процесса производства сульфатной хвойной и лиственной целлюлозы, на изменение ее прочностных и деформационных показателей. Соответственно, необходим постоянный контроль за изменением этих характеристик. В то же время определение прочностных показателей и характеристик де-формативности занимает достаточно много времени, и результат может быть получен через 8-12 часов, вследствие чего полученная информация будет запаздывать и не обеспечит оперативного управления за процессом.
Анализ литературных данных показал, что для экспресс-анализа прочностных свойств сульфатной беленой целлюлозы можно использовать характеристику вязкости. Однако таких данных крайне недостаточно. Чаще всего используются данные производства, но такие данные не систематизированы и разрознены. Данные по взаимосвязи вязкости небеленой целлюлозы и прочностных, деформационных и фундаментальных характеристик в литературе отсутствуют. В тоже время оценка вязкости целлюлозы может быть проведена в течении 1-2 часов. В связи с этим, исследование взаимосвязи вязкости целлюлозы с характеристиками деформативности и прочности, а также фундаментальными характеристиками для сульфатной целлюлозы представляет как теоретический, так и практический интерес.
Цель и задачи исследования. Цель работы - установить возможность и целесообразность использования величины вязкости небеленой сульфатной целлюлозы из лиственных и хвойных пород древесины для контроля за изменением фундаментальных, структурно-морфологических, деформационных и прочностных характеристик этих целлюлоз.
Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:
-
Провести анализ изменения вязкости, выхода, числа Каппа и химического состава сульфатной целлюлозы из лиственных и хвойных пород древесины, полученной в различных условиях варки.
-
Провести сравнительный анализ влияния факторов сульфатной варки на характер изменения фундаментальных, структурно-морфологических, деформационных и прочностных характеристик небеленой целлюлозы из лиственных и хвойных пород древесины.
-
Установить характер взаимосвязи между вязкостью сульфатных небеленых целлюлоз из лиственных и хвойных пород древесины и их фундаментальными, структурно-морфологическими, деформационными и прочностными характеристиками.
Научная новизна. Впервые проведено системное исследование и установлен характер взаимосвязи между вязкостью и фундаментальными, структурно-морфологическими, деформационными и прочностными характеристиками небеленой сульфатной лиственной и хвойной целлюлозы, полученной в различных условиях варки. Показано, что прочностные характеристики небеленой сульфатной целлюлозы имеют тесную корреляционную связь с вязкостью.
Установлено, что определяющее влияние на характер изменения фундаментальных, структурно-морфологических и деформационных характеристик как лиственной, так и хвойной целлюлозы имеет число Каппа, то есть химический состав волокна и состояние его поверхности, тогда как прочностные характеристики небеленой сульфатной целлюлозы имеют наиболее тесную корреляционную зависимость с вязкостью.
Практическая ценность. Установленные зависимости между прочностными характеристиками небеленой сульфатной целлюлозы и вязкостью позволяют прогнозировать уровень значений прочностных характеристик. Полученные зависимости могут быть использованы для проведения лабораторного экспресс-контроля за качеством сульфатных небеленых целлюлоз.
Установлены "критические" значения вязкости для лиственной и хвойной сульфатной целлюлозы, ниже которых появляется близкая к пропорциональной зависимость прочностных характеристик от вязкости. Для лиственной целлюлозы значения "критической" вязкости 1000.. .1100 мл/г, для хвойной-900.. .950 мл/г.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на Международных конференциях в г. Архангельске (2010, 2011г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях Архангельского государственного технического университета (2009,2010 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация включает в себя: введение; аналитический обзор; методическую часть; экспериментальную часть, включающую четыре раздела; общие выводы; библиографический список. Содержание работы изложено на 143 страницах, включая 41 рисунок и 41 таблицу, библиографический список содержит 151 наименований.
