Результаты исследования взаимосвязи вязкости и механической прочности беленой лиственной сульфатной целлюлозы
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-5-203-213Ключевые слова:
сульфатная целлюлоза, отбелка, вязкость целлюлозы, характеристики механической прочности, гипохлорит натрияАннотация
Проведена оценка взаимосвязи вязкости и механической прочности промышленных образцов лиственной сульфатной беленой целлюлозы. Для производства данного вида полуфабриката использовали древесину березы и осины, которая была заготовлена на территории Северо-Западного региона Российской Федерации. Вязкость раствора высокомолекулярных полимеров дает представление о средней длине волокон и, соответственно, об их степени деструкции. В свою очередь, от длины волокна в значительной мере зависят механические свойства волокнистого полуфабриката и прочность изготовленной из него продукции. В связи с тем, что для определения вязкости раствора высокомолекулярных полимеров требуется не более 2 ч, а для получения стандартных характеристик механической прочности 8–10 ч, анализ вязкости можно считать экспресс-методом, дающим информацию о механической прочности полуфабриката. В представленной работе вязкость полуфабриката определялась в соответствии с международным стандартом ISO 5351:2010 в растворе куприэтилендиамина. Для промышленных образцов лиственной беленой сульфатной целлюлозы с вязкостью более 800 мл/г были выявлены высокие значения характеристик механической прочности. Для образцов целлюлозы установлена корреляционная связь только между числом двойных перегибов и вязкостью. Дальнейшее исследование выполнено для образцов беленой лиственной сульфатной целлюлозы с различной степенью деструкции волокна, которые были изготовлены при варьировании параметров обработки гипохлоритом натрия. Результаты позволили получить диапазон значений критической вязкости для беленой лиственной сульфатной целлюлозы, который составил 600...700 мл/г, и полиномиальную зависимость между сопротивлением раздиранию, разрывной длиной, числом двойных перегибов и вязкостью при высоком коэффициенте достоверности аппроксимации данных – не менее 0,89. Показано, что вязкость может стать аналитическим инструментом в экспресс-диагностике механической прочности волокнистого полуфабриката на промежуточных стадиях производства беленой лиственной сульфатной целлюлозы и при контроле качества готового полуфабриката.
Скачивания
Библиографические ссылки
Богомолов Б.Д. Химия древесины и основы химии высокомолекулярных соединений. М.: Лесн. пром-сть, 1973. 399 с. Bogomolov B.D. Chemistry of Wood and Basic Chemistry of High Molecular Weight Compounds. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1973. 399 p. (In Russ.).
Виноградов Г.В., Малкин А.Я. Реология полимеров. М.: Химия, 1977. 438 с. Vinogradov G.V., Malkin A.Ya. Rheology of Polymers. Moscow, Khimiya Publ., 1977. 438 p. (In Russ.).
Вшивков С.А., Русинова Е.В., Салех А.С.А. Реологические свойства жидкокристаллических растворов производных целлюлозы // Высокомолекуляр. соединения. Сер. А. 2021. Т. 63, No 4. С. 243–248. Vshivkov S.A., Rusinova E.V., Abo Saleh A.S. Rheological Properties of Liquid Crystalline Solutions of Cellulose Derivatives. Vysokomolekulyarnye soedineniya. Seriya A = Polymer Science. Series A, 2021, vol. 63, no. 4, pp. 243–248. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S2308112021040088
Камчатова Е.Ю., Перевозчикова А.К. Тенденции развития целлюлознобумажной промышленности Российской Федерации // Уч. зап. Рос. акад. предпринимательства. 2022. Т. 21, No 2. С. 43–49. Kamchatova E.Yu., Perevozchikova A.K. Trends in the Development of the Pulp and Paper Industry of the Russian Federation. Uchenye zapiski Rossijskoj akademii predprinimatel’stva = Scientific Notes of the Russian Academy of Entrepreneurship, 2022, vol. 21, no. 2, pp. 43–49. (In Russ.). https://doi.org/10.24182/2073-6258-2022-21-2-43-49
Карманова Т.Е. Взаимосвязь вязкости сульфатных небеленых целлюлоз с фундаментальными, деформационными и прочностными свойствами: дис. ... канд. техн. наук. Архангельск, 2012. 143 с. Karmanova T.E. Relationship between the Viscosity of Sulfate Unbleached Pulps and Fundamental, Deformation and Strength Properties: Cand. Tech. Sci. Diss. Arkhangelsk, 2012. 143 p. (In Russ.).
Миловидова Л.А., Комарова Г.В., Королева Т.А., Севастьянова Ю.В., Казаков Я.В., Белоглазов В.И. Промывка и отбелка целлюлозы. 2-е изд. Архангельск: Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2019. 192 с. Milovidova L.A., Komarova G.V., Koroleva T.A., Sevastyanova Yu.V., Kazakov Ya.V., Beloglazov V.I. Washing and Bleaching of Pulp. 2nd ed. Arkhangelsk, Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 2019. 192 p. (In Russ.).
Муллина Э.Р., Чупрова Л.В., Ершова О.В., Лыгина Е.Г., Корниенко Н.Д., Пинчукова К.В. Влияние химической природы отбеливающих реагентов на свойства целлюлозного волокна // Успехи соврем. естествознания. 2015. No 11. С. 74–77. Mullina E.R., Chuprova L.V., Ershova O.V., Lygina E.G., Kornienko N.D., Pinchukova K.V. Influence of the Chemical Nature of the Bleaching Reagents on Properties of Cellulose fibre. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya = Advances in Current Natural Sciences, 2015, no. 11, pp. 74–77. (In Russ.).
Anjos O., Santos A.J.A., Simões R., Pereira H. Morphological, Mechanical, and Optical Properties of Cypress Papers. Holzforschung, 2014, vol. 68, iss. 8, pp. 867–874. https://doi.org/10.1515/hf-2013-0125
Annergren G.E. Strength Properties and Characteristics of Bleached Chemical and (Chemi)mechanical Pulps. Pulp Bleaching: Principles and Practice. Section VII: The Properties of Bleached Pulp, 1996, chapt. 3, pp. 717–748.
Brogdon B.N., Lucia L.A. Kraft Pulp Viscosity as a Predictor of Paper Strength: Its Uses and Abuses. TAPPI Journal, 2023, vol. 22, no. 10, pp. 631–643. https://doi.org/10.32964/TJ22.10.631
Fišerová M., Gigac J., Balberčák J. Relationship between Fibre Characteristics and Tensile Strength of Hardwood and Softwood Kraft Pulps. Cellulose Chemistry & Technology, 2010, vol. 44, no. 7–8, pp. 249–253.
Hänninen T., Thygesen A., Mehmood S., Madsen B., Hughes M. Mechanical Processing of Bast Fibres: The Occurrence of Damage and its Effect on Fibre Structure. Industrial Crops and Products, 2012, vol. 39, pp. 7–11. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.01.025
Lapierre L., Bouchard J., Berry R. On the Relationship between Fibre Length, Cellulose Chain Length and Pulp Viscosity of a Softwood Sulfite Pulp. Holzforschung, 2006, vol. 60, no. 4, pp. 372–377. https://doi.org/10.1515/HF.2006.058
Lapierre L., Bouchard J., Berry R. The Relationship Found between Fibre Length and Viscosity of Three Different Commercial Kraft Pulps. Holzforschung, 2009, vol. 63, iss. 4, pp. 402–407. https://doi.org/10.1515/HF.2009.072
Liu J., Zhang J., Zhang B., Zhang X., Xu L., Zhang J., He J., Liu C.-Y. Determination of Intrinsic Viscosity-Molecular Weight Relationship for Cellulose in BmimAc/DMSO Solutions. Cellulose, 2016, vol. 23, iss. 4, pp. 2341–2348. https://doi.org/10.1007/s10570-016-0967-1
Oglesby R.J., Moynihan H.J., Santos R.B., Ghosh A., Hart P.W. Does Kraft Hardwood and Softwood Pulp Viscosity Correlate to Paper Properties. Tappi Journal, 2016, vol. 15, no. 10, pp. 643–651. https://doi.org/10.32964/TJ15.10.643
Schaubeder J.B., Spirk S., Fliri L., Orzan E., Biegler V., Palasingh C., Selinger J., Bakhshi A., Bauer W., Hirn U., Nypelö T. Role of Intrinsic and Extrinsic Xylan in Softwood Kraft Pulp Fiber Networks. Carbohydrate Polymers, 2024, vol. 323, art. no. 121371. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.121371
Seddiqi H., Oliaei E., Honarkar H., Jin J., Geonzon L.C., Bacabac R.G., Klein-Nulend J. Cellulose and its Derivatives: Towards Biomedical Applications. Cellulose, 2021, vol. 28, pp. 1893–1931. https://doi.org/10.1007/s10570-020-03674-w
Weber E. Grundriss der Biologischen Statistik. 4 aufl. Jena, VEB G. Fischer, 1961. 252 p. (In Germ.).
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Т.А. Королева, В.В. Медведев, Ю.В. Помелов (Автор)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
