Барьерные и прочностные свойства мешочной бумаги с покрытием из агар-агара

Аннотация

Получены образцы мешочной бумаги марки М78 с покрытием из агар-агара (биоразлагаемый полимер, производимый из бурых и красных водорослей) толщиной 15–70 мкм. Показано, что при нанесении на мешочную бумагу водного раствора, содержащего агар-агар, происходит формирование сплошного эластичного покрытия, причем часть полимера проникает в объем бумаги, заполняя межволоконное пространство и, возможно, макро- и микропоры самих волокон. При увеличении толщины полимерного покрытия капельная впитываемость материала растет, а затем выходит на некоторое стабильное значение (с учетом ошибки эксперимента). Выяснено, что толщина покрытия из агар-агара 40 мкм достаточна для придания барьерных свойств мешочной бумаге по отношению к действию влаги. При этом капельная впитываемость бумаги с покрытием составляет ~1000 с, а впитываемость при полном погружении – ~40 %. Для оценки механических свойств целлюлозно-бумажных материалов предложен способ определения прочностных свойств полученных образцов, подразумевающий всестороннюю деформацию образцов, позволяющий пренебречь анизотропией. Показано, что тангенциальная жесткость мешочной бумаги с покрытием из агар-агара на 15–20 % выше, чем у исходной бумаги. Разработан механизм данного упрочнения, заключающийся в следующем. При приложении нагрузки на бумажный материал его разрушение происходит за счет как разрыва целлюлозных волокон, так и отделения волокон друг от друга. В случае недостатка связующего нагрузка от волокна к волокну передается только посредством силы трения. В бумаге, поверхностный слой которой пропитан агар-агаром, нагрузка от волокна к волокну идет через полимер, поэтому деформационно-прочностные свойства повышаются. Природа целлюлозных волокон и агар-агара обусловливает проявление хорошей адгезии между ними. Сделан вывод о том, что мешочная бумага с покрытием из агар-агара экологична, т. к. оба ее компонента являются биоразлагаемыми.