Известия вузов. Лесной журнал

Результаты экспериментальных исследований кажущейся плотности древесины

Рен.Х. Гайнуллин — 2025-12-19

Приведены результаты экспериментальных исследований кажущейся плотности древесины, полученные при различных режимах функционирования пневматической системы измерения. Использовали новую методику и экспериментальную установку для определения кажущегося объема пористых тел в среде атмосферного воздуха. Образцы древесины отбирали из заболонной части стволов осины, ели, березы, сосны и дуба. Экспериментально подтверждена практическая пригодность предложенного метода. С помощью разработанной экспериментальной установки измерены кажущиеся объемы и рассчитаны кажущиеся плотности древесных заготовок различных пород при режимах избыточного давления и разрежения функционирования системы. В режиме избыточного давления пневматическая система работала при +70 и +90 кПа, а в режиме разрежения – при –70 и –90 кПа. Экспериментально установлено, что при эксплуатации измерительной системы в режиме разрежения кажущаяся плотность древесины выше, чем при эксплуатации системы в режиме избыточного давления. Кажущаяся плотность, определенная в режиме разрежения, изменяется в пределах 1,361–1,434 г/см³ для осины, 1,151–1,348 г/см³ для ели, 1,356–1,402 г/см³ для березы, 1,298–1,444 г/см³ для сосны, 0,99–1,147 г/см³ для дуба. Кажущаяся плотность, установленная в режиме избыточного давления, составила 1,316–1,372 г/см³ для осины, 1,106–1,274 г/см³ для ели, 1,292–1,356 г/см³ для березы, 1,285–1,412 г/см³ для сосны, 0,904–1,138 г/см³ для дуба. Таким образом, подтверждается гипотеза о приоритете применения режима разрежения при измерении кажущегося объема пористых тел в среде атмосферного воздуха. Наибольшее отклонение между максимальной и минимальной кажущимися плотностями при разных режимах составило: осина – 6,83 %, ель – 8,54 %, береза – 6,35 %, сосна – 6,82 %, дуб – 3,91 %. Наибольшая разница между максимальной кажущейся плотностью и общепринятой 1,46 г/см3 равнялась: осина – 1,78 %, ель – 7,67 %, береза – 3,97 %, сосна – 1,1 %, дуб – 21,44 %.

Синхронизация технологий раскроя бревен и сушки пиломатериалов

В.В. Огурцов — 2025-12-19

Исследование посвящено синхронизации процессов раскроя бревен и сушки пиломатериалов. Показано, что при реальном количестве сечений пиломатериалов, вырабатываемых крупно-поточным лесопильным производством за технологический период, буферные накопители сушильных штабелей досок не обеспечивают бесперебойную работу туннелей. Наблюдается либо переполнение буферных накопителей штабелями, либо их отсутствие в моменты возникновения свободных мест в туннелях. Используемые методы расчета буферных накопителей штабелей не учитывают вероятностную природу характеристик лесопильного и сушильного цехов. В них нет математического описания взаимосвязей межу интенсивностью поступления штабелей сырых пиломатериалов, вместимостью буферного накопителя, а также количеством и вместимостью сушильных туннелей. Цель настоящей работы – найти закономерности накопления штабелей пиломатериалов перед сушильными туннелями и загрузки туннелей штабелями с установлением среднего времени ожидания штабелей в накопителе при различных характеристиках процессов распиловки бревен и сушки пиломатериалов. Система «накопитель штабелей – сушильные туннели» представлена как мультиканальная система массового обслуживания с параллельным функционированием каналов и ожиданием. Основными исходными показателями системы являются интенсивность поступления штабелей пиломатериалов в накопитель перед сушильными туннелями и интенсивность сушки пиломатериалов в 1 туннеле. В качестве основных выходных операционных характеристик выступают вероятность полной загрузки туннелей, средние количество штабелей в накопителе и время нахождения штабеля в накопителе. Установлены общие закономерности процессов накопления штабелей досок и заполнения сушильных туннелей в условиях крупно-поточного производства пиломатериалов. Представлены примеры решения практических задач синхронизации лесопиления и сушки пиломатериалов. Показано, что полученные графики и математические модели позволяют решать производственные задачи: анализировать влияние породы и размеров распиливаемого сырья, структуры поставов, скоростей подачи бревнопильного оборудования, режимов работы лесопильного цеха, а также режимов сушки пиломатериалов на выбор количества туннелей и их вместимости.

Спутниковый мониторинг состояния насаждений ели сербской (Picea omorika (Panč.) Purk.) в районе горы Великий Столац (Республика Сербская)

Е.В. Дмитриев — 2025-12-19

Мультиспектральные спутниковые изображения среднего пространственного разрешения являются основным источником информации для осуществления дистанционного мониторинга древостоев, включая оценку лесотаксационных и биопродукционных параметров древостоев, а также изменений жизненного состояния видов. Цель данной работы – определение последствий пирогенного воздействия на одну из наиболее крупных популяций сербской ели (Picea omorika (Panč.) Purk.) в районе горы Великий Столац (Республика Сербская, 1675 м над ур. м.) с использованием многовременных многоспектральных изображений Sentinel-2. Сербская ель – это реликтовый, исчезающий древесный вид, общая популяция которого значительно сокращается за последние 100 лет. В настоящее время естественное местообитание данного вида ограничивается небольшой территорией на границе Сербии и Боснии и Герцеговины. Для анализа спутниковой информации мы предложили многоэтапный метод, позволяющий выделить популяцию сербской ели на обследуемых землях, определить динамику из менения жизненного состояния за последние 10 лет и оценить последствия от лесного пожара, произошедшего в данном районе в 2021 г. Выявлено, что повреждения получило около 50 % площади насаждений сербской ели, причем для 1/2 этих площадей прогнозируется гибель вида. Наибольший ущерб нанесен насаждениям в центральной части северного склона горы Великий Столац. Средние оценки площадей классов повреждений за восстановительный период: здоровые – 17,6 га, ослабленные – 8,4 га, поврежденные – 8,0 га, усыхающие – 1,2 га. Анализ вегетационных индексов показал отсутствие значимых тенденций к естественному возобновлению сербской ели. Изучение изображений за 2024 г. позволяет обоснованно предположить, что начался процесс замещения сербской ели лиственными видами, при этом улучшения жизненного состояния популяции сербской ели не ожидается. Таким образом, для сохранения данной популяции необходимо проведение работ по лесовосстановлению этой ценной реликтовой породы.

Стратегия адаптации гидросистемы древесных растений к различным ярусам пойменного леса реки Энмываам (Чукотка)

Е.С. Чавчавадзе — 2025-12-19

Рассмотрены особенности анатомического строения гидросистемы 17 видов из 13 родов 6 семейств древесных цветковых растений, которые относятся к различным ярусам пойменного леса, произрастающего вдоль реки Энмываам (гипоарктическая тундра). Выяснено, что деревья 1-го яруса обладают наиболее совершенной водопроводящей системой. В ее состав входят только волокна либриформа и членики сосудов коротко-цилиндрической, цилиндрической волокновидной формы с простыми перфорациями, точечной очередной, сомкнутой и сближенной межсосудистой поровостью, 1-рядные в основном гомогенные лучи, апотрахеальная и паратрахеальная паренхима. Это связано, скорее всего, с особо напряженным режимом водного обмена у высокоствольных деревьев, кроны которых сильнее подвержены влиянию окружающей среды. Кустарники и низкорослые деревья 2-го яруса демонстрируют наличие в древесине ствола в примерно равных количествах как архаичных, так и эволюционно продвинутых черт. Например, у родов Alnus и Sorbus наблюдается сочетание либриформа с волокнистыми и сосудистыми трахеидами; члеников сосудов с лестничными, сетчатыми и простыми перфорациями, апотрахеальной и паратрахеальной паренхимы, гетерогенных и гомогенно-палисадных лучей. Что касается видов рода Salix, то они обладают близкой к совершенной гидросистемой, как и представители растений 1-го яруса. Небольшие кустарники и кустарнички 3-го яруса, обитающие в местах с избыточной абсолютной и относительной влажностью и порой чрезвычайно слабым освещением, характеризуются самым большим диапазоном специфических приспособительных особенностей, приобретенных в результате адаптации к экстремальным условиям высоких широт.

Сравнительные эколого-физиологические характеристики реакции семенных древостоев дуба (Quercus robur L.) на лесорастительные условия

В.М. Лебедев — 2025-12-19

Проведен комплексный ретроспективный эколого-физиологический анализ табличных данных сухой массы древостоев рода Quercus возрастом от 10–20 до 140–200 лет с целью преобразования их в количественные показатели функционирования корневой системы, листового аппарата, чистой первичной продуктивности и депонирования углерода, адаптированные к экологическим условиям от широколиственных лесов Германии до юго-восточных пределов Русской равнины. Эколого-физиологические характеристики рассчитаны на 1 условное дерево сухой средней массы. Биологическая продуктивность определена по относительному увеличению средней сухой массы дерева в смежных возрастах. Количественные показатели минеральной продуктивности корневой системы установлены по методу В.М. Лебедева (адаптированному Е.В. Лебедевым к лесным древесным растениям), чистой продуктивности фотосинтеза – по А.А. Ничипоровичу. Выявлена отрицательная связь чистой продуктивности фотосинтеза, чистой первичной продукции и биологической продуктивности с возрастом растений и положительная – минеральной продуктивности с чистой продуктивностью фотосинтеза и биологической продуктивностью (r = 0,863…0,998 и 0,797…0,991). Связь отношения корневого потенциала к фотосинтетическому и возраста растения оказалась высокой положительной (r = 0,863…0,980), а связь отношения корневого потенциала к фотосинтетическому с минеральной продуктивностью, чистой продуктивностью и биологической продуктивностью – высокой отрицательной. Связь минеральной продуктивности с возрастом растений отрицательна. Снижение поглотительной деятельности корней активизировало неспецифическую адаптивную реакцию, затрагивающую физиологические, функциональные и морфологические процессы, усиливающие подачу в надземные органы продуктов минерального питания, обеспечивающих фотосинтез и стабилизацию биологической продуктивности растения, а также в этих условиях показан перевод обменных процессов на уровне организма в онтогенезе на режим более эффективного использования азота при формировании биомассы для сохранения гомеостатического равновесия в биологической системе.

Влияние почвенных свойств в дискретных микроповышениях на рост сеянцев ели обыкновенной Picea abies (L.) Karst

А.С. Ильинцев — 2025-12-19

Целью исследования было выявление наиболее значимых для обеспечения роста ели обыкновенной почвенных факторов корнеобитаемого слоя (водно-физические и агрохимические). Научные работы проводили в 5-летних культурах, созданных по микроповышениям, подготовленным экскаватором на свежей вырубке черничного типа леса в Вилегодском лесничестве Архангельской области. Использовали 2-летний посадочный материал ели обыкновенной с закрытой корневой системой (2,0 тыс. шт./га). На 1 микроповышение высаживали 2–3 сеянца: в центр, в край от ямы и в край у ямы, образующейся при подготовке посадочного места. Замеряли основные биометрические показатели у сеянцев (60 шт.) и у близкого по возрасту подроста ели (40 шт.) последующей генерации на пасеке. Для анализа данных применяли методы многомерной статистики. Определено, что наиболее отзывчивыми на различия условий произрастания являются высота растения, связанная с приростом, а также длина боковых корней. Выявлено, что по сходству водно-физических и агрофизических свойств в корнеобитаемом слое ели, растущей на пасеке, ближе центральная часть посадочного места. Эти условия способствовали и лучшему росту сеянцев в центре по сравнению с краями микроповышения (у ямы и от ямы). Установлено, что приоритет в обеспечении ростовых параметров ели в 1-е годы жизни в большей степени принадлежит водно-физическим свойствам, таким как высота насыпи, пористость, плотность твердой фазы, влажность, а также тесно связанным с ними плотности сложения и пористости аэрации. В то же время из агрохимических показателей значимыми оказались только содержание калия и фосфора (на уровне тенденции). В практическом отношении полученные результаты позволяют скорректировать рекомендации по дискретной обработке почвы экскаватором и размещению посадочного материала в посадочных местах. Они будут полезны при прогнозировании роста посадочного материала посредством экспресс-методов почвенных исследований.

Особенности реакции старовозрастной сосны при осушении водораздельной территории в Республике Коми

В.В. Пахучий — 2025-12-19

Цель исследования определяется необходимостью изучения лесоводственной эффективности гидромелиорации на объектах со старовозрастными древостоями сосны в Республике Коми, где в настоящее время общая площадь осушения составляет около 100 тыс. га. Актуальность работы связана с тем, что в результате реализации планов по гидролесомелиорации в республике накопились значительные по размерам территории старовозрастных древостоев. На таких объектах в эксплуатационных лесах лесопромышленное направление осушения ориентировано на заготовку древесины. В то же время допускается сохранение осушаемых насаждений до возраста естественной спелости в защитных лесах, выполняющих санитарно-гигиенические и эстетические функции. При решении вопроса об альтернативных заготовке древесины вариантах использования таких древостоев целесообразна оценка их способности адаптироваться к водному режиму на осушаемых лесных землях. Исследовалась динамика радиального прироста старовозрастных деревьев сосны, расположенных на различном расстоянии от осушительных каналов. Прирост является достаточно объективным маркером реакции деревьев на изменение водного режима почв после осушения, как положительной, так и отрицательной. Установлено, что на водораздельной территории деревья старовозрастной сосны успешно адаптируются к изменению водного режима после осушения. Средний прирост старовозрастных деревьев сосны на межканальном пространстве становится максимальным в начале 5-го пятилетия после осушения. Согласно прогнозу, прирост достигнет значений, соответствующих приросту до осушения, к концу 12-го пятилетия. При прочих равных условиях в 1-е четыре пятилетия после осушения на межканальном пространстве между приростом и удалением деревьев от каналов наблюдается положительная связь, а с 5-го пятилетия восстанавливается типичная для осушаемых насаждений отрицательная связь между этими характеристиками. Последнее свидетельствует об успешной адаптации к условиям после осушения на водораздельной территории не только отдельных старовозрастных деревьев сосны, но и их совокупности на межканальном пространстве на объекте гидромелиорации.

Морозоустойчивость контейнерных сеянцев сосны обыкновенной в условиях высоких широт

Н.П. Чернобровкина — 2025-12-19

Совершенствуется технология производства посадочного материала с закрытой корневой системой основных лесообразующих пород с использованием многоротационного режима выращивания. В лесных питомниках подзоны среднетаежных лесов России с коротким вегетационным периодом затруднено внедрение такого режима изза риска неподготовленности сеянцев к пересадке на лесокультурную площадь, низкой стрессоустойчивости. По окончании вегетационного периода в ноябре 2023 г. проводили сравнительный анализ 1-летних контейнерных сеянцев Pinus sylvestris L. при безротационном (0rot), а также 2-ротационном (2rot) режимах выращивания в условиях северных широт. Опытный вариант 1rotT отличался от 1rot (1-ротационный режим) использованием затеняющей сетки. У сеянцев определяли морфометрические показатели, обеспеченность основными элементами минерального питания (N, P, K). Исследовали динамику индекса повреждения мембран клеток хвои низкими температурами в осенний период при переходе растения от вегетации к состоянию покоя. Морфометрические показатели у сеянцев 2rot, за исключением диаметра стволика, были ниже, чем у сеянцев других вариантов, и не соответствовали стандартным. Хвоя и стебли сеянцев 2rot отличались от всех вариантов повышенными уровнями азота и калия, а также фосфора в стеблях по сравнению с вариантами 0rot и 1rotT. В отличие от других вариантов их хвоя имела ярко-зеленую окраску, у них не была сформирована верхушечная почка. Хвоя сеянцев всех режимов выращивания в 1-й декаде сентября была устойчива к низким температурам лишь до –4 °C. Морозоустойчивость хвои сеянцев повышалась и в 3-й декаде октября во всех вариантах, кроме 2rot, хвоя не повреждалась даже при –25 °C. Сеянцы 2rot отличались от других вариантов пониженной морозоустойчивостью хвои со 2-й декады сентября. Учитывая возможность заморозков в осенний период, существует риск повреждения сеянцев 2rot.

Сокопродуктивность высокогорных кленовников Северного Кавказа

Х.М. Хетагуров — 2025-12-19

Представлены характеристики кленового сиропа Acer Trautvetteri Medw., произрастающего на северных макросклонах Кавказа. Объект исследования – высокогорные кленовники на нижней границе вертикального пояса их распространения. Географические координаты объекта: 42°56,352 с. ш., 44°29,677 в. д. Высота над уровнем моря 1374–1398 м. Крутизна склона – 30–35°, экспозиция склона – северная. Начало соковыделения – 3-я декада апреля, продолжительность процесса – 12–17 сут. Подсочка проводилась закрытым способом. Показано, что сокопродуктивность кленовника составляет в среднем около 4 т/га за сезон. Основные характеристики кленового сока и сиропа определены методом жидкостной хроматографии в изократическом и градиентном режимах. Химический состав сиропа, содержание органических и неорганических компонентов определяли с использованием жидкостного хроматографа «Маэстро» со спектрофотометрическим и рефрактометрическим детекторами. Количественный анализ элементного состава по атомным спектрам поглощения осуществлялся спектрометром Сontra АА 800 с пламенным и электротермическим атомизаторами. Сахаристость сока – 0,9–1,3 %. Сироп из кленового сока получен методом выпаривания. Содержание сахаров в сиропе из сока клена Траутветтера – 41 %, что на 12 % меньше, чем в сиропе, произведенном в Канаде. Доля глюкозы в сиропе – 1,7 %, сахарозы – 39,2 %. Количество Ca – 1286 мг/кг, K – 9063 мг/кг. Такие элементы, как Fe, Mn, Cu и Na в составе сиропа представлены в небольшом объеме – от 1 до 144 мг/кг. По содержанию выявленных химических элементов и органолептическим характеристикам сироп из сока клена Траутветтера отличается от сиропа из канадского клена сахарного. Полученные данные – вклад в решение задач по оценке запасов потенциальных пищевых ресурсов горных лесов России. Результаты исследования могут быть использованы при обновлении нормативных документов в лесохозяйственной области, внедрены в учебные программы по подготовке специалистов лесного профиля.

Теплотворная способность деструктированной стволовой древесины ели Picea abies (L.)

О.Н. Тюкавина — 2025-12-19

Популярность биоэнергетики в свете развития зеленой экономики и стремления к достижению углеродной нейтральности производств возрастает. В связи с этим рассматриваются различные виды энергетического сырья, его свойства и возможности утилизации отходов. Цель исследования заключается в оценке теплотворной способности древесины ели, поврежденной дереворазрушающими грибами. Для измерения теплотворной способности стволовой древесины ели применяли автоматизированный бомбовый калориметр АБК-1В. Отдельно из древесины, коры и сучков прессовали пеллеты, высушивали их в сушильном шкафу при температуре 105 °С. Пеллеты сжигали в абсолютно сухом состоянии. Массу золы определяли как разницу между массой тигеля с остатками после сжигания образца в калориметрической бомбе и массой пустого тигеля. Теплотворная способность здоровой древесины ели составляет 20 180–20 232 Дж/г В поперечном сечении ствола ели теплотворная способность изменяется в диапазоне от 18 900 до 21 700 Дж/г. Наименьшие значения характерны для предраневой зоны деструктированной древесины. Древесина, поврежденная коррозионной гнилью, отличается меньшей теплоемкостью по сравнению со здоровой на 1,5–6,2 % (18 926–19 868 Дж/г). Теплотворная способность древесины, поврежденной деструктивной гнилью, превышает показатель для здоровой древесины на 1,5–10,5 % (20 487–22 301 Дж/г). С увеличением стадии деструктивной гнили древесины ели ее теплотворная способность возрастает. Теплотворную способность пеллет из деструктированной древесины ели можно оценить по их внешнему виду. Желтая и пестрая окраска прессованного сырья указывают на значимо меньшую теплотворную способность по сравнению с пеллетами бурого и оранжевого цветов. Зольность деструктированной древесины разных типов находится на одном уровне. Зольность древесины, поврежденной коррозионной гнилью 3-й стадии, значимо больше, чем у здоровой древесины и древесины предшествующих стадий разложения на 96–129 %. У коры поврежденных гнилью стволов ели теплотворная способность находится на уровне теплотворной способности здоровой древесины, а зольность выше в 3 раза. У сучка теплотворная способность больше показателя здоровой древесины на 7 %, а зольность остается на одном уровне.

Стимулирование всхожести и энергии прорастания семян сосны обыкновенной биохимическими препаратами

А.А. Дрочкова — 2025-12-19

В настоящее время остается актуальной задача получения высококачественного посадочного материала, применяемого при лесовосстановлении. Активации всхожести и энергии прорастания семян добиваются при помощи стимулирующих препаратов. Цель работы – изучение эффективности использования различных стимулирующих препаратов на посевные качества семян сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Объекты исследования – семена Pinus sylvestris L., замоченные в растворах препаратов с предполагаемым стимулирующим действием. Применяли препараты: технические лигносульфонаты, экстракты луба березы, фильтрат, полученный при выделении суберина из бересты, Флавобактерин, Мизорин, конденсат, образующийся при сушке пиломатериалов, пепел вулкана Эйяфьядлайёкюдль. В опытах было принято несколько временны́ х вариантов замачивания семян: 6, 12 и 24 ч. Наибольшие всхожесть и энергию прорастания наблюдали у семян, замачивание которых проводили 24 ч. Показатели посевного материала, замоченного на 6 и 12 ч по сравнению с контрольной пробой сухих семян также увеличились. Наилучшая всхожесть была у семян, обработанных растворами нитрозированных и хлорированных лигносульфонатов с концентрацией 10 % в течение 24 ч (95 %), наибольшая энергия прорастания (86 %) – у семян, оставленных на 24 ч в экстракте фракции луба березы менее 1 мм (концентрация 1:10 000) и фильтрате от выделения суберина из бересты (концентрация 1:10 000). В контрольном варианте всхожесть семян составила 80 %.

Сравнительный анализ тароупаковочного картона, полученного из различных видов целлюлозного волокнистого сырья

И.С. Содиков — 2025-12-19

Представлен сравнительный анализ свойств тароупаковочных видов картона, изготовленного в лабораторных условиях из целлюлозы стеблей хлопчатника, с промышленными образцами картона из вторичного сырья и полуфабрикатов высокого выхода, производимых на целлюлозных заводах России. Целью исследования является оценка возможности использования отходов хлопка как дополнительного или альтернативного сырья для получения тароупаковочных картонов, особенно в странах-производителях хлопка. Применение стеблей хлопка в качестве сырья для изготовления бумаги и картона не только решает проблемы сельскохозяйственных отходов, но и дает возможность внедрения модели циклической экономики, в соответствии с которой отходы повторно перерабатываются с получением материалов с высокой маржинальностью. Сравнивали образцы картона из целлюлозы стеблей хлопчатника 3 видов от разных производителей: картон-лайнер из первичного волокна Архангельского целлюлозно-бумажного комбината; из макулатуры марки МС-5Б Каменской бумажно-картонной фабрики и предприятия «Маяк»; картон-лайнер из эвкалиптовой макулатуры одного из предприятий Бразилии. Для оценки структурных характеристик образцов проведен микроскопический анализ волокна, позволивший визуализировать отличия морфологического строения волокон разной природы. Установлено, что целлюлоза стеблей хлопчатника по геометрическим параметрам ближе к показателям эвкалиптового макулатурного волокна. Длина волокна составила 0,75 мм, что на 40 % ниже, чем у образцов картона Каменской бумажно-картонной фабрики и «Маяка», и более чем в 2 раза меньше по сравнению со средней длиной целлюлозы в композиции картона Архангельского целлюлозно-бумажного комбината. Подготовку проб к испытаниям проводили по стандартным методикам в соответствии с требованиями ГОСТ Р 57207–2008. Выполнен анализ физико-механических характеристик материалов, таких как разрывная длина, сопротивление продавливанию и др. Ввиду экологической и экономической целесообразности переработки недревесного сырья технология производства картона из стеблей хлопчатника представляет собой важный шаг к созданию более устойчивых и конкурентоспособных материалов.

Применение катионитов при модификации сульфатного лигнина азотистой кислотой

Ю.Г. Хабаров — 2025-12-19

Сульфатный лигнин является самым крупнотоннажным техническим лигнином, образующимся при сульфатной варке целлюлозы. По статистике в год образуется порядка 70 млн т такого отхода. Его основное количество утилизируется в системе регенерации химикатов и выработки тепловой энергии. Примерно 10…20 % сульфатного лигнина могут быть использованы для получения разнообразных продуктов, например, в производстве полимеров, низкомолекулярных соединений, выработке активированного угля, резинотехнической промышленности и др. Для этого сульфатный лигнин подвергают различным видам модификаций, в т. ч. и химическим: окислению периодатами, галогенированию, сульфированию, сульфометилированию, нитрованию, нитрозированию и др. В данной статье представлен новый способ модификации сульфатного лигнина азотистой кислотой в водно-диоксановой среде с применением твердофазного катализа. В качестве катализатора применяли содержащие сульфогруппы катионообменные смолы в Н-форме: катионит КУ-2-8 и вофатит. Определены оптимальные расходы реагентов, которые составили 50 % нитрита натрия и 230 % катионита от сульфатного лигнина. Показано, что разработанный способ и известный – с использованием в качестве катализатора серной кислоты, дают симбатные результаты. Изучены молекулярные и электронные спектры модифицированного сульфатного лигнина. На электронных спектрах модифицированного сульфатного лигнина появляется новая, характерная для нитрозогруппы полоса поглощения в области 400…500 нм с максимумом при 451 нм. С помощью деконволюции электронный спектр модифицированного сульфатного лигнина аппроксимируется 6 гауссианами с погрешностью 2,5 %, в то время как для исходного сульфатного лигнина с погрешностью 3,4 % спектр может быть описан с помощью 4 гауссиан. В отличие от ИК-спектра сульфатного лигнина на спектрах модифицированного лигнина возникают новые полосы поглощения при 615, 760, 1330 и 1550 см–1, которые обусловлены наличием колебаний NO-связей.

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

Л.Р. Галеева — 2025-12-19

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.