Сравнительный анализ тароупаковочного картона, полученного из различных видов целлюлозного волокнистого сырья
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-6-142-154Ключевые слова:
картон из стеблей хлопчатника, картон-лайнер, первичное волокно, макулатурное волокно, недревесное сырье, древесное сырьеАннотация
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.
Скачивания
Библиографические ссылки
Васильева Е.Р. Современное состояние мирового рынка хлопка и перспективы развития хлопководства в Узбекистане // Гуманитарная миссия обществознания на пороге нового индустриального общества: сб. ст. Междунар. науч. форума. Уфа: Ин-т стратегич. исслед. Респ. Башкортостан, 2020. С. 502–506. Vasilyeva E.R. Current State of the World Cotton Market and Prospects for the Development of Cotton Production in Uzbekistan. Humanitarian Mission of Social Science on the Threshold of a New Industrial Society: Collection of Articles from the International Scientific Forum. Ufa: Institute for Strategic Studies of the Republic of Bashkortostan, 2020, pp. 502–506. (In Russ.).
Гурьев А.В., Дубовый В.К., Комаров В.И., Казаков Я.В. Лабораторный практикум по технологии бумаги и картона. СПб.: Политехн. ун-т, 2006. 229 с. Gur’ev A.V., Dubovyj V.K., Komarov V.I., Kazakov Ya.V. Laboratory Practical Training on Paper and Cardboard Technology. St. Petersburg, Polytechnic University Publ., 2006. 229 p. (In Russ.).
Джанбекова Л.Р. Особенности волокнистого сырья, используемого в производстве картонов // Вестн. Казанск. технол. ун-та. 2010. № 11. С. 562–564. Dzhanbekova L.R. Features of Fibrous Raw Materials Used in Cardboard Production. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta = Herald of Technological University, 2010, no. 11, pp. 562–564. (In Russ.).
Отраслевой информационный портал. Режим доступа: https://sbo-paper.ru/news/archive_rus/5448/ (дата обращения: 28.10.25). Industry Information Portal. Available at: https://sbo-paper.ru/news/archive_rus/5448/ (accessed 28.10.25). (In Russ.).
Содиков И.С., Щербак Н.В. Получение волокнистого полуфабриката из стеблей хлопчатника для упаковочных видов бумаг // Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов: материалы VII Междунар. науч.-техн. конф. им. проф. В.И. Комарова. Архангельск: САФУ, 2023. С. 286–289. Sodikov I.S., Shcherbak N.V. Production of Fibrous Semi-Finished Products from Cotton Stems for Packaging Paper. Problemy mekhaniki tsellulozno-bumazhnykh materialov = The Issues in Mechanics of Pulp-and-Paper Materials: Proceedings of the VII International Scientific and Technical Conference named after Prof. V.I. Komarov. Arkhangelsk, Northern (Arctic) Federal University, 2023, pp. 286–289. (In Russ.).
Чавчавадзе Е.С., Брянцева З.Е., Гончарова Е.В., Нехлюдова М.В., Горбачева Г.Н., Коржицкая З.А. Атлас древесины и волокон для бумаги / ЦНИИ бумаги; под ред. Е.С. Чавчавадзе. М.: Ключ, 1992. 329 с. Chavchavadze E.S., Bryantseva Z.E., Goncharova E.V., Nekhlyudova M.V., Gorbacheva G.N., Korzhitskaya Z.A. Atlas of Wood and Paper Fibers. Central Research Institute of Paper, ed. by E.S. Chavchavadze. Moscow, Klyuch Publ., 1992. 329 p. (In Russ.).
Шлейхер А.И., Шафрин А.Н., Соколов А.Ф., Нармухамедов Н.Н., Нерозин А.Е., Казиев М.З., Панфилова Л.А., Колдаев А.А., Черникова А.Н., Автономов А.И., Автономов В.А. Хлопководство. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1983. 334 с. Shleikher A.I., Shafrin A.N., Sokolov A.F., Narmukhamedov N.N., Nerozin A.E., Kaziev M.Z., Panfilova L.A., Koldaev A.A., Chernikova A,N., Avtonomov A.I., Avtonomov V.A. Cotton Growing: 2nd ed., revised and enlarged. Moscow: Kolos Publ., 1983. 334 p. (In Russ.).
Biyada S., Merzouki M., Urbonavičius J. New Resources for Sustainable Thermal Insulation Using Textile and Agricultural Waste in a New Circular Economy Approach. Processes, 2023, vol. 11, no. 9, art. no. 2683. https://doi.org/10.3390/pr11092683
Ding Y., Pang Z., Lan K., Yao Y., Panzarasa G., Xu L., Ricco M.L., Rammer D.R., Zhu J.Y., Hu M., Pan X., Li T., Burgert I., Hu L. Emerging Engineered Wood for Building Applications. Chemical Reviews, 2023, vol. 123, iss. 5, pp. 1843–1888. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00450
Duque-Acevedo M., Lancellotti I., Andreola F., Barbieri L., Belmonte-Ureña L.J., Camacho-Ferre F. Management of Agricultural Waste Biomass as Raw Material for the Construction Sector: an Analysis of Sustainable and Circular Alternatives. Environmental Sciences Europe, 2022, vol. 34, art. no. 70. https://doi.org/10.1186/s12302-022-00655-7
Eugenio M.E., Ibarra D., Martín-Sampedro R., Espinosa E., Bascón I., Rodríguez A. Alternative Raw Materials for Pulp and Paper Production in the Concept of a Lignocellulosic Biorefinery. Cellulose. IntechOpen Publ., 2019, pp. 1–26. https://doi.org/10.5772/intechopen.90041
Fahmy Y., Fahmy T.Y.A., Mobarak F., El-Sakhawy M., Fadl M.H. Agricultural Residues (Wastes) for Manufacture of Paper, Board, and Miscellaneous Products: Background Overview and Future Prospects. International Journal of ChemTech Research, 2017, vol. 10, no. 2, pp. 424–448.
Ibrahim R.A., Inan H., Fahim I.S. A Comparative Cradle-to-Gate Life Cycle Assessment of Three Cotton Stalk Waste Sustainable Applications. Scientific Reports, 2023, vol. 13, art. no. 20781. https://doi.org/10.1038/s41598-023-47817-y
Jiménez L., Rodríguez A. Valorization of Agricultural Residues by Fractionation of Their Components. The Open Agriculture Journal, 2010, vol. 4, pp. 125–134. https://doi.org/10.2174/1874331501004010125
Kanipandian N., Thirumurugan R. A Feasible Approach to Phyto-Mediated Synthesis of Silver Nanoparticles Using Industrial Crop Gossypium hirsutum (Cotton) Extract as Stabilizing Agent and Assessment of its in vitro Biomedical Potential. Industrial Crops and Products, 2014, vol. 55, pp. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.01.042
Li H., Sun H., He Z. Achnatherum inebrians Straw as a Potential Raw Material for Pulp and Paper Production. Journal of Cleaner Production, 2015, vol. 101, pp. 193–196. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.03.061
Maxwell J.M., Gordon S.G., Huson M.G. Internal Structure of Mature and Immature Cotton Fibers Revealed by Scanning Probe Microscopy. Textile Research Journal, 2003, vol. 73, iss. 11, pp. 1005–1012. https://doi.org/10.1177/004051750307301111
Moore G. Non Wood Fiber Applications in Papermaking. UK, Surrey, Pira International, 1996. 208 p.
Pandirwar A.P., Khadatkar A., Mehta C.R., Majumdar G., Idapuganti R., Mageshwaran V., Shirale A.O. Technological Advancement in Harvesting of Cotton Stalks to Establish Sustainable Raw Material Supply Chain for Industrial Applications: a Review. BioEnergy Research, 2023, vol. 16, pp. 741–760. https://doi.org/10.1007/s12155-022-10520-3
Press Release 1: Fibe Accelerates Sustainable Fashion Possibilities with Investment Funding and Potato Yarn Breakthrough. Fibe. Available at: https://www.fibe.uk/media (accessed 31.10.24).
Rehman A., Farooq M. Morphology, Physiology and Ecology of Cotton. Cotton Production, 2019, chapt. 2, pp. 23–46. https://doi.org/10.1002/9781119385523.ch2
Rizal S., Abdul Khalil H.P.S., Oyekanmi A.A., Gideon O.N., Abdullah C.K., Yahya E.B., Alfatah T., Sabaruddin F.A., Rahman A.A. Cotton Wastes Functionalized Biomaterials from Micro to Nano: A Cleaner Approach for a Sustainable Environmental Application. Polymers, 2021, vol. 13, no. 7, art. no. 1006. https://doi.org/10.3390/polym13071006
Savio L., Pennacchio R., Patrucco A., Manni V., Bosia D. Natural Fibre Insulation Materials: Use of Textile and Agri-Food Waste in a Circular Economy Perspective. Materials Circular Economy, 2022, vol. 4, art. no. 6. https://doi.org/10.1007/s42824-021-00043-1
Sigoillot C., Camarero S., Vidal T., Record E., Asther M., Pérez-Boada M., Martínez M.J., Sigoillot J.-C., Asther M., Colom J.F., Martínez A.T. Comparison of Different Fungal Enzymes for Bleaching High-Quality Paper Pulps. Journal of Biotechnology, 2005, vol. 115, iss. 4, pp. 333–343. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2004.09.006
Soni B., Hassan E.B., Mahmoud B. Chemical Isolation and Characterization of Different Cellulose Nanofibers from Cotton Stalks. Carbohydrate Polymers, 2015, vol. 134, pp. 581–589. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.08.031
Suomela J., Viljanen M., Svedström K., Wright K., Lipkin S. Research Methods for Heritage Cotton Fibres: Case Studies from Archaeological and Historical Finds in a Finnish Context. Heritage Science, 2023, vol. 11, art. no. 175. https://doi.org/10.1186/s40494-023-01022-2
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 И.С. Содиков, Н.В. Щербак (Автор)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
