Особенности деформирования структуры формованных изделий из целлюлозных волокон
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2019-2-119Ключевые слова:
бумажное литье, волокно, целлюлоза, отходы грубого сортирования, растяжение, сжатие, изгибАннотация
Формованные изделия из растительных волокон (в соответствии с международной терминологией − molded pulp), являющиеся ресурсосберегающими и экологичными, в настоящее время все чаще используются в качестве альтернативной первичной упаковки и вспомогательных упаковочных средств взамен полимерных материалов. Сырьем для их изготовления служат волокна макулатуры, а также целлюлозные волокна, выделенные из древесины и однолетних растений. В качестве еще одного источника сырья для формованных изделий нами рассматриваются волокна из отходов грубого сортирования («сучковая масса»), образующиеся при производстве сульфатной лиственной или хвойной целлюлозы. Их количество может достигать до 0,5…1,0 % от брутто-массы целлюлозы после варки. Подобные отходы могут утилизироваться в многотопливных котлах с получением тепла и электроэнергии, повторно направляться на варку целлюлозы, подвергаться рафинированию с возвращением в основной производственный поток, а также использоваться в композиции технических и тароупаковочных картонов. Однако преимущественно они складируются на полигонах промышленных отходов предприятия. Одной из простых и востребованных разновидностей формованных изделий из волокон сучковой массы считаются ячейки для выращивания и посадки саженцев лесных культур с закрытой корневой системой. К таким ячейкам не предъявляются особые требования по качеству формования. Однако для успешного применения в практике лесовосстановления необходимы изучение и контроль комплекса их прочностных и деформационных свойств. Исследованы модельные лабораторные образцы формованных ячеек из волокон отходов грубого сортирования, подвергнутых рафинированию до степени помола от 16 до 20 оШР. Определены основные физико-механические характеристики материала изделий массой 1 м2 400 г при растяжении, сжатии и изгибе, а также характеристики при сжатии самих формованных изделий. Установлена линейная зависимость между деформационно-прочностными показателями формованных изделий и аналогичными показателями материала их стенок.
Финансирование: При выполнении исследований использовано оборудование Инновационно-технологического центра «Современные технологии переработки биоресурсов Севера» (Северный (Арктический) федеральный университет им. М. В. Ломоносова), созданного при финансовой поддержке Минобрнауки России.
Для цитирования: Поташев А.В., Гурьев А.В., Филиппов И.Б., Мосеев В.Г. Особенности деформирования структуры формованных изделий из целлюлозных волокон // Лесн. журн. 2019. № 2. С. 119–129. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.119
Скачивания
Библиографические ссылки
Комаров В.И. Деформация и разрушение волокнистых целлюлознобумажных материалов: моногр. Архангельск: АГТУ, 2002. 440 с.
Пат. 2634235 Российская Федерация. Способ переработки отходов сортирования сульфатной целлюлозы в формованные изделия / А.В. Гурьев, А.В. Поташев; САФУ им. М.В. Ломоносова. № 2016144373; заявл. 11.11.2016; опубл. 24.10.2017.
Поташев А.В., Гурьев А.В. Физико-механические свойства структуры формованных изделий из отходов сортирования сульфатной целлюлозы // Системы, методы, технологии. 2017. № 3(35). С. 120–126. DOI: 10.18324/2077-5415-2017-3-120-126
Eagleton D.G., Marcondes J.A. Cushioning Properties of Moulded Pulp // Packaging Technology and Science. 1994. Vol. 7, iss. 2. Pp. 65–72. DOI: 10.1002/pts.2770070203
Gurav S.P., Bereznitski A., Heidweiller A., Kandachar P.V. Mechanical Properties of Paper-Pulp Packaging // Composites Science and Technology. 2003. Vol. 63, iss. 9. Pp. 1325–1334. DOI: 10.1016/S0266-3538(03)00104-0
Hoffmann J. Compression and Cushioning Characteristics of Moulded Pulp Packaging // Packaging Technology and Science. 2000. Vol. 13, iss. 5. Pp. 211–220. DOI: 10.1002/1099-1522(200009)13:5<211::AID-PTS515>3.0.CO;2-0
Ji H., Wang H. Short Span Compressive Stress-Strain Relation and Model of Molded Pulp Material // Key Engineering Materials. 2011. Vol. 450. Pp. 202–205. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.450.202
Ma X., Soh A.K., Wang B. A Design Database for Moulded Pulp Packaging Structure // Packaging Technology and Science. 2004. Vol. 17, iss. 4. Pp. 193–204. DOI: 10.1002/pts.658
Wang Z.-W., Li X.-F. Effect of Strain Rate on Cushioning Properties of Molded Pulp Products // Materials and Design. 2014. Vol. 57. Pp. 598–607. DOI: 10.1016/j.matdes.2014.01.019
