Исследование деформационных и прочностных характеристик хвойной сульфатной целлюлозы, полученной из усыхающей и сухостойной древесины

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ОГЛАВЛЕНИЕ

РЕФЕРАТ

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Особенности строения и химического состава хвойной древесины

1.2 Делигнификация хвойной поврежденной древесины по сульфатному способу

ВЫВОДЫ ИЗ ОБЗОРА ЛИТЕРАТУРЫ

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Проведение варок

2.2 Анализ щелоков

2.3 Определение выхода целлюлозы

2.4 Определение влажности целлюлозы

2.5 Определение степени делигнификации целлюлозы по методу Каппа

2.6 Изготовление образцов и подготовка их к испытаниям

2.7 Определение фундаментальных свойств волокна

2.7.1 Определение размеров волокон и фракционного состава по его длине

2.7.2 Когезионная способность волокон

2.8 Определение стандартных показателей механической прочности образцов полуцеллюлозы

2.9 Определение сопротивления торцовому сжатию короткого участка образца в плоскости листа (метод SCT)

2. 10 Определение характеристик деформативности

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Проведение варок

3.2 Механика

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

РЕФЕРАТ

Курсовая исследовательская работа по теме: «Исследование деформационных и прочностных характеристик хвойной сульфатной целлюлозы, полученной из усыхающей и сухостойной древесины».

Дипломная исследовательская работа, С (А)ФУ, Архангельск 2010.

Руководитель проекта — доцент кафедры ТЦБП Севастьянова Юлия Вениаминовна.

Ключевые слова: сухостойная древесина, хвойная сульфатная целлюлоза, выход полуфабриката, число Каппа, разрывная длина, сопротивление раздиранию, сопротивление излому, характеристики деформативности.

Данная работа проведена с целью сравнения свойств хвойной сульфатной целлюлозы, полученной из нормальной, усыхающей и сухостойной древесины. Проведены исследования показателей деформативности, прочности полученных полуфабрикатов. Представлен анализ структурно-размерных характеристик волокна.

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей пояснительной записке использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 10 070 — 74. Определение числа Каппа.

ГОСТ 13 523 -78. Условия кондиционирования.

ГОСТ 13 525. 3−78. Полуфабрикаты волокнистые и бумага. Метод определения сопротивления продавливанию.

ГОСТ 13 525. 1−79. Полуфабрикаты волокнистые, бумага, картон. Метод определения прочности на разрыв и удлинение при растяжении.

ГОСТ 14 363.4 — 89. Определение степени помола.

ГОСТ 14 363.4 — 89. Раскрой лабораторных отливок.

ГОСТ 16 296 -79. Изготовление отливок.

ГОСТ 19 318 — 73. Подготовка проб к химическим анализам.

ГОСТ 27 015 -86. Определение толщины образцов.

ГОСТ 50 316 -92. Определение влажности щепы.

ГОСТ 50 316 — 92. Определение влажности целлюлозы.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

? — толщина, мкм;

? — плотность, г/см3;

lcp — средняя длина волокна, мм;

Fсв — межволоконные силы связи, МПа;

L0 — собственная прочность волокна (нулевая разрывная длина), м;

?р — разрушающее напряжение, МПа;

?р -деформация разрушения;

Е1 — начальный модуль упругости, МПа;

EI — жесткость при изгибе, мН? см2;

ШР — степень помола волокна, градусы Шоппер-Риглера;

Р — разрушающее усилие, Н;

L — разрывная длина, м;

St — жесткость при растяжении, Н/м;

TEA — энергия, поглощаемая при растяжении, Дж/м2;

ВВЕДЕНИЕ

В центральной части Архангельской области в междуречье Северной Двины и Пинеги активно развивается процесс широкомасштабного усыхания спелых и перестойных еловых лесов. Катализатором резкого ускорения их распада послужил ряд жарких и сухих летних сезонов. Усыхание является естественным следствием старения (гибели) древостоев, однако при столь значительных масштабах происходит массовое размножение вредителей леса, провоцирующих гибель и более устойчивых деревьев.

В общем объеме низкокачественной древесины значительное количество приходиться на долю сухостойной древесины хвойных пород, усохшей на корню на значительных площадях. Причины усыхания лесов различны, но основной является поражение деревьев энтомофитовредителями.

Территориальные размеры этого природного явления близки к катастрофическим для Архангельской области. По данным Российского центра защиты лесов, обследовавшего в 2004 году 300 тыс. гектаров спелых и перестойных ельников, они имеют неудовлетворительное санитарное состояние и подлежат сплошной санитарной рубке. По сообщениям лесопатологической службы агентства лесного хозяйства по Архангельской области и Ненецкому автономному округу, процессы усыхания лесов наблюдаются по всему пространству междуречья на площади около 5 млн. гектаров, из которых порядка 3 млн. гектаров занято спелыми и перестойными деревьями с ориентировочным запасом древесины более 500 млн. куб. м. Эти лесные угодья составляют лесосырьевую базу 12 крупных лесозаготовительных предприятий.

Использование сухостойной фаутной древесины особенно актуально для целлюлозно-бумажной отрасли области, поскольку в настоящее время имеется дефицит древесного сырья. Переработка такой древесины выгодна производителям поскольку Министерством природных ресурсов и лесопромышленного комплекса Архангельской области предусматривается снижение арендной платы за лесопользование участками в усыхающих лесах, так если потеря деловых качеств древесины составляет 70% и более, плата за древесину на корню не взимается. Кроме того, вырубка и переработка сухостойной древесины является действенной мерой лесопотологической охраны здоровых лесных насаждений и возвращения площадей, занятых сухостоем, для возобновления лесов.

Цель работы — комплексная оценка сухостойной еловой древесины, пораженной энтомофитовредителями как сырья для производства сульфатной целлюлозы различного назначения.

Основные задачи работы:

— исследование качественных показателей образцов хвойной сульфатной целлюлозы, полученной из нормальной, усыхающей и сухостойной древесины;

— исследование структурно-морфологических характеристик образцов хвойной сульфатной целлюлозы, полученной из нормальной, усыхающей и сухостойной древесины;

— оценка возможности использования сухостойной и усыхающей фаутной древесины ели как сырья для целлюлозно-бумажной промышленности.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Особенности строения и химического состава хвойной древесины

Древесина с доисторических времен была и остается одним из важнейших природных материалов используемых человеком. Она обладает прочностью, упругостью, легкостью, может быть модифицирована в результате соответствующей обработки и химической переработки. Преимуществом древесины является ее непрерывная возобновляемость при рациональном ведении лесного хозяйства. Наиболее полное использование лесных ресурсов — важнейшая задача лесоперерабатывающей промышленности [1].

Основными проблемами, стоящими перед целлюлозно-бумажной промышленностью, является более полное использование сырья, повышение выхода и качества полуфабриката [3].

Для управления технологическими процессами и качеством изготовляемой продукции необходимы данные о строении, составе и свойствах древесины, превращение ее компонентов при химической переработке. Переработка хвойной древесины возможна — сульфатным, сульфитным, натронным, бисульфитным [2].

Однако на предприятиях ЦБП России обычно применяют смеси хвойных пород: сосны и ели. Из этой древесины вырабатывают различные волокнистые материалы от механической древесной массы с выходом 97 -98% до облагороженной целлюлозы с выходом 35 -40%.

Необходимо отметить, что хвойная древесина обладает сравнительно плотной древесиной, которая в процессе химической переработки дает длинноволокнистую целлюлозу, наиболее пригодную для изготовления бумаги и картона. Сульфатную хвойную целлюлозу применяют как в небеленом, так и в беленом виде [3].

Небеленую целлюлозу выпускают трех основных разновидностей: крафт, электроизоляционную и белимую. Краф — целлюлоза представляет собой очень жесткую целлюлозу, что в переводе немецко-шведского обозначает сила, и применяется для изготовления прочной упаковочной и мешочной бумаги. К изоляционной целлюлозе предъявляются более высокие требования по химической чистоте, содержанию золы и диэлектрическим свойством. Изоляционные подразделяют на три марки. Применяют ее для производства кабельной, телеграфной, изоляционно-намоточной и конденсаторной бумаги. Целлюлозу с числом Каппа 80−100 отбеливают, а целлюлозу с более низким числом Каппа применяют для изготовления впитывающих видов бумаги. Беленную сульфатную целлюлозу выпускают различных марок, в зависимости от назначения белизна целлюлозы может колебаться в пределах 81−90% [3].

Беленая сульфатная целлюлоза значительно прочнее беленой сульфитной целлюлозы, особенно по показателям сопротивления излому и раздиранию. Поэтому она находит широкое применение не только, как заменитель сульфитной беленой целлюлозы в производстве белых видов бумаги, но и как компонент, повышающий механические свойства бумаги при изготовлении ее, из коротковолокнистых материалов (лиственной, тростниковой, соломенной или бамбуковой) [3].

Беленую хвойную целлюлозу вырабатывают для документной, денежной и бумаги длительного хранения, а лиственную не применяют или добавляют в очень малых количествах [3].

По запасам древесины Россия занимает первое место в мире около 675 млн. га и её запасы древесины составляют примерно 72 млрд. м3 — основного леса [4].

В настоящее время хвойные породы представляют наиболее обширную и широко распространенную группу голосемянных растений, насчитывающую около 55 родов и 560 видов. Они преобладают в северном полушарии, где сосредоточено 80% массивов хвойных лесов, состоящих в основном, из различных видов ели, пихты, лиственницы и сосны [4].

В Северо-западном регионе из хвойных применяются в основном сосна и ель. В лесном фонде России сосна занимает второе место, ель — третье место после лиственницы, а по запасам хвойная древесина на втором месте после лиственной [1]. Древесина хвойных пород отличается от древесины лиственных пород более простым строением. Лиственная древесина имеет сложное строение и состоит из клеток либриформа, сосудов и живых паренхимных клеток, а также волокнистых и сосудистых трахеид. А хвойная древесина (ксилема) состоит из двух анатомических элементов — трахеид и паренхимных клеток размеры клеток хвойных пород значительно отличаются от лиственных (длиной, шириной и толщиной). В таблице 1.1 и 1.2 представлены размеры клеточных стенок некоторых пород древесины, а также клеточная структура сосны и ели [1,2]. Основными клетками используемыми в производстве бумаги являются трахеиды.

Таблица 1. 1

Размеры клеток растительного сырья

Сырье

Длина волокна, мм

Диаметр волокна, мм

Толщина, мкм

Ель

3,50

31

6,0

Сосна

2,90

28

3,2

Осина

0,95

21

4,3

Береза

1,25

18

3,7

Таблица 1. 2

Клеточная структура хвойных пород древесины

Структурный элемент

Содержание, %

Сосна

Ель

Трахеиды

93,1

95,3

Паренхимные ткани

1,4

-

Сердцевидные лучи

5,5

4,7

Трахеиды — сильно вытянутые в длину клетки, представляющие собой основную массу хвойной древесины (90 -95%) [3]. Длина трахеид примерно в 3 раза больше, чем у клеток либриформа лиственной древесины. Поэтому древесину хвойных пород рассматривают, как длинноволокнистое сырье, с высокой механической прочностью [5]. Трахеиды хвойной древесины имеют сравнительно толстые стенки, широкий канал и характерные окаймленные поры, по которым их легко можно отличить от волокон лиственной древесины, т.к. у лиственной древесины клетки либриформа примерно в два раза тоньше трахеид, а поры простые щелевидной формы [5]. Трахеиды, образующие весной, имеют широкие полости и тонкие стенки, и выполняют водопроводящую функцию. Тогда осенние трахеиды — более узкие полости и толстые стенки, и выполняют механическую функцию, т. е. придают прочность стволу [2].

Паренхимные клетки — живая ткань древесины. Это очень мелкие клетки, с тонкими стенками. В лиственной древесине паренхимных клеток (10%) гораздо больше, чем в хвойной древесине всего (3−5%) от объема. Они выполняют запасающую функцию и служат для хранения в зимний период запаса крахмалов, жиров и влаги. У хвойных деревьев часть запасов храниться в хвое, поэтому в хвойной древесине мало паренхимных клеток [2]

В хвойной древесине паренхимные клетки входят в состав сердцевинных лучей, они выстилают полости смоляных ходов. Различают вертикальные и горизонтальные смоляные ходы, которые, пересекаясь, образуют единую смоляную систему (живицу). Горизонтальные смоляные каналы проходят в многорядных сердцевидных лучах. Сердцевидные лучи у хвойных пород развиты слабее, чем у лиственных. Смолянистая система служит в дереве защитной системой от экстремальных условий обитания и защищает дерево от повреждения насекомыми [5].

Морфологическое строение клеток растительных тканей различно. Каждая группа клеток выполняет определенную функцию в распределительной ткани, имеет характерное строение и форму, что помогает вид волокнистого материала в образце бумаги или волокнистом полуфабрикате [3].

Длина волокон полуфабриката зависит, как от метода варки, так и степени делигнификации, так волокна хвойной целлюлозы, наиболее прочные, дольше размалываются и в меньшей степени укорачиваются, чем волокна лиственной целлюлозы [3].

Резкое различие в строении древесины хвойных и лиственных пород не позволяет варить их совместно, что сводится к следующим доводам [6]:

— из-за различий в скорости процессов сорбции щелочи, пропитки растворами реагентов, химических реакций, растворения лигнина и углеводов целлюлозы в конце варки оказывается неоднородной по степени делигнификации;

-по той же причине невозможно выбрать режим варки, вследствие чего не удается в наилучшей степени учесть и использовать индивидуальные особенности, присущие разным породам древесины [7].

Основными химическими компонентами древесины являются целлюлоза, гемицеллюлозы, лигнин и экстрактивные вещества [2]. Считается, что древесина хвойных пород в среднем содержит целлюлозы на 2−4% больше, чем древесина лиственных пород. Лигнина больше в хвойной древесине (27−30%), чем в лиственной (18−24%). Гемицеллюлоз в хвойной древесине примерно в 1,5 раза меньше, чем в лиственной, причем в лиственной преобладают пентозаны, в хвойной — гексозаны [5].

Целлюлоза является основным компонентом клеточных стенок и представляет собой линейный полисахарид, молекулы которого построены из звеньев в-D-глюкопиранозы, соединенных глюкозидной связью 1−4. Средняя степень полимеризации 5000−6000. Благодаря особенностям химического строения и надмолекулярной структуры целлюлоза из всех полисахаридов является наиболее устойчивой. Даже при очень жестких условиях делигнификации древесины выход ее составляет 85−95% от исходного содержания.

На прочность волокна оказывает большое влияние степень полимеризации основного полисахарида — целлюлозы. Целлюлоза является одним из жестких полимеров. Для нее характерны значительное внутри и межмолекулярное взаимодействие, и высокий потенциальный барьер вращения. Регулярное строение целлюлозы отражается на механических, физических и других свойствах целлюлозы, так как при регулярном строении легче достигается плотная упаковка и наиболее эффективное действие межмолекулярных сил и водородных связей [2].

Хотя хвойная древесина требует большего времени на варку, чем лиственная, однако, получающиеся длинноволокнистые полуфабрикаты имеют лучшие бумагообразующие свойства [5].

Кроме целлюлоз, в углеродной части древесины входят гемицеллюлозы. Гемицеллюлозы в отличие от целлюлозы представляют разветвленные углероды, которые при гидролизе дают два или три вида моносахарида. Кроме того, гемицеллюлозы имеют различные типы заместителей — ацетильные и метоксильные группы, уроновые кислоты (метилированные или неметилированные) которые придают полисахаридам «кислые» и «нейтральные» свойства. Исследование различных видов хвойных пород показало, что содержание гемицеллюлоз в 1,5 раза ниже, чем в лиственной. В гемицеллюлозах хвойных преобладают гексозаны-глюкоманнаны и галактоглюманнаны (8−14%), в меньших количествах содержится 4-O-метилглюкуроноарабоксиланы и арабиногалактаны. Глюкоманнаны различных видов хвойной древесины также имеют аналогичную общую структуру, но отличаются соотношением D-маннозы и D-глюкозы. По сравнению с глюкоманнанами лиственных пород, хвойные обладают меньшей растворимостью в воде. Ацетильные группы в гемицеллюлозах в хвойных породах находятся в глюкоманнанах. В щелочной среде ацетильные группы неустойчивы, проходит деацетилирование полисахарида, в результате уменьшается рН варочного раствора, а деацетилированный полисахарид становиться более устойчивым в условиях делигнификации за счет образования связей однородными молекулами, так и целлюлозой. При этом возрастает сохранность гемицеллюлоз, а следовательно, и общий выход волокнистого полуфабриката из древесины. Лучше сохраняются в процессе варки, менее разветвленные углеводы. Относительно небольшое число заместителей, обусловливающих так называемые «слабые связи», затрудняет гидролиз и последующие растворение низкомолекулярных фракций углеводов. Поэтому можно ожидать, что гемицеллюлозы с меньшим исходным содержанием различного типа заменителей более устойчивы при делигнификации. Кроме повышения выхода полуфабриката из древесины, лучшая сохранность гемицеллюлозной части улучшает те показатели механической прочности полуфабрикатов, которые зависят от межволокнистых сил связи. Поэтому, для получения из хвойной древесины прочных волокнистых полуфабрикатов предпочтительнее применять щелочные и нейтральные способы варки [5].

Следующим по количественному содержанию компонентом является лигнин. Из функциональных групп наиболее характерными, являются метоксильные, содержание которых в лигнине хвойных пород ниже 16%, чем в лиственных и составляет в пересчете на одну фенилпропановую единицу, 1,4 метоксила. По содержанию других функциональных групп (гидроксильных, карбонильных, кислорода в эфирной связи, двойной алифатической связи) лигнины хвойных и лиственных пород отличается не значительно, и содержание этих групп невелико, за исключением гидроксильных, которых около 10%. При окислении в щелочной среде хвойного лигнина получают ванилин, немного n-оксибензальдегида и следы сиреневого альдегида, а из лигнина лиственных — смесь ванилина и сиреневого альдегида в соотношении 1:3 [2]. Эти гваяцилпропановые и сирингилпропановые единицы могут быть связаны с полимером нерегулярной связью, а возможно, что эти мономеры связаны в отдельные макромолекулы и лигнин представляет собой смесь гваяцильного и сирингильного лигнина [5].

К экстрактивным относятся вещества, извлекаемые из древесины нейтральными органическими растворителями и водой. После выделения из древесины и соответствующей обработки они являются ценными продуктами. Жиров и жирных кислот в хвойной древесине содержится 40−65%, а лиственной древесине 60−90%.В состав экстрактивных веществ входят насыщенные и ненасыщенные жирные и смоляные кислоты (линолевой, пальметиновой, левопимаровой, абеатиновой и др.). Экстрактивные вещества располагаются в основном эпитеальных паренхимных клетках, в клетках сердцевидных лучей и в клетках продольной паренхимы [5].

1.2 Делигнификация хвойной поврежденной древесины по сульфатному способу

Изучение направлений использования древесины, усыхающей в междуречье Северной Двины и Пинеги, и разработка соответствующих рекомендаций являются основными направлениями работы ученых нескольких факультетов АГТУ. Поскольку степень повреждения пораженной древесины точно неизвестна, наиболее вероятным способом ее использования может стать химическая переработка этого древесного сырья.

Как показало изучение литературных источников, проблема использования сухостойной древесины в ЦБП не нова. В лесах Карелии сухостой сосны в конце 60-х годов прошлого века составлял от 10 до 30% от общего запаса древесины [8]. В 60−70 годах прошлого века проводились подобные исследования пригодности усохшей древесины сосны для химической переработки, и результаты опубликованы в отраслевых журналах и сборниках конференций.

Как отмечают авторы [9], качество сухостоя ниже, чем у растущего дерева, и зависит от продолжительности стояния дерева в усохшем виде и степени поражения его гнилями, как деструктивного, так и коррозионного типа, а также синевой. При коррозионном типе гнили целлюлоза в древесине практически не затрагивается. В белых гнилях, относящихся к этому типу, наблюдаются «выцветы» целлюлозы и ее некоторое накопление. При деструктивном типе гнили (бурая гниль) происходит деструкция целлюлозы, т. е увеличивается содержание низкомолекулярных фракций, снижается степень полимеризации, уменьшается механическая прочность [10]. Возможность использования поврежденной гнилями древесины в производстве целлюлозы для химической переработки изучал Бъеркман с сотрудниками [11].

Некоторые авторы [12,13] считают, что при небольшом сроке усыхания древесины ее химический состав практически не отличается от показателей здоровой древесины. Однако в процессе продолжительного усыхания, древесина подвергается гниению, в результате которого изменяется химический состав древесины — повышается зольность, количество веществ, растворимых в 1% растворе щелочи и горячей воде [14,15,16]. Под действием грибов может происходить изменение толщины клеточной стенки [17], механической прочности самого волокна, его средней длины, что приводит к снижению сопротивления раздиранию, излому картона, получаемого с использованием поврежденных гнилью волокон [18].

Мнения авторов относительно способности сульфатной целлюлозы полученной из усохшей древесины к размолу, противоречивы [19,20].

Матюшкина А.П. и Агеева М. И. детально изучали влияние наличие гнилей в усохшей древесине сосны на химический состав и бумагообразующие свойства сульфатной целлюлозы [14]. Изучение распространения гнилей по длине ствола показало, что средняя часть ствола (на высоте 5 м от уровня земли) поражена гнилью меньше, чем комлевая часть (на высоте 1.3 м) или вершинная (на высоте 7 м).

Влажность в здоровых деревьях увеличивается от комля к вершине и в среднем составляет порядка 99%, в ядровой части древесины она ниже в 3.5 раза по сравнению с заболонью. В сухостойной древесине влажность ядровой и заболонной части примерно одинакова (24. 5…24. 4%), что, по мнению авторов [14], положительно сказывается на обеспечении равномерности пропитки древесины варочным щелоком. По нашему мнению, равномерность пропитки древесины с влажностью 25% вызывает сомнение, и требуется проведение дополнительных исследований.

Из данных, приведенных в работе [14], следует, что точную зависимость химического состава древесины от времени усыхания установить трудно, поскольку уже после 5−10 лет стояния сухостоя древесина поражается различного рода гнилями. Тем не менее, такие исследования были проведены на образцах древесины с продолжительностью усыхания от 1 года до 100 лет, которые показали, что при увеличении продолжительности стояния усохшей древесины в ней снижается содержание целлюлозы на 9. 0…20%, при сохранении содержания лигнина и пентозанов на уровне здоровой древесины. Выход целлюлозы, полученной при сульфатных варках щепы, приготовленной из древесины с коррозионной гнилью, снижается примерно на 10%, по сравнению со здоровой древесиной при одинаковом содержании остаточного лигнина. Кроме того, целлюлоза содержит меньше б-целлюлозы и имеет более высокое содержание в-целлюлозы, что также подтверждает более сильное разрушение целлюлозы в процессе гниения.

Косвенным показателем степени разрушения древесины гнилями может служить рН водного экстракта. Исследования этих авторов [14] показали, что экстракт растущей здоровой древесины имеет рН около 6, сухостоя — 4. 5, сухостоя, пораженного гнилями — 3. 8…4.6. Исследования показали, что сосновая древесина с продолжительностью усыхания более 5 лет большей частью поражена гнилями. Эта древесина нуждается в тщательной рассортировке в зависимости от степени поражения.

Сульфатная варка этой древесины, скорее всего, потребует увеличение расхода древесины и активной щелочи на варку.

Процесс усыхания и поврежденность гнилями приводят к снижению средней длины волокна и изменению его фракционного состава [14], и увеличению скорости размола до 600ШР по сравнению со здоровой древесиной. Данные о скорости отдачи воды показали, что целлюлоза из сухостоя будет медленнее обезвоживаться на сетке БДМ, что приведет к снижению производительности машины [14]. Кроме того, установлено, что целлюлоза из древесины, пораженной гнилью, имеет (при степени помола 600 ШР), более низкие показатели механической прочности особенно по сопротивлению раздиранию (на 20%) и излому (в два раза). Низкие механические свойства авторы [14] объясняют поврежденностью волокон и их меньшей средней длиной из-за наличия большого числа мелких обрывков волокон. На величину показателей «разрывная длина» и «сопротивление раздиранию» присутствие поврежденных гнилью волокон практически не оказывает влияния.

Для предприятий, производящих беленые виды целлюлозы безусловный интерес представляет результаты исследований влияния продолжительности стояния усохшей древесины, не поврежденной гнилями на свойства беленой целлюлозы, а также влияние наличия различных видов гнилей на результаты отбелки. З. А. Коржицкая и Н. А. Васильева провели детальные исследования как химического состава усохшей древесины сосны (таблица 1), так оценили влияние времени усыхания и поврежденность древесины гнилями на показатели беленой целлюлозы [9].

Данные, приведенные в таблице 1, показывают, что с увеличением продолжительности стояния сухостоя в древесине уменьшается содержание целлюлозы, увеличивается количество веществ, растворимых в горячей воде и 1% растворе гидроксида натрия.

Таблица 2

Химический состав древесины (средняя проба по поперечному срезу), в % от абсолютно-сухой целлюлозы [9]

Показатели

Номер образца

1

2

3

4

5

6

Время стояния сухостоя, лет

растущее

1-й год усых.

15

30−40

40−50

50−60

Зола, %

0,27

0,21

0,25

0,26

0,17

0,41

Целлюлоза Кюршнера

51,86

47,15

49,27

46,25

46,44

46,45

Пентозаны

9,78

10,52

9,45

8,86

10,99

8,90

Лигнин Классона

27,12

26,49

26,74

26,90

26,85

26,57

Растворимые вещества в:

горячей воде

3,08

2,32

2,69

4,37

3,50

2,89

1% NaOH

10,44

11,50

9,33

11,82

12,08

18,06

Результаты анализа небеленых сульфатных целлюлоз, полученных из этих образцов древесины, показали, что независимо от срока стояния сухостоя древесина делигнифицировалась без затруднений, таблица 2. Однако авторы не указали влажность образцов древесины.

Таблица 3

Свойства небеленой сульфатной целлюлозы из сухостойной древесины сосны [9]

Показатели

Номер образца

1

2

3

4

5

6

Выход целлюлозы, % от а. с. древ.

42,50

43,80

41,60

41,30

10,90

33,00

Непровар, %

0,85

0,16

0,40

0,25

0,40

-

Общий выход,%

43,40

44,0

42,0

41,50

41,30

33,00

Лигнин, %

2,66

2,58

2,67

2,79

2,98

2,99

Экстрактивные,%

0,26

0,24

0,19

0,33

0,24

0,24

б-целлюлоза,%

92,68

92,01

90,56

92,25

90,65

90,36

Вязкость, мП

316

310

269

307

259

272

Содержание непровара в целлюлозе из разных образцов древесины незначительное (менее 1%). Так же, как в работе [14] с увеличением срока стояния отмечается снижение выхода целлюлозы после варки, вязкости целлюлозы, содержания б-целлюлозы.

Поскольку цитируемые исследования проводились в 70-х годах прошлого века, то отбелка целлюлозы осуществлялась по схеме с использование хлорреагентов:

Х-Щ-Х-Щ-Г-Г, где Х — обработка молекулярным хлором, Щ — щелочение, Г — обработка гипохлоритом. Общий расход активного хлора на отбелку составил 8,25% к абсолютно-сухому волокну или 73 кг активного хлора на тонну воздушно-сухой целлюлозы. С увеличением срока стояния сухостоя в беленой целлюлозе уменьшается содержание б-целлюлозы (с 87.7 до 86. 5%), вязкость (со 115 до 89 мП), средняя степень полимеризации (с 810 до 680), почти в 2 раза возрастает содержание карбонильных групп, характеризующих степень деструкции целлюлозы. Однако авторы [9] отмечают, что белизна образцов целлюлозы получилась разной, но не приводят в работе величину этих показателей. Поэтому интерпретация показателей беленой целлюлозы весьма затруднительна.

Отбелка целлюлозы по схемам, включающим ступени холодного и горячего облагораживания (Х-Щ-Х-Щ-Г-ХО-ГО-Г, Х-Щ-Х-Щ-Г-ГО-Г), показала, что холодное облагораживание увеличило содержание б-целлюлозы на 8. 7…9. 2%, в большей степени для целлюлозы из растущего дерева, в меньшей — из сухостоя [9]. При этом снизилась вязкость, СП, содержание пентозанов. Причем обработка концентрированной щелочью при комнатной температуре (обычные условия холодного облагораживания), действовала одинаково на все целлюлозы, независимо от исходного сырья. Горячее облагораживание целлюлозы из сухостойной древесины практически не приводит к изменению содержания б-целлюлозы, вязкости, СП по сравнению с целлюлозой из растущей древесины.

Авторами [9] были проведены исследования влияния различных гнилей на свойства беленой целлюлозы. Выход целлюлозы из заболони сухостоя, окрашенной синевой, практически не отличается от выхода целлюлозы из растущей древесины и составляет 43. 8…44. 2%. Для ядровой древесины и заболони, поврежденной гнилью, их смесей выход составляет 39…40%.

Небеленые целлюлозы из заболони, окрашенной синевой, поврежденной гнилью, а также из смесей этих видов древесины и ядра имели более темный цвет, чем целлюлозы из ядровой части сухостоя и древесины растущего дерева. Исследование белимости этих целлюлоз показало, что для достижения одинаковой белизны (примерно 84%) требуется увеличить общий расход активного хлора на 20…25%, по сравнению с целлюлозой из растущего дерева [9]. Потери волокна при отбелке целлюлозы из растущей древесины, заболони, окрашенной синевой, составляли примерно 5%.

При отбелке целлюлозы целлюлозы из заболони, поврежденной гнилью, а также смесей ядровой древесины с 10…30% гнилой древесины, потери возрастают до 8…10%. Введение в композицию щепы от 10 до 30% заболони, поврежденной гнилью, не увеличивает расход активного хлора. Однако при этом ухудшается качество беленой целлюлозы, снижается содержание б-целлюлозы, увеличивается содержание низкомолекулярной в-целлюлозы. При увеличении в щепе до 40% доли заболони, окрашенной синевой, возрастает расход активного хлора на отбелку (примерно на 1%), снижается содержание б-целлюлозы, вязкость и СП [3].

Как установили авторы [9] беленая целлюлоза из древесины сухостоя, поврежденной гнилью, имеет пониженную прочность, особенно сопротивление раздиранию и излому, что объясняется меньшей вязкостью и СП целлюлозы из гнилой древесины. Прочность целлюлозы из ядровой древесины и заболони, окрашенной синевой, была близкой к прочности целлюлозы из растущей древесины. При добавлении к здоровому ядру до 30% гнилой древесины были получены целлюлозы, близкие по разрывной длине и продавливанию к целлюлозе из здорового ядра, но отличающиеся по излому и раздиранию. Варка смеси ядра с добавкой 30% гнилой древесины дает целлюлозу с наилучшими показателями механической прочности, Авторы [21] объясняют этот факт наличием ослабленных волокон, которые после размола дают плотный, сомкнутый лист. Целлюлозы, полученные с добавкой 20% заболони, окрашенной синевой, имели прочность практически равную прочности целлюлозы из здоровой древесины, а увеличение доли такой щепы до 40% ухудшало качество целлюлозы.

Выводы из обзора литературы

1. Исследование сульфатных варок смесей щепы из здоровой и сухостойной древесины показало, что возможно использование в ЦБП сухостойной сосновой древесины, поврежденной гнилями (синевой и коррозионной гнилью) в количестве 30% добавки к здоровой древесине. Эти лабораторные исследования были подтверждены на практике. Сегежский ЦБК (Карелия) без ущерба для производства небеленой сульфатной целлюлозы использовал 15% добавку сухостойной древесины сосны в составе перерабатываемого сырья [14].

2. По мнению авторов [9], целлюлозы, полученные из смеси ядра с добавкой 20…30% заболони, пораженной гнилью или синевой, можно отбелить до белизны 84% без повышения расхода активного хлора. Полученные целлюлозы имели прочность, сравнимую с прочностью целлюлозу из растущего дерева, и удовлетворяли требованиям ГОСТ 9571–60 на беленую сульфатную целлюлозу марки БС для различных видов упаковочных бумаг и картона.

Однако в литературных источниках мы не обнаружили данных по оценке возможности использования сухостойной древесины ели для производства сульфатной небеленой целлюлозы (из 100% сухостойной еловой щепы или в качестве добавки к здоровой древесине), или в смеси с лиственными породами древесины (для производства сульфатной беленой целлюлозы)

Для решения этих проблем можно сформулировать задачи лабораторных исследований:

— как влияет степень повреждения древесины ели гнилями, стволовыми вредителями на химический состав, влажность древесины, длину волокна, фракционный состав щепы?

— каково должно быть соотношение древесного сырья, отвечающего ГОСТу и некондиционной древесины при котором не будут наблюдаться снижение механической прочности волокнистых полуфабрикатов, увеличение расхода активной щелочи на варку?

— необходимо разработать режимы варки усохшей, поврежденной древесины, в зависимости от степени повреждения (расход активной щелочи на варку, оценить необходимость проведения специальных мероприятий по интенсификации пропитки, температурный режим варки);

— определить показатели целлюлозы после варки (выход, число каппа, показатели механической прочности и деформационные характеристики).

— оценить возможность и целесообразность отбелки полученных целлюлоз. Оптимизировать режим отбелки (ECF) целлюлозы из сухостойной древесины (расход отбеливающих реагентов, потери волокна при отбелке, белимость целлюлозы, показатели механической прочности)

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Проведение варок

Варку образцов полуцеллюлозы проводили в автоклавах объемом 600 мл в глицериновой бане. Навеска щепы на варку составляла 60 г а.с. древесины. Режимы варок представлены в экспериментальной части. В качестве сырья для получения образцов полуцеллюлозы, использовалась щепа из производственного изготовления Архангельского ЦБК. Для проведения лабораторных варок использовалась щепа нормальной фракции (остатки на ситах 20 и 10 мм). В подготовленных к варке образцах щепы и полученных образцах полуфабрикатов определяли влажность согласно ГОСТ 50 316–92.

2.2 Анализ щелоков

При проведении варки в зеленом и белом щелоках определялась общая, активная щелочь раствора согласно методике представленной в [22].

2.3 Определение выхода полуцеллюлозы

Определение выхода полуцеллюлозы, %, рассчитывали по формуле

, (2. 1)

где М1, М2 — масса полуцеллюлозы полученной после варки, и щепы, взятой на варку, г;

К1, К2 — коэффициенты сухости полуцеллюлозы, полученной после варки, и щепы, взятой на варку.

2.4 Определение влажности полуцеллюлозы

Определение влажности образцов полуцеллюлозы проводилось в соответствии с ГОСТ 50 316?92.

2.5 Определение степени делигнификации полуцеллюлозы по методу Каппа

Определение степени делигнификации проводилось в соответствии с методикой SCAN-C 1: 77, ГОСТ 10 070?74

2.6 Изготовление образцов и подготовка их к испытаниям

Подготовка образцов полуцеллюлозы к физико-механическим испытаниям проводилась согласно ГОСТ 14 363. 4?89. Размол образцов проводился в лабораторной мельнице ЦРА при концентрации массы 6%. Процесс размола контролировали путем определения степени помола массы по ГОСТ.

Изготовление лабораторных образцов производилось на листоотливном аппарате ЛА-3 по ГОСТ. Масса отливок соответствовала массе волокна в готовой бумаге с массой 1 м2 125 г. Прессование отливок осуществлялось с помощью прессового валика аппарата. Сушка велась при температуре 105±5 С в вакуум-сушилках листоотливного аппарата.

Перед испытаниями образцы кондиционировались согласно ГОСТ 13 523. 0?79 в условиях постоянной влажности воздуха равной 50±2% и постоянной температуре 23±1С не менее 2 часов.

2.7 Определение фундаментальных свойств волокна

2.7.1 Определение размеров волокон и фракционного состава по длине волокна

Одним из фундаментальных свойств волокон полуфабрикатов бумажного производства является средняя длина волокна, оказывающая большое влияние на физические, прочностные и упругопластические свойства бумаги.

В данной работе для определения фракционного состава волокна использовался прибор Fiber Tester, который позволяет провести расширенный анализ свойств целлюлозных волокон. Прибор состоит из устройства для анализа вместе с ПК (рисунке 2. 1), который управляет тестированием образца, обрабатывает данные и генерирует отчет по показаниям.

Рисунок 2.1 — Схема прибора Fiber Tester

1 — индикатор текущей операции в последовательности измерения;

2 — вращающийся столик с 6 стаканами;

3 — пробоотборник с трубкой для всасывания образца

На вращающийся столик (карусель) для образцов можно размещать до 6 стаканов с дезинтегрированной массой. ПК запоминает идентификацию (ID) каждого образца, после чего образец всасывается в прибор и разбавляется до требуемой для измерения концентрации.

Суспензия волокон прокачивается через измерительную ячейку, где она фотографируется. Изображения затем обрабатываются с помощью программы для анализа изображений. Пользователь может настроить варианты выдачи отчета в разных видах. В отчет по умолчанию включены следующие параметры волокон:

— длина, среднее значение;

— ширина, среднее значение;

— форма, т. е. частное от деления проекции длины на фактическую длину;

— мелочь — выражается как процент волокон короче 0,2 мм относительно числа волокон длиннее 0,2 мм.

— грубость, т. е. вес волокна на единицу длины, для этого должен быть известен вес навески по сухому волокну.

Могут быть также заказаны следующие опции:

— изломы и сосуды: компьютерная программа для анализа местных деформаций волокна и количества сосудов.

Перед началом испытания готовили образец.

Брали около 1 г волокна на 1 л воды, хорошо перемешивали и затем выливали 100…200 мл суспензии в стакан для образца. Далее образец ставили в первую свободную позицию на карусели. После того как образец помещен на карусель, вводится идентификация образца и нажимается кнопка подтверждения заданных параметров испытания. Тест начинается автоматически, образцы анализируются в порядке их установки на карусели. Результаты обрабатываются на ЭВМ и выводятся на принтер.

2.7.2 Когезионная способность волокон

Когезионная способность волокон характеризует способность волокон образовывать межволоконные силы связи. Величину межволоконных сил связи принято определять по методу С. Н. Иванова путем измерения внешнего усилия, необходимого для сдвига в плоскости соприкосновения слоев двухслойных отливок с массой 1 м2 каждого слоя 100 г. Изготавливали двойные отливки, между которыми на определенном расстоянии располагали нитки (рисунок 2. 3). Из отливок изготавливались образцы размером 5015 мм рисунок 2.4. Для проведения испытаний из образцов с помощью препаративной иглы удалялись нитки. После этого образцы кондиционировались. Перед испытанием каждый образец нумеровался, измерялась толщина и масса, затем расслаивают, закрепляя середину образцов при помощи пинцета шириной с мм. Ширину участка образца, соединяющего два слоя, измеряют при помощи лупы с линейкой, рисунок 2.5.

Рисунок 2.3 — Расположение ниток на отливке

Рисунок 2.4? Образцы для испытаний на силы связи

Рисунок 2.5? Проведение испытания на силы связи

Для проведения испытаний образцы расслаивали при помощи пинцета шириной площадки 2,0 мм.

Испытание проводилось на разрывной машине Тестсистема 105. Расстояние между зажимами составляло 40 мм, а скорость растяжения 50 мм/мин. Обработку результатов производили на ПЭВМ.

Величину межволоконных сил связи по Иванову, МПа, определяли по формуле:

, (2. 2)

где Рр — разрушающее усилие, Н;

l — ширина образца, мм;

b — ширина площадки контакта, мм.

2.8 Определение стандартных показателей механической прочности образцов полуцеллюлозы

Показатели качества лабораторных образцов определяли по стандартным методам: толщину образца по ГОСТ 27 015?86 на приборе ТМБ-5-А с цифровым блоком регистрации; прочность на разрыв и удлинение при растяжении по ГОСТ 13 525. 1?79 на приборе Тестсистема 105; сопротивление раздиранию по ГОСТ 13 525. 3?97 на приборе L&W Tearing Tester-CODE 009; сопротивления продавливанию по ГОСТ 13 525. 8?86 на приборе L&W Bursting Strength Tester-CODE180; разрушающее усилие при сжатии кольца (RCT) по ГОСТ 10 711?97 и сопротивление плоскостному сжатию гофрированного образца (СМТ) по ГОСТ 20 682?75 на приборе L&W Crush Tester-CODE 248.

2.9 Определение сопротивления торцовому сжатию короткого участка образца в плоскости листа (метод SCT)

Определение сопротивление сжатию по методу SCT выполняют согласно ISO 9895 на приборе L&W Compressive Strength Tester STFI-CODE 152. Принцип измерения сопротивления сжатию в соответствии с методом SCT показан на рисунке 2.6. При измерении образец картона-лайнера помещается между двумя зажимами со свободной длиной сжатия 0,7 мм. Скорость испытания составляет 3±1 мм/мин. При приближении зажимов друг к другу длина образца сокращается, а нагрузка в полоске возрастает. Так как образец короткий по сравнению с его толщиной, предотвращается бифуркация, и деформация происходит вследствие сжатия, а не в результате потери устойчивости.

Рисунок 2.6? Принципиальная схема определения сопротивления сжатию по методу SCT

Метод полностью автоматизирован. Результаты измерений выводятся на печатающее устройство.

2.9 Определение характеристик деформативности

Кривая зависимости «напряжение-деформация», получается путем обработки индикаторной диаграммы «нагрузка-удлинение» при статических испытаниях на растяжение на разрывных машинах, оснащенных устройством для регистрации изменения нагрузки и деформации образца в процессе испытания.

При приложении растягивающей нагрузки в капиллярно-пористом материале (образцы технической целлюлозы, бумаги и картона) наблюдается несколько стадий развития деформаций, предшествующих окончательному разрушению (рисунок 2. 7): 0−1 — упругая зона; 1−2 — зона вязкоупругих деформаций; 2−3 — зона предразрушения, деформация в ней происходит в условиях интенсификации процессов разрушения и заканчивается разделением образца на части; Э — точка, усреднено характеризующая замедленно-упругую составляющую вязкоупругой зоны.

Испытания образцов проводили на лабораторном испытательном комплексе, включающем разрывную машину Тестсистема 105 и ПЭВМ.

Каждый испытуемый образец характеризуется длиной (l), шириной (b) и усредненной по измерениям в нескольких точках толщиной (?). После проведения испытания каждого образца с машины Тестсистема 105, через интерфейс RS-232, передаётся информация о данных образца и результатах испытания в COM-порт ПЭВМ. Принятые данные — параметры образца, условия испытаний, а также массив до 1000 точек, снятых с интервалом 20 мс (сила, Н — перемещение, мм), сохраняются в файле на магнитном диске и могут быть распечатаны на принтере. Данные выводятся на экран в виде графика, рисунок 2.8. Предоставляется возможность просмотра: кривых для каждого из испытанных параллельных образцов; всех кривых на одном графике; проведения исключения выпадающих точек и проведения повторных испытаний.

При выполнении математической обработки на ПЭВМ экспериментальных кривых «нагрузка-удлинение», полученных при параллельных испытаниях, производится: сглаживание исходных кривых методом скользящей средней; построение средней кривой; автоматическое, с возможностью ручной корректировки, выделение начального и конечного прямолинейных участков; вычисление модулей упругости начального (Е1) и в области предразрушения (Е2); а также определение характерных точек зависимости «напряжение-деформация»: предел упругости (1); эффективная точка (Э); точка начала пластических деформаций (П); точка начала дополнительной вытяжки (В); точка разрушения образца (Р), рисунок 2.9.

Рисунок 2.7 — Зависимость напряжение-деформация для целлюлозно-бумажного материала

Рисунок 2.8 — Результаты единичного испытания на растяжение

Рисунок 2.9 — Результат математической обработки средней кривой

В каждой характерной точке рассчитываются характеристики: усилие (P), Н; удлинение l, мм; напряжение (?), МПа

; (2. 3)

деформация (?), %

; (2. 4)

работа (А), мДж

; (2. 5)

текущий модуль упругости (Et), МПа

; (2. 6)

модуль общей деформации (ЕОД), МПа

; (2. 7)

время релаксации напряжения (n), сек рассчитывается путём решения численными методами уравнения

. (2. 8)

Результаты расчетов представляются в виде таблиц и графиков и выводятся на экран монитора с предоставлением возможности вывода на печать в порядке, определяемом пользователем.

Кроме того, при математической обработке данных испытания рассчитывается показатель жесткости при растяжении по формуле

, (2. 9)

где St — жесткость при растяжении, Н/м;

Е — модуль упругости, Н/м2;

— толщина образца, м;

Р — сила, Н;

b — ширина, м;

— деформация, %.

По данной методике представляется возможность распечатки результатов расчетов на принтере и вывода их в текстовый файл ANSI. Формат таблиц позволяет использовать данные из нее в табличном процессоре Excel для сопоставления кривых зависимости «» разных целлюлозно-бумажных материалов.

3. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Проведение варок

Таблица 4

Варки

Проба

Число Каппа

Выход общий

Выход сортированной

Сухостой низ 1

28,0

51,2

55,9

Сухостой низ 2

25,8

49,4

49,4

Сухостой низ 3

31,9

49,4

49,4

Среднее

28,6

50,0

51,6

Сухостой середина 1

29,3

49,0

49,0

Сухостой середина 2

24,4

48,6

49,7

Сухостой середина 3

25,4

48,6

48,6

Среднее

26,4

48,7

49,1

Сухостой верх 1

25,5

48,1

48,1

Сухостой верх 2

22,5

47,6

49,2

Сухостой верх 3

26,7

49,5

49,7

Среднее

24,9

48,4

49,0

Усыхающая низ 1

33,2

50,3

51,0

Усыхающая низ 2

27,4

50,0

50,5

Усыхающая низ 3

36,4

51,5

54,7

Среднее

32,3

50,6

52,1

Усыхающая середина 1

28,8

48,3

52,8

Усыхающая середина 2

30,2

49,6

49,7

Усыхающая середина 3

28,6

49,5

50,0

Среднее

29,2

49,2

50,8

Усыхающая верх 1

28,4

47,7

49,0

Усыхающая верх 2

27,8

48,5

50,1

Усыхающая верх 3

29,3

48,6

49,9

Среднее

28,5

48,3

49,7

25/75 — 1

23,6

51,0

51,6

25/75 — 2

32,8

49,1

49,8

25/75 — 3

28,7

49,0

50,2

Среднее

28,4

50,0

51,6

50/50 — 1

35,5

49,5

50,2

50/50 — 2

33,1

48,6

49,7

50/50 — 3

34,5

48,8

49,0

Среднее

34,4

48,7

49,4

75/25 — 1

25,1

48,5

48,6

75/25 — 2

32,6

48,3

49,2

75/25 — 3

27,6

48,5

49,7

Среднее

28,4

48,6

49,0

Проба

Число Каппа

Выход общий

Выход сортированной

Сырая 1.1 — 1

32,2

50,3

50,3

Сырая 1.1 — 2

25,3

49,9

51,1

Сырая 1.1 — 3

24,6

52,5

52,6

Среднее

27,4

50,9

51,3

Сырая 1.2 — 1

31,2

51,3

51,1

Сырая 1.2 — 2

26,4

49,5

51,1

Сырая 1.2 — 3

26,7

50,6

50,8

Среднее

28,1

50,5

51,0

Сырая 2.1 — 1

27,3

51,1

51,5

Сырая 2.1 — 2

28,0

51,2

51,2

Сырая 2.1 — 3

30,3

51,1

51,4

Среднее

28,5

51,1

51,4

Сырая 2.2 — 1

24,5

51,2

51,9

Сырая 2.2 — 2

27,8

52,7

53,2

Сырая 2.2 — 3

27,5

51,7

54,5

Среднее

26,6

51,9

53,3

3.2 Механика

д — Толщина, мкм;

с — Плотность, г/см3;

l — Средняя длина волокна, мм;

L0 — Нулевая разрывная длина, м;

Fсвязи — Межволоконные силы связи, МПа;

St — Жесткость при растяжении, кН/м;

E1 — начальный модуль упругости, МПа;

?р — разрушающее напряжение, МПа;

?р -деформация разрушения, %;

TEA — энергия, поглощаемая при растяжении, Дж/м2;

L — Разрывная длина, м.

Результаты испытаний представлены в приложении 1.

1 — Усыхающая верх

2 — Усыхающая середина

3 — Усыхающая низ

4 — Сухостой верх

5 — Сухостой середина

6 — Сухостой низ

7 — Сырая 1.1.

8 — Сырая 1.2.

9 — Сырая 1.3.

10 — Сырая 2.1.

11 — Сырая 2.2.

12 — Сырая 2.3.

еловый древесина сульфатный целлюлоза

Таблица 5

Механика

Проба

д

с

Бумагообразующие свойства

Деформационные свойства

Прочностные

l

L0

Fсвязи

St

E1

ур

ер

TEA

L

Сухостой низ

102,0

0,727

2,783

1800

2,397

588,6

3095

88,17

2,85

158,19

12 150

Сухостой середина

105,0

0,709

2,445

18 250

1,265

573,3

2943

78,58

2,67

137,14

11 100

Сухостой верх

104,4

0,706

2,550

15 700

1,067

582,4

3141

78,34

2,49

125,92

11 100

Усыхающая низ

110,0

0,730

2,390

14 900

1,636

628,5

3146

82,18

2,65

149,40

11 400

Усыхающая середина

110,8

0,730

2,393

16 300

1,846

628,5

3144

83,18

2,65

149,40

11 400

Усыхающая верх

106,0

0,748

2,252

15 900

1,509

618,6

3090

91,03

2,95

176,35

12 150

25/75

108,2

0,707

2,403

16 200

2,081

560,0

2665

75,17

2,82

142,82

10 650

50/50

112,0

0,681

2,502

15 150

1,682

577,1

2845

71,53

2,51

124,53

10 500

75/25

111,8

0,691

2,501

14 300

1,931

579,2

2993

70,93

2,37

115,23

10 300

Сырая 1. 1

111,2

0,699

2,903

16 600

2,136

586,4

3026

76,98

2,54

132,47

11 000

Сырая 1. 2

105,4

0,707

2,866

18 500

2,494

603,3

3056

87,32

2,86

161,80

12 350

Сырая 1. 3

106,4

0,708

2,895

18 500

2,292

605,3

3036

84,35

2,77

152,40

12 250

Сырая 2. 1

106,0

0,712

2,759

17 500

1,778

579,7

2983

85,52

2,87

159,88

12 000

Сырая 2. 2

108,6

0,703

2,530

17 500

2,082

546,3

2589

75,53

2,84

142,66

10 450

Сырая 2. 3

108,6

0,703

2,722

17 500

1,982

556,6

2679

85,53

2,86

152,35

10 450

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Богомолов, Б. Д. Химия древесины и основы химии высокомолекулярных соединений [Текст] / Б. Д. Богомолов. — М.: Лесн. Пром-сть, 1973. — 400 с.

2. Никитин, В. Н. Химия древесины и целлюлозы [Текст] / В. Н. Никитин, А. В. Оболенская, В. П. Щеголев. — М.: Лесн. пром -сть, 1978. — 368 с.

3. Иванов, Н. С. Технология бумаги [Текст] / Н. С. Иванов. — М.:. Лесн. пром -сть., 1970. — 696 с.

4. Чавчавадзе, Е. С. Атлас древесины и волокон для бумаги [Текст] / Е. С. Чавчавадзе, З. Е Брянцева З. Е., Гончарова Е. В. — М.: Ключ, 1992.- 336 с.

5. Азаров, В. И. Химия древесины и синтетических полимеров [Текст]: учебник для вузов / В. И. Азаров, А. В. Буров, А. В. Оболенская. — СПб.: Изд- во СПбЛТА, 1999. — 628 с. — ISBN 5−230−10 569−0.

6. Фляте, Д. М. Свойства бумаги [Текст] / Д. М. Фляте. — М.: Лесн. пром-ть, 1986. — 680 с.

7. Пен, Р. З. Технология целлюлозы. [Текст]: учебное пособие для студентов специальности 260 300 всех форм обучения / Р. З. Пен. — Красноярск: Сиб ГТУ, 2002. — 340 с.

8. Иванчиков А. А. Биологическая и хозяйственная продуктивность сосняков Карелии. -Лесные растительные ресурсы. Петрозаводск, 1971, с. 78−95.

9. Коржицкая З. А., Васильева Н. А. Свойства беленых целлюлоз, полученных из древесины сухостоя сосны. В сб. Физико-химические исследования древесины и ее комплексное использование. Изд-во Карельского филиала АН СССР, Институт леса, Петрозаводск, 1978, с. 38−52.

10. Иванова И. С., Соловьева С. И. Сульфатная варка дровяной древесины, пораженной гнилью. -Химическая переработка древесины, 1963, № 3, с. 8−10.

11. Bjorkman E., Forssblad L. Malm E. The use of decayed wood from some conifers and broadleaf trees for chemical pulping purposes. -Studia forestalia suecica, 1964, № 20, 40 p.

12. Морозова О. В., Иванова Р. П., Козлов В. Н. Химический состав древесины усыхающих и сухих стволов кедра корейского и ели аянской.- Изв. СО АН СССР, 1960, № 3, с. 45−49.

13. Добровольский Д. С. Об использовании в бумажной промышленности хвойной древесины, пораженной сибирским шелкопрядом.- Изв. Вузов. Лесной журнал., 1959, № 6, с. 145−150.

14. Матюшкина А. П., Агеева М. И. Свойства древесины и целлюлозы из сухостоя сосны. В сб. Физико-химические исследования древесины и ее комплексное использование. Изд-во Карельского филиала АН СССР, Институт леса, Петрозаводск, 1978, с. 24−38.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой