РОЛЬ ПОВЕРХНОСТИ ВОЛОКОН В РАЗВИТИИ БУМАГООБРАЗУЮЩИХ СВОЙСТВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В ПРОЦЕССЕ РАЗМОЛА

  • Иван (Ivan) Владимирович (Vladimirovich) Лебедев (Lebedev) Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
  • Яков (Yakov) Владимирович (Vladimirovich) Казаков (Kazakov) Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова
  • Дмитрий (Dmitrij) Германович (Germanovich) Чухчин (Chukhchin) Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
  • Кристина (Kristina) Александровна (Аleksandrovna) Романенко (Romanenko) Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Ключевые слова: растительные волокна, хвойная и лиственная целлюлоза, удельная поверхность, фибриллирование, размол, бумагообразующие свойства

Аннотация

Целью данной работы являлось определение взаимосвязи величины удельной поверхности волокон и ряда бумагообразующих свойств целлюлозы, изменяющихся в процессе размола. Были получены качественные данные о состоянии и количественные данные о величине удельной поверхности волокон хвойной и лиственной целлюлозы с различным содержанием лигнина и с различной степенью помола. При подготовке образцов использовалась технология криофиксации и лиофильной сушки мокрых лабораторных отливок. Микрофотографии поверхности целлюлозных волокон в состоянии, характерном для формования полотна, получены на сканирующем электронном микроскопе ZEISS «SIGMA VP». На микрофотографиях выявлено заметное развитие поверхности целлюлозных волокон в процессе размола, проявляющееся в увеличении количества микрофибрилл на поверхности. Количественные данные получены на автоматическом анализаторе величины удельной поверхности ASAP. Визуально фиксируемое увеличение поверхности при размоле технической целлюлозы подтверждено количественно: величина удельной поверхности возросла от 2 м2/г для целлюлозы после роспуска до 4–6 м2/г после размола до 60 °ШР. Удаление лигнина из целлюлозы способствует более интенсивному развитию поверхности при размоле.

Для разных волокнистых полуфабрикатов установлены похожие зависимости физико-механических свойств (межволоконные силы связи, объемная масса, модуль упругости) лабораторных образцов и данных по удельной поверхности, изменяющиеся в процессе размола полуфабрикатов. Основное влияние на изменение структурно-раз­мерных и упругих свойств бумаги при размоле оказывает увеличение содержания микрофибрилл на внешней поверхности волокон. Теснота корреляции и характер наблюдаемой зависимости зависит от породы древесины, из которой получена целлюлоза, от содержания лигнина в образцах, и от способа сушки. При этом для хвойной целлюлозы теснота взаимосвязи выше, чем для лиственной.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Иван (Ivan) Владимирович (Vladimirovich) Лебедев (Lebedev), Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

аспирант

Яков (Yakov) Владимирович (Vladimirovich) Казаков (Kazakov), Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова
доктор технических наук, заведующий кафедрой целлюлозно-бумажных и лесохимических производств
Дмитрий (Dmitrij) Германович (Germanovich) Чухчин (Chukhchin), Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
кандидат технических наук, доцент
Кристина (Kristina) Александровна (Аleksandrovna) Романенко (Romanenko), Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
аспирант

Литература

Ivanov S.N. Tekhnologiia bumagi. [Paper Technology]. Moscow, 2006, 696 p. (in Russ.).

Komarov V.I., Kazakov Ia.V., Derkacheva O.Iu., Sukhov D.A. Lesnoi zhurnal, 1998, no. 1, pp. 57–66. (in Russ.).

Herrington Т.M., Petzold J.С. Cellulose, 1995, no. 2, pp. 83–94.

Stone J.E., Scallan A.M., Abrahamson B. Svensk Papperstidning, 1968, vol. 71(19), pp. 687–694.

Komarov V.I. Deformatsiia i razrushenie voloknistykh tselliulozno-bumazhnykh materialov. [Deformation and destruc-tion of fibrous cellulose and paper materials]. Arkhangel'sk, 2002, 440 p. (in Russ.).

Dul'kin D.A., Spiridonov V.A., Komarov V.I. i dr. Svoistva tselliuloznykh volokon i ikh vliianie na fiziko-mekhanicheskie kharakteristiki bumagi i kartona. [Properties of cellulose fibers and their influence on the physical and mechanical characteristics of paper and paperboard]. Arkhangel'sk, 2011, 176 p. (in Russ.).

Ishisaki M., Naito T. 63rd Pulp and Paper Research Conference, Japan TAPPI, Tokyo, Japan, 1996, pp. 62–65.

Retulainen E., Luukko K., Fagerholm K., Pere J., Laine J., Paulapuro H. APPITA, 2002, vol. 55(6), pp. 457–460.

Kang T., Paulapuro H. Pulp &Paper Canada, 2006, vol. 107, no. 7/8, pp. 51–54.

Chukhchin D.G., Varakin E.A., Novozhilov E.V., Terent'ev K.Iu., Smirnov E.V., Belykh E.A. Fizikokhimiia ras-titel'nykh polimerov. Materialy V mezhdunarodnoi konferentsii. [Physicochemistry of plant polymers. Materials of the V international conference]. Arkhangel'sk, 2013, pp. 46–50. (in Russ.).

Kazakov Ia.V., Chukhchin D.G. Problemy mekhaniki tselliulozno-bumazhnykh materialov: materialy II Mezhdunarod-noi nauchno-tekhnologicheskoi konferentsii. [Problems of mechanics of pulp and paper materials: materials of the II In-ternational Scientific and Technological Conference]. Arkhangel'sk, 2013, pp. 56–63. (in Russ.).

Kazakov Ia.V., Chukhchin D.G., Lebedev I.V. Novye dostizheniia v khimii i khimicheskoi tekhnologii rastitel'nogo syr'ia: mate-rialy VI Vserossiiskoi konferentsii. [New achievements in chemistry and chemical technology of plant raw materials: materials of the VI All-Russian Conference]. Barnaul, 2014, pp. 27–29. (in Russ.).

Vorob'eva T.V., Kazakov Ia.V., Khromtsova R.G. Lesnoi zhurnal, 2013, no. 5, pp. 184–192. (in Russ.).

Dubovyi V.K., Gur'ev A.V., Kazakov Ia.V., Komarov V.I. Laboratornyi praktikum po tekhnologii bumagi i kartona: uchebnoe posobie. [Laboratory Practice on Paper and Cardboard Technology: A Tutorial]. St. Petersburg, 2006, 230 p. (in Russ.).

Beletskaia M.G., Bogdanovich N.I., Makarevich N.A. Tekhnologiia uglerodnykh adsorbentov. Fiziko-khimicheskii ana-liz aktivnykh uglei: uchebnoe posobie k laboratornomu praktikumu. [Technology of carbon adsorbents. Physicochemi-cal analysis of active coals: a textbook for laboratory practice]. Arkhangel'sk, 2015, 96 p. (in Russ.).

Viacheslavov A.S., Efremova M. Opredelenie ploshchadi poverkhnosti i poristosti materialov metodom sorbtsii gazov. [Determination of the surface area and porosity of materials by the method of gas sorption]. Moscow, 2011, 65 p. (in Russ.).

Manakhova T.N, Kazakov Ia.V. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2013, no. 21, pp. 38–42. (in Russ.).

Опубликован
2018-01-15
Как цитировать
[1]
Лебедев (Lebedev)И. (Ivan) В. (Vladimirovich), Казаков (Kazakov)Я. (Yakov) В. (Vladimirovich), Чухчин (Chukhchin)Д. (Dmitrij) Г. (Germanovich) и Романенко (Romanenko)К. (Kristina) А. (Аleksandrovna) 2018. РОЛЬ ПОВЕРХНОСТИ ВОЛОКОН В РАЗВИТИИ БУМАГООБРАЗУЮЩИХ СВОЙСТВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В ПРОЦЕССЕ РАЗМОЛА. Химия растительного сырья. 2 (янв. 2018), 207-216. DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm.2018022248.
Выпуск
Раздел
Технологии