Влияние структурно-морфологических свойств волокна на деформативность и прочность хвойной сульфатной небеленой целлюлозы

• Автор: Манахова, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1 Бумагообразующие свойства хвойной сульфатной небеленой целлюлозы
1.1.1 Фундаментальные свойства волокон
1.1.1.1 Средняя длина волокна
1.1.1.2 Способность волокон во влажном состоянии (пухлость)
1.1.1.3 Собственная прочность волокна
1.1.1.4 Когезионная способность (межволоконные силы связи)
1.1.1.5 Грубость волокон
1.1.1.6 Способность к размолу
1.1.2 Методы измерения свойств волокна '
1.2 Формирование волокнистой структуры целлюлозно-бумажного материала
1.2.1 Особенности структуры целлюлозно-бумажного материала
1.3 Деформационное поведение волокнистых материалов при растяжении, ежа- 28 тии и изгибе
1.3.1 Типы деформаций
1.3.2 Использование испытания на растяжение для анализа деформационно- 29 го поведения целлюлозно-бумажных материалов
1.3.3 Особенности использования результатов испытаний на изгиб при 31 оценке качества целлюлозно-бумажных материалов
1.3.4 Способы определения сопротивления деформированию при сжатии 34 целлюлозно-бумажных материалов
1.4 Прогнозирование деформационного поведения при растяжении с использо- 36 ванием феноменологического подхода
1.4.1 Феноменологический подход к описанию деформации и прочности
1.5 Выводы по аналитическому обзору; цель и задачи исследования
2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Определение структурно-морфологических характеристик волокна с помо- 48 щью анализатора L&W FiberTester
2.2 Изготовление образцов и подготовка к испытаниям
2.3 Анализ качества формования бумаги
2.4 Определение направления максимальной эластичности волокон
2.5 Определение сопротивления разрыву при нулевом зазоре
2.6 Определение межволоконных сил связи
2.7 Получение и математическая обработка зависимости «напряжение- 58 деформация»
2.8 Испытания на изгиб : . >' '
2.9 Определение сопротивления сжатию короткого участка образца в плане листа (метод БСТ)
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Анализ изменения свойств волокна сульфатной хвойной небеленой целлюлозы при химическом и механическом воздействии в процессах получения целлюлозы и бумаги
3.1.1 Изменение фундаментальных (по Кларку) свойств волокна при варьировании степени химического и механического воздействия
3.1.2 Влияние процессов производства на структурно-морфологические свойства волокна хвойной сульфатной небеленой целлюлозы
3.2 Оценка деструктирующего воздействия технологических процессов получения сульфатной целлюлозы на клеточную стенку волокна
3.2.1 Определение степени кристалличности сульфатной хвойной небеленой целлюлозы
3.2.2 Оценка состояния поверхности волокон с использованием микрофотографий
3.3 Влияние процессов производства на характеристики целлюлозно-бумажного материала, определяемые неразрушающими методами
3.4 Деформационные характеристики сульфатной хвойной небеленой целлюлозы при растяжении, сжатии и изгибе
3.4.1 Изменение характеристик деформативности при растяжении при изменении степени механического воздействия
3.4.2 Сравнительная оценка изменения характеристик жесткости при растяжении, сжатии и изгибе
3.5 Взаимосвязь свойств волокна с деформационными и прочностными характеристиками сульфатной хвойной небеленой целлюлозы
3.5.1 Корреляция фундаментальных характеристик со структурноморфологическими свойствами волокон целлюлозы
3.5.2 Корреляция прочностных и деформационных характеристик с фундаментальными и структурно-морфологическими свойствами волокон целлюлозы
3.6 Прогнозирование механического поведения при растяжении хвойной целлюлозы с использованием феноменологической модели деформирования
3.6.1 Расчет параметров модели деформирования сульфатной хвойной небеленой целлюлозы по экспериментальным данным
3.6.2 Прогнозирование параметров модели с применением регрессионного

анализа
3.6.3 Прогнозирование зависимости «напряжение - деформация» и деформа- 144 ционных характеристик
4 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

точности и скорости измерения, обеспечивает «чистое» сжатие вдоль плоскости образца. База испытаний составляет всего (0,70+0,05) мм и сопоставима с толщиной материала, что предотвращает бифуркацию образца: деформация происходит в результате сжатия, а не из-за потери устойчивости или влияния краевых эффектов [91]. Он быстро получил международное признание не только у производителей картона-лайнера и флю-тинга, но также и у производителей гофрокартона, применяющих этот метод при оценке качества полуфабрикатов и оптимизации сопротивления ящиков сжатию [90].
Результаты, полученные при сравнении различных методов определения сопротивления сжатию компонентов гофрированного картона, показали, что индекс сопротивления сжатию, то есть отношение абсолютного значения к массе 1 м2 материала (в кН м/кг), не зависит от массы 1 м2 только при использовании метода БСТ (таблица
1.7, рисунок 1.7) [44, 93, 94].
Таблица 1.7 — Стандартные характеристики, получаемые при испытании на сжатие короткого участка образца [93]
Материал Масса 1м2, г Направление ^,н ЗСТ, кН/м 75ст, кН/кг
Флютинг 112 МБ 63,7 4,25 37,
Флютинг 112 СБ 37,0 2,47 22,
Крафт-лайнер 125 мб 81,6 5,44 43,
Крафт-лайнер 125 СБ 39,0 2,60 20,
Рисунок 1.7 - Зависимость сопротивления сжатию (кН м/кг) от массы 1 м2 для методов
БСТ, ССТ, 11СТ, СЬТ [45]