Разработка ресурсосберегающего способа получения полуфабриката для тарного картона

• Автор: Демидов, Максим Леонидович
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Лиственные породы древесины Северо-Западной части России как сырье 9 для производства тарного картона
1.2 Основные способы получения полуфабрикатов из лиственной древесины 19 для тарного картона
1.3 Технологические свойства полуфабрикатов из лиственной древесины 35 и их влияние на технологию и потребительские свойства тарного картона
1.4 Выводы по обзору литературы. Постановка цели и задач эксперимента
2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика и анализ химического состава древесного сырья
2.2 Характеристика и анализ варочных растворов
2.3 Лабораторные варки полуцеллюлозы
2.4 Анализ полуцеллюлозы
2.5 Планирование лабораторного эксперимента с использованием 48 математических методов
2.6 Изготовление образцов и подготовка их к испытаниям
2.7 Определение структурно-морфологических характеристик волокон
2.8 Определение когезионной способности волокон
2.9 Определение стандартных показателей механической прочности и 53 сопротивления сжатию образцов полуцеллюлозы
2.10 Определение характеристик деформативности образцов полуцеллюлозы
2.11 Определение содержания лигнина в полуцеллюлозе
2.12 Статистическая обработка результатов исследований
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Исследование режимов получения полуцеллюлозы из древесины лиственных 58 пород с использованием в качестве варочного реагента зеленого щелока
3.2 Влияние состава варочного раствора и породного состава сырья 64 на свойства лиственной полуцеллюлозы для тарного картона
3.2.1 Влияние состава варочного раствора на свойства полуцеллюлозы из смеси 64 древесины лиственных пород
3.2.2 Влияние состава варочного раствора на свойства полуцеллюлозы из 67 древесины осины
3.2.3 Анализ изменения свойств полуцеллюлозы из древесины осины при 75 добавке на варку с зеленым щелоком древесины других пород
3.3 Оптимизация условий варки полуцеллюлозы из древесины осины с зеленым 79 щелоком методом математического планирования эксперимента
3.4 Моделирование и анализ свойств образцов тарного картона с использованием 98 в композиции полуцеллюлозы из древесины осины
3.5 Технологическая и экономическая эффективность ресурсосберегающего 108 способа получения полуцеллюлозы с использованием зеленого щелока
3.5.1 Регенерация химикатов из отработанных щелоков
3.5.2 Экономическая эффективность
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЦВВ - целлюлоза высокого выхода;
НСПЦ - нейтрально-сульфитная полуцеллюлоза;
ДУЛ - древесина усыхающих лесов;
ОЩ - общая щелочь;
ЗЩ - зеленый щелок;
БЩ - белый щелок;
Т - температура варки, °С;
В - общий выход полуфабриката, %;
Л - содержание остаточного лигнина, %;
Ь - разрывная длина, м;
П - сопротивление продавливанию, кПа;
ЯСТ-разрушающее усилие при сжатии кольца, Н;
8СТ- сопротивление сжатию короткого участка образца, кН/м;
СМГзо - сопротивление плоскостному сжатию гофрированного образца, Н; ССТ- сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца, кН/м;
5, - жесткость при растяжении, кН/м;
801Л - толщина отливки, мкм; ротл - плотность отливки, г/см3;
Рр - нагрузка разрушения, Н;
ор - разрушающее напряжение, МПа;
Ср - деформация разрушения, %;
Ар - работа разрушения, мДж;
Е - начальный модуль упругости, МПа;
ТЕ А - удельная энергия адсорбции, Дж/м2;
Е’св - межволоконные силы связи, МПа;

1.3 Технологические свойства полуфабрикатов из лиственной древесины и их влияние на технологию и потребительские свойства тарного картона
Процессы химической переработки древесины влияют одновременно на изменение химического состава клеточной стенки волокон и на их механические свойства, что обеспечивает хорошие прочностные и деформационные характеристики волокнистых полуфабрикатов и получаемых из них бумаги и картона [120].
Таким образом, на свойства полуфабрикатов, используемых в композиции тарного картона, значительное влияние оказывает способ получения полуфабрикатов, химический состав волокон, а также степень разработки их поверхности. В свою очередь, свойства тарного картона напрямую зависят от его композиционного состава. Именно правильно подобранный композиционный состав, учитывающий различия в свойствах лиственных и хвойных полуфабрикатов, расширяет возможности регулирования показателей бумаги и картона. Для производства качественного тарного картона необходимо использование лиственного волокна, т.к. благодаря его структурно-морфологическим особенностям и химическому составу обеспечивается высокий уровень характеристик деформа-тивности и жесткости продукции.
Следует отметить, что на разных предприятиях композиционный состав картонов имеет свои особенности, что, в свою очередь, обуславливает особенности технологии производства и свойств готовой продукции. Поэтому к вопросу о деформативносги и прочности картона нужно подходить, учитывая свойства конкретных полуфабрикатов и применяемую технологию.
Прочность бумажного листа определяется прочностью самих волокон и силой межволоконных связей. При получении бумаги из растительных волокон их прочность определяется: во-первых, условиями биосинтеза основных полимерных компонентов волокон - целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина; во-вторых, условиями получения волокнистых полуфабрикатов, используемых в композиции бумаги; в-третьих, условиями размола [121].
В процессе получения волокнистого полуфабриката происходят глубокие изменения в молекулярной, надмолекулярной и субмикроскопической структурах волокна, перераспределение внутренних связей в стенке волокна, появляются дефекты и микротрещины, и, как следствие, изменяется прочность волокон [36, 59].