Влияние слабых импульсных магнитных полей на механические и адсорбционные свойства модифицированной древесины

• Автор: Камалова, Нина Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ГЛАВА I
СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ДИАМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ, СТИМУЛИРОВАННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЕМ СЛАБЫХ ИМПУЛЬСНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ (Аналитический обзор)
ГГ Модифицирование свойств магнитных материалов слабыми импульсными магнитными полями
1.2. Магнитопластический эффект в диамагнитных кристаллах
1.3. Магнитная обработка полимеров
ГЛАВА И
МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Методика измерения твердости образцов модифицированной древесины
2.2. Методика измерения адсорбции образцов модифицированной древесины
2.3. Техника измерения ИК-спектров образцов модифицированной древесины
2.4. Генератор импульсных магнитных полей
ГЛАВА III
МОДИФИЦИРОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ С ПОЗИЦИЙ ФИЗИКИ ПОЛИМЕРОВ
3.1. Строение и состав древесины
3.2. Надмолекулярное строение целлюлозы
3.3. Кристаллическая структура целлюлозы
3.4. Лигнин
3.5. Давление, возникающее в вязкотекучем лигнине в процессе уплотнения древесины

3.6. Термодинамическая модель уплотнения макромолекул целлюлозы в модифицированной древесине
3.7. Квазикристаллическая модель уплотнения целлюлозы
ГЛАВА IV
ВОЗДЕЙСТВИЕ СЛАБЫХ ИМПУЛЬСНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА МИКРОСТРУКТУРУ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ
4.1. Упрочнение модифицированной древесины после обработки слабыми импульсными магнитными полями
4.2. Воздействие импульсного магнитного поля на сорбционные свойства модифицированной древесины
4.3. Исследование ИК-спектров образцов модифицированной древесины до и после воздействия импульсного магнитного поля
4.4. О возможности образования связи С-О-С между макромолекулами целлюлозы в образцах модифицированной древесины после ИМП -воздействия
4.5. Теоретическая оценка влияния ИМП - обработки на твердость модифицированной древесины
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА МОДИФИЦИРОВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ
11.1. Основные технологические характеристики модифицированной
древесины
П.2. Теоретическая оценка зависимости степени разрушения древесных волокон от скорости прессования
ЛИТЕРАТУРА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В последнее время интенсивно развивается направление исследований по воздействию слабых (до 1 Тл) импульсных (ИМИ) и постоянных (ИМИ) магнитных полей на физические свойства диамагнитных материалов, в частности, полимеров. Эти исследования показали возможность модифицирования свойств диамагнитных материалов слабыми магнитными полями. Повышенный интерес к таким исследованиям связан с тем, что обнаруженные эффекты не находят объяснения с точки зрения классической термодинамики. Действительно, энергия хН (рв - магнетон Бора, Н — напряженность магнитного поля), которую привносят магнитные поля ~ 1 Тл в решетку диамагнитного кристалла, на несколько порядков величины меньше кТ (к - постоянная Больцмана, Т- абсолютная температура) для температур, при которых выполнялся эксперимент. Из всей совокупности подобного рода магнито-индуцированных явлений наиболее изучен магнитопластический эффект (МПЭ), обнаруженный вначале на щелочногалоидных кристаллах [1], а затем и на полимерах [2]. Воздействие слабых МП на кристаллы ЫаС1 приводит к увеличению подвижности дислокаций, а у таких полимеров как полиметилметакрилат, полистирол, поливинилбути-рал и поликарбонат после длительной обработки в слабом (0.2 Тл) постоянном магнитном поле было обнаружено изменение скорости ползучести. Воздействие слабого переменного магнитного поля приводило к уменьшению микротвердости полиэтилена и полипропилена, а слабые постоянные магнитные поля заметным образом оказывали влияние на механические свойства хлопчатобумажных волокон и тканей [3,4]. Интерпретация МПЭ опирается па развитую в спиновой химии [5,6] концепцию магниточувствительных спин-зависимых реакций радикальных пар, объясняющую наблюдаемое в слабых МП изменение скоростей и направлений химических реакций с участием радикалов в жидких средах. Кроме того, результаты воздействия МП на полимеры объяснялись ориентацией фрагментов макро-

На рис. 2.2 представлена схема измерений: настройка шкалы
индикатора на ноль производилась предварительной нагрузкой на образец, равной 1 кгс (/?()); затем нагрузка плавно увеличивалась до 25 кгс (в течение примерно 30 с) и выдерживалась в течение ~ 30 с; после измерения индикатором глубины отпечатка (h) нагрузка плавно снималась (~ 30 с), после чего измерялась глубина восстановленного отпечатка (h). Погрешность измерения h и h не превышала 0.002 мм. Твердость образцов Н в кгс/мм2 (с погрешностью < 0.1 кгс/мм2) вычислялась по формуле:

ті d h[
где Р - нагрузка, прилагаемая к шарику твердомера (кгс); d - диаметр шарика (5 мм); h - глубина восстановленного отпечатка шарика (мм).
Расчитанное значение Н переводилось в МПа (1 кгс/мм2 = 9.8 МПа). Для более точного определения влияния ИМП на величину твердости образцов анализировалось отношение твердости после ИМП - воздействия к первоначальной.
II.2. Методика измерения адсорбции образцов модифицированной древесины
Измерение изотерм адсорбции проводилось классическим методом на вакуумных пружинных весах Мак-Бэна. Метод основан на определении изменения массы образца - адсорбента после введения адсорбата (в нашем случае это были пары воды) в предварительно вакуумированную кварцевую капсулу с образцом. Давление паров воды измерялось ртутным манометром. Изменение массы образца определялось по удлинению калиброванной молибденовой спирали (навитой из проволоки диаметром 0,02 мм), к концу которой крепится образец. Удлинение спирали составляло 0,1мм/мг и измерялось с помощью катетометра. Погрешность ее (удлинения) измерений не превышала 0,03 мм.