ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2024.249.285-296isplta-340Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯCHEMICAL TECHNOLOGY OF WOOD. BIO TECHNOLOGYГидрофилизация как фактор повышения водопоглощения целлюлозного композитаEnhancing Water Absorption in Cellulosic Composites through HydrophilizationЛаврентьевИ. В.LavrentyevI. V.

Лаврентьев Игорь Владимирович - аспирант кафедры технологии бумаги и картона Высшей школы технологии и энергетики СПбГУПТД.

198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург

Igor V. Lavrentyev - PhD student of the Department of Paper and Cardboard Technology at the Higher School of Technology and Energy of the St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design.

Ivan Chernykh str. 4, St. Petersburg, 198095

supersmesi@mail.ruДубовыйВ. К.DuboviyV. K.

Дубовый Владимир Климентьевич - профессор кафедры технологии бумаги и картона Высшей школы технологии и энергетики СПбГУПТД, кандидат технических наук.

198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург

Vladimir K. Duboviy - DSc (Technical), Professor of the Department of Paper and Cardboard Technology at the Higher School of Technology and Energy of the St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design.

Ivan Chernykh str. 4, St. Petersburg, 198095

dubovy2004@mail.ruСимоноваЕ. И.SimonovaE. I.

Симонова Елена Игоревна - доцент кафедры технологии бумаги и картона Высшей школы технологии и энергетики СПбГУПТД, кандидат технических наук.

198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург

Elena I. Simonova - PhD (Technical), Associate Professor of the Department of Paper and Cardboard Technology at the Higher School of Technology and Energy of the St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design.

Ivan Chernykh str. 4, St. Petersburg, 198095

bliznyakova1989@mail.ruСанкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайнаРоссияSt. Petersburg State University of Industrial Technologies and DesignRussian Federation2024090820240249285296Copyright © Лаврентьев И.В., Дубовый В.К., Симонова Е.И., 20242024Лаврентьев И.В., Дубовый В.К., Симонова Е.И.Lavrentyev I.V., Duboviy V.K., Simonova E.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/340

Рост потребления одноразовых санитарно-гигиенических изделий (памперсы, пеленки, простыни, прокладки) требует развития науки и производства целлюлозных материалов для их изготовления. Водопоглощение - это один из важнейших показателей для санитарно-гигиенической продукции. Рассмотрены теоретические представления о возникновении, развитии и управлении гидрофильностью целлюлозы. Кратко рассмотрены механизмы водопоглощения, выделены основные из них - смачивание и капиллярность. Сделан расчет удельного водопоглощения целлюлозного композита из целлюлозы сульфатной беленой из хвойной древесины по ГОСТ 9571-89 АО «Архангельский ЦБК». Показано, что у исследуемой целлюлозы водопоглощение много ниже чем у импортных образцов, поэтому исследования в области повышения гидрофильности целлюлозы, обладают высоким потенциалом и практической значимостью. Рассмотрены главные факторы повышения водопоглощения - это повышение гидрофильности целлюлозы за счет размола и использование разного волокна для формирования целлюлозного композита. Показано, что довести показатель водопоглощения до требуемого уровня импортных производителей 4-5 г/г возможно регулированием технологических факторов.

The growing consumption of disposable sanitary products (diapers, diapers, sheets, pads) requires the development of science and the production of cellulose materials for their manufacture. Water absorption is one of the most important indicators for sanitary products. The theoretical concepts of the origin, development and management of cellulose hydrophilicity are considered. The mechanisms of water absorption are briefly considered, the main ones are identified - wetting and capillarity. The calculation of the specific water absorption of a cellulose composite made of bleached sulfate cellulose from coniferous wood according to GOST 9571-89 of Arkhangelsk Pulp and Paper Mill JSC was made. It is shown that the water absorption of the cellulose under study is relatively much lower than imported samples, therefore, research in the field of increasing the hydrophilicity of cellulose has high potential and practical significance. The main factors of increasing water absorption are considered - an increase in the hydrophilicity of cellulose due to grinding and the use of different fibers for formation of a cellulose composite. It is shown that the water absorption index to the required level of imported manufacturers 4-5 g/g can be achieved by regulating technological factors.

целлюлозасмачиваниегидрофильностьповерхностное натяжениецеллюлозный композитводопоглощениекапиллярное давлениекапиллярсанитарно-гигиенические изделияразмолcellulosewettinghydrophilicitysurface tensioncellulose compositewater absorptioncapillary pressurecapillarysanitary-hygienic productsfiberizationReferencesАким Г.Л. и др. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. В 3-х т. Т. 1. Сырье и производство полуфабрикатов. Ч. 2. Производство полуфабрикатов. СПб.: Политехника, 2003. 633 с.Akim G.L. et al. Texnologiya cellyulozno-bumazhnogo proizvodstva. Spravochny'e materialy'. V 3 t. Vol. 1. Sy'r'e i proizvodstvo polufabrikatov. Ch.2. Proizvodstvo polufabrikatov. SPb.: Politexnika, 2003. 633 p. (In Russ.)Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. Изд. 2-е, пер. доп. М.: Химия, 1975. 155 с.Dubovy'j V.K. et al. Laboratorny'j praktikum po texnologii bumagi i kartona: uchebnoe posobie dlya studentov vuzov. SPb.: Izd-vo Politexn. un-ta, 2006. 229 p. (In Russ.)Гораздова В.В., Дернова Е.В., Дулькин Д.А., Окулова Е.О. Влияние фибриллирования и укорочения волокон при размоле на характеристики прочности, деформативности и трещиностойкости целлюлозных материалов // ИВУЗ. Лесной журнал. 2018. № 2. С. 262-265.Fengel D., Vegener G. Drevesina (ximiya, ul'trastruktura, reakcii): per. s angl. Predisl. A.A. Leonovich / pod red. d-ra texn. nauk prof. A.A. Leonovicha. M.: Lesn. prom-st', 1988. 512 p. (In Russ.)Дубовый В.К. и др. Лабораторный практикум по технологии бумаги и картона: учебное пособие для студентов вузов. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. 229 с.Gorazdova V.V., Dernova E.V., Dul'kin D.A., Okulova E.O. Vliyanie fibrillirovaniya i ukorocheniya volokon pri razmole na xarakteristiki prochnosti, deformativnosti i treshhinostojkosti cellyulozny'x materialov. IVUZ. Lesnoj zhurnal, 2018, no. 2, pp. 262-265. (In Russ.)Лаврентьев И.В. Влияние пористости целлюлозного материала на абсорбцию воды сердцевинным слоем одноразовых санитарно-гигиенических изделий // Актуальные вопросы лесного хозяйства : матер. 7 Междунар. молодежной научн.-практ. конф. СПб., 9-10 ноября 2023 г. С. 31-34.Khimiya drevesiny': per. s finskogo R.V. Zavodova; pod red. M.A. Ivanova. M.: Lesn. prom-st', 1982. 400 p. (In Russ.)Осипов П.С. и др. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. В 3 т. Т. 1. Ч. 1. Сырье и производство полуфабрикатов. СПб.: ЛТА, 2002. 420 с.Lavrent'ev, I.V. Vliyanie poristosti cellyuloznogo materiala na absorbciyu vody' serdcevinny'm sloem odnorazovy'x sanitarno-gigienicheskix izdelij. Aktual'ny'e voprosy' lesnogo xozyajstva: mater. 7 Mezhdunar. molodezhnoj nauchn.-prakt. konf. SPb., 9-10 noyabrya 2023, pp. 31-34. (In Russ.)Пузырев С.С. и др. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. В 3 т. Т. 1. Сырье и производство полуфабрикатов. Ч. 3. Производство полуфабрикатов. СПб.: Политехника, 2004. 316 с.Osipov P.S. et al. Texnologiya cellyulozno-bumazhnogo proizvodstva. Spravochny'e materialy'. V 3 t. Vol. 1. Ch.1. Sy'r'e i proizvodstvo polufabrikatov. SPb.: LTA, 2002. 420 p. (In Russ.)Пчелин В.А. Гидрофобное взаимодействие в дисперсных системах. М.: Знание, 1976. 64 с.Pchelin V.A. Gidrofobnoe vzaimodejstvie v dispersny'x sistemax. M.: Znanie, 1976. 64 p. (In Russ.)Структура и физико-химические свойства целлюлоз и нанокомпозитов на их основе / под ред. Л.А. Алешин, В.А. Гуртова, Н.В. Мелех. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2014. 240 с.Puzy'rev S.S. et al. Texnologiya cellyulozno-bumazhnogo proizvodstva. Spravochny'e materialy'. V 3-x t. Vol. 1. Sy'r'e i proizvodstvo polufabrikatov. Ch.3. Proizvodstvo polufabrikatov. SPb.: Politexnika, 2004. 316 p. (In Russ.)Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М.: Химия, 1976. 232 с.Struktura i fiziko-ximicheskie svojstva cellyuloz i nanokompozitov na ix osnove / pod red. L.A. Aleshin, V.A. Gurtova, N.V. Melex. Petrozavodsk: Izd-vo PetrGU, 2014. 240 p. (In Russ.)Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина (химия, ультраструктура, реакции): пер. с англ. Предисл. А.А. Леонович / под ред. д-ра техн. наук проф. А.А. Леоновича. М.: Лесн. пром-сть, 1988. 512 с.Summ B.D., Goryunov Yu.V. Fiziko-ximicheskie osnovy' smachivaniya i rastekaniya. M.: Ximiya, 1976. 232 p. (In Russ.)Химия древесины / пер. с финск. Р.В. Заводова, под ред. М.А. Иванова. М.: Лесн. пром-сть, 1982. 400 с.Voyuczkij S.S. Kurs kolloidnoj ximii/ S.S. Voyuczkij. Izd. 2-e, per. dop. M.: Ximiya, 1975. 155 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.