Исследование влияния факторов на водопоглощение целлюлозного композита

Исследовано влияние основных технологических факторов – степень помола, композиция массы по волокну и вид сушки. Установлено, что, с повышением СП, плотность снижается в пределах 0,64–0,55 г/см³, а механическая прочность растет в пределах 235–275 (Хвойная целлюлоза) и в пределах 168–250 Н (Лиственная целлюлоза). Впитываемость изменяется незначительно, в пределах 0,2–0,5 г/г, и мало влияет на этот показатель. Различные виды волокна (целлюлоза хвойная и лиственная, БХТММ) являются действенными факторами для управления качеством целлюлозного композита и распушенных продуктов. Все исследованные целлюлозные композиты соответствуют критерию впитываемость воды в пределах 11–13 г/г. Рассматривая впитываемость отдельных продуктов, отметим различную величину впитываемости, пределы 17,4–20,7 г/г. Отличие примерно 3 г/г воды. По отношению к требованию, 11–13 г/г, – это примерно 25%, существенная величина. Рекомендуется использовать в композиции химико-термомеханическую массу – не более 25%, также по результатам исследования перспективными композициями по волокну можно считать 50% целлюлозы хвойной и 50% целлюлозы лиственной с определенной степенью помола. Оценивая влияние контактной и конвективной сушки, установлено, что значительно более эффективной является конвективная сушка, так как образцы, высушенные таким методом, существенно превосходят по потребительским свойствам вакуумную контактную сушку. Изменение взаимосвязанных показателей «толщина» и «плотность» увеличивают впитываемость воды с 2,90 г/г до 5,5 г/г (на 90%).

1. Алешина Л.А. Структура и физико-химические свойства целлюлоз и нанокомпозитов на их основе / под ред. Л.А. Алешиной, В.А. Гуртова, Н.В. Мелех. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2014. 240 с.

2. 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.

3. 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.

4. Дулькин Д.А., Спиридонов В.А., Комаров В.И., Блинова Л.А. Свойства целлюлозных волокон и их влияние на физико-механические характеристики бумаги и картона. Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2011. 176 с.

5. Ковернинский И.Н., Дубовой Е.В. Значение межфазного взаимодействия в гетерогенной системе «волокно-вода» для управления механической прочностью целлюлозных композитных материалов // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: матер. VII Всерос. конф. с междунар. участием (24–28 апреля 2017 г.). Барнаул: Алтайский, гос. ун-т, 2017. С. 342–344.

6. Комплексная химическая переработка древесины: учебник для вузов/И.Н. Ковернинский, В.И. Комаров, С.И. Третьяков, Н.И. Богданович, О.М. Соколов, Н.А. Кутакова, Л.И. Селянина, Е.В. Дьякова; под ред. проф. И.Н. Ковернинского. 3-е изд., испр. и доп. Архангельск: Изд-во Арх. гос. техн. ун-та, 2006. 374 с.

7. Лаврентьев И.В. Исследование свойства волокна для целлюлозных водоабсорбирующих материалов // Современная целлюлозно-бумажная промышленность, актуальные задачи и перспективные решения: матер. 5 Междунар. научн.-техн. конф. молодых ученых и специалистов ЦБП. СПб., 13–14 ноября 2023 г. СПб., 2023. С. 36–40.

8. 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. Санкт-Петербург, 9–10 ноября 2023 г. СПб., 2023. С. 31–34.

9. Пат. 2100508 РФ. Способ аэродинамического изготовления картона, писчей или печатной бумаги / О.А. Терентьев, В.М. Дробосюк; заявл. 08.12.1994; опубл. 27.12.1997, Бюл. № 36].