ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИСТВЕННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ПРИ РАЗМОЛЕ ГАРНИТУРОЙ С КРИВОЛИНЕЙНОЙ ФОРМОЙ НОЖЕЙ

PHYSICO-MECHANICAL PROPERTIES OF FOLIOSE PULP DURING MILLING WITH CURVILINEAR KNIVES

Natalia Shumarina

undergraduate, Department of Machines and Devices of Industrial Technologies, Siberian State University of Science and Technology. ac. M.F. Reshetneva,

Russia, Krasnoyarsk

Egor Batrakevich

undergraduate, Department of Machines and Devices of Industrial Technologies, Siberian State University of Science and Technology. ac. M.F. Reshetneva,

Russia, Krasnoyarsk

Shurkina Valentina Ivanovna

scientific advisor, Ph.D. Sci., Senior Lecturer, Department of Machines and Apparatus for Industrial Technologies, Siberian State University and Technologies named after ac. M.F. Reshetnev,

Russia, Krasnoyarsk

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются физико-механические свойства лиственной целлюлозы, предварительно размолотой в дисковой мельнице с использованием гарнитуры с криволинейной формой ножей.

ABSTRACT

This paper examines the physical and mechanical properties of hardwood pulp pre-ground in a disc mill using a set of curved blade shapes.

Ключевые слова: лиственная целлюлоза, разрывная длина, сопротивление продавливания, механические свойства.

Keywords: hardwood pulp, tensile length, puncture resistance, mechanical properties.

Во многом благодаря механическим свойствам бумага, картон и изделия из них получили широкое применение во многих отраслях промышленности. Основными явлениями, определяющими механическое поведение материалов являются деформация и разрушение материалов под действием приложенных сил.

Испытание на растяжение является важным эквивалентным испытанием при оценке качества целлюлозно-бумажных материалов. Государственный стандарт устанавливает определение прочности про трём основным характеристикам: разрывной длине L, разрушающему усилию P и пределу прочности при растяжении (точнее, разрушающему напряжению) σ_р [1].

Исследования проводились с использованием размалывающей ножевой гарнитуры с криволинейной формой ножей [2], при зазоре между ротором и статором дисковой мельницы 0,1 мм.

В качестве материала использовалась беленая сульфатная целлюлоза - полуфабрикат ОАО «Братский ЛПК» концентрацией массы 1 %; 1,75 %; 2,44 %.

Рассмотрим зависимость разрывной длины образцов от степени помола (рис 1.). В результате воздействия растягивающей нагрузки в бумажном образце возникают несколько стадий развития деформаций, предшествующих окончательному разрушению: упругая, замедленно-упругая и деформация в области предразрушения, происходящая в условиях усиления процессов разрушения и заканчивающаяся разрывом образца на части [3]. Как видно из рисунка 1, показатель разрывной длины увеличивается до 50 ^oШР, а потом идет спад этого показателя. Это обусловлено тем, что в волокне, после 50 ^oШР, содержится большое количество мелкой фракции, что снижает качественный показатель готовой отливки. Использование зависимости разрывная длина - степень помола даёт возможность качественной оценки деформации в испытуемом образце. Исследование соотношения данных значений является важным для изучения закономерностей деформирования, а также для оптимизации технологий производства материалов с заданной деформативностью, что внесет большой вклад в получение новых материалов с улучшенными свойствами [4].

Рисунок 1. Зависимость разрывной длины от степени помола

Далее рассмотрим зависимость сопротивления продавливания от степени помола (рис 2.). Сопротивление продавливанию – сложная функция сопротивления разрыву и удлинения бумаги до разрыва. Экспериментально доказано, что данный показатель прочности бумаги увеличивается с повышением значений разрывной длины, эти показатели напрямую связаны друг с другом [5]. Как видно из рисунка 2, сопротивление продавливанию в бумажном образце растет с увеличением степени помола сырья, при этом силы связи между волокнами также растут. Однако если у сырья чрезмерно высокая степень помола, то сопротивление продавливанию значительно снижается, это связано со значительным укорачиванием волокон снижением степени удлинения бумаги до разрыва.

Рисунок 2. Зависимость сопротивления продавливания от степени помола

Выводы:

1. Сопротивление продавливанию и разрывная длина две взаимосвязанные и важные характеристики целлюлозно-бумажной продукции.

2. Исследование соотношений разрывная длина – степень помола, сопротивление продавливания – степень помола является важным для изучения закономерностей деформирования, помогает дать оценку качества целлюлозно-бумажной продукции, а также способствует получению новой продукции с лучшими физическими свойствами.

3. Как видно из графиков, представленных на рисунке 1 и 2, наилучший показатель разрывной длины и продавливания наблюдается при использовании массы концентрацией 1%.

Список литературы:

1. ГОСТ 135525.1-79. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения прочности на разрыв и удлинения при растяжении. Взамен ГОСТ 13525.1-68. Введ. 01.01.80 – М.: 1986.
2. Батракевич Е.М., Шумарина Н.Е., Шуркина В.И. Ножевая гарнитура с криволинейной формой ножей // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XCIV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 10(93). -C. 33-37.
3. Комаров В.И. Анализ зависимости напряжение-деформация при испытании на растяжение целлюлозно-бумажных материалов // ИВУЗ. Лесн. журн. — 1993. — № 2-3. -С. 123-131.
4. Комаров В.И. Механизм разрушения целлюлозно-бумажных материалов // ИВУЗ. Лесн. журн. — 1999. -№4.-С.96-103.
5. Мусина Л.Р. Условия достижения высоких показателей механической прочности целлюлозно-бумажных материалов / ЛР. Мусина, М.Ф. Галиханов // Вестник Каз. технол. ун-та. — 2011.- № 5. - С. 44-46.