Влияние структуры целлюлозно-бумажных материалов на их деформационные и прочностные свойства 05. 21. 03 Технология и оборудования химической переработки биомассы дерева; химия древесины

Вид материала

Автореферат

Содержание кандидат технических наук, доцент Казаков Яков Владимирович Общая характеристика работы Краткое содержание работы 2 Количественная оценка макроструктуры бумаги и картона Бумага офисная Оао «мбп слпк» 3 Корреляция деформационных и прочностных характеристик с показателями, оценивающими качество формования бумаги и картона EI, мНсм 4 Уравнения связи структурных и физико-механических характеристик бумаги и картона 5 Влияние технологических факторов на структуру бумажного листа лабораторного изготовления 6 Прогнозирование прочности и жесткости бумаги Общие выводы Принятые обозначения Q – отношение распределения масс; d RCT – разрушающее усилие при сжатии кольца, Н; S Е1 – начальный модуль упругости, МПа; EI JIC – вязкость разрушения (трещиностойкость), мДж/м; А

Подобный материал:

• Предотвращение «отравления» циркуляционных схем в условиях поэтапной реконструкции, 253.19kb.
• Исследование структуры и свойств лигнина методами молекулярной гидродинамики 05. 21., 250.74kb.
• Моделирование и оптимизация технологического процесса отбелки целлюлозы для проектирования, 232.51kb.
• Изменение электрокинетических свойств растительных волокон в процессах массоподготовки, 278.94kb.
• Исследование условий заготовки, консервирования бурых водорослей белого моря и извлечения, 287.42kb.
• Программа дисциплины по кафедре "Химическая технологии и биотехнология" «оборудование, 539.17kb.
• Моделирование и Исследование динамических и гидродинамических процесов в центробежных, 266.23kb.
• Материаловедение и технология конструкционных материалов, 37.46kb.
• «Химия и технология переработки пластмасс и полимерных композитов», 351.62kb.
• Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром, 537.34kb.

На правах рукописи


ЗЕЛЕНОВА Светлана Владимировна


ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ДЕФОРМАЦИОННЫЕ

И ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА


05.21.03 – Технология и оборудования химической

переработки биомассы дерева; химия древесины


АВТОРЕФЕРАТ


диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук


Архангельск

2007

Работа выполнена на кафедре технологии целлюлозно-бумажного производства Архангельского государственного технического университета

Научный руководитель –	доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Комаров Валерий Иванович
Научный консультант –	кандидат технических наук, доцент Казаков Яков Владимирович
Официальные оппоненты –	доктор технических наук, профессор Смолин Александр Семенович кандидат технических наук Филиппов Илья Борисович

К

Ведущая организация – Санкт-Петербургская государственная лесотехническая

академия


Защита состоится 13 декабря 2007 года

в 10 ⁰⁰ часов на заседании диссертационного совета Д 212.008.02

в Архангельском государственном техническом университете по адресу: 163002, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, 17.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Архангельского государственного технического университета.

Автореферат разослан "___" ноября 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат химических наук, доцент Т.Э. Скребец

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность темы. Поведение бумаги и картона при переработке и применении зависит от их физико-механических свойств, которые обусловлены структурой целлюлозно-бумажных материалов, а последняя в свою очередь определяется сложным и многофакторным технологическим режимом изготовления. Получение бумаги высокого качества при высоких скоростях оборудования и минимальных затратах требует знаний о структурных свойствах бумаги и умения управлять ими.

Изучение пространственной структуры (микро- и макроструктуры) бумаги является весьма важным, поскольку определенный уровень деформационных и прочностных свойств бумаги является первым и необходимым условием ее применения по назначению. Получение количественных закономерностей, связывающих характеристики структуры бумаги с её физико-механическими и потребительскими свойствами является актуальной задачей, востребованной как исследователями, так и производственниками.

Для контроля макроструктуры бумаги оптимальным считается оптический метод. Современные приборы позволяют дать количественную оценку макроструктуры бумаги с помощью оптических характеристик, заменяя визуальный качественный анализ формования на просвет (то есть оценку «облачности»).

Количественная оценка размеров, формы и ориентации волокон в структуре бумаги, неоднородности макроструктуры, а также установление корреляционных зависимостей между оптическими и физико-механическими характеристиками позволяют получить инструмент для прогнозирования свойств бумаги и управления ее качеством с целью получения материала с заданными свойствами.

Цель и задачи исследования. Цель работы – разработать методику прогнозирования деформационных и прочностных свойств бумаги и картона по характеристикам макро- и микроструктуры, определяемым композицией бумаги.

Для реализации данной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Усовершенствовать и адаптировать к условиям лабораторной базы отечественных предприятий методику количественной оценки структурно-ориентационного состояния волокон в листе бумаги.

2. Дать количественную характеристику ориентационного состояния волокна в стохастической сетчатой структуре бумажного листа с помощью вероятностной функции распределения для бумаги различной композиции.

3. Установить количественные зависимости между макроструктурными характеристиками бумаги и картона по результатам анализа на оптическом анализаторе просвета и деформационными и прочностными характеристиками материала.

4. Дать количественную оценку влияния технологических факторов на характеристики структуры бумажного листа лабораторного и машинного изготовления.

5. Разработать регрессионные модели для прогнозирования свойств бумаги и картона с использованием характеристик макроструктуры.

6. На основании полученных экспериментальных данных разработать математическую модель с использованием макроструктурных характеристик бумаги для прогнозирования характеристик прочности и деформативности бумаги с учетом её композиции.

Научная новизна. Расширены научные представления о возможности оценки характеристик микроструктуры бумажного листа по данным измерений геометрических характеристик отдельных волокон в плоскости листа и характеристик макроструктуры по данным, полученным с помощью оптического анализатора просвета. Установлены количественные зависимости между характеристиками оптической неоднородности структуры и деформационными и прочностными характеристиками бумаги и картона. Показана возможность прогнозирования деформационных и прочностных свойств бумаги различной композиции с использованием характеристик макроструктуры.

Практическая ценность. Усовершенствована и принята к использованию на ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фабрика» методика количественной оценки геометрических характеристик волокон в листе бумаги. Разработана методическая база для контроля работы массоподготовительного отдела бумажной фабрики и бумагоделательной машины с целью максимального использования бумагообразующего потенциала бумажной массы. Подготовлена математическая база для количественного описания состояния волокон в структуре бумажного листа с применением вероятностно-статистических методов. Полученные данные о количественных характеристиках оптической неоднородности структуры позволили разработать регрессионные модели для прогнозирования свойств бумаги, что позволяет выбрать композицию.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на Всероссийских научно-технических конференциях в г. Сыктывкаре (2004, 2006 гг.), г. Барнауле (2005 г.), г. Красноярске (2005 г.), г. Архангельске (2006 г) и в г. Санкт-Петербурге (2005, 2006 гг.) и международных конференциях в г. Архангельске (2004 г.), г. Санкт-Петербурге (2004, 2005 гг.) и в Караваево (2005-2007 г.); а также на ежегодных научно-технических конференциях Архангельского государственного технического университета (2005, 2006 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает: введение, обзор литературы, методическую часть, экспериментальную часть, включающую 6 разделов, общие выводы, библиографический список и приложение. Содержание работы изложено на 152 страницах, включая 58 рисунков и 37 таблиц, библиографический список содержит 121 наименование.

Автором выносятся на защиту следующие основные положения диссертационной работы:

- методика определения структурно-ориентационного состояния волокон в листе бумаги;

- способ описания ориентационного состояния волокон в стохастической сетчатой структуре бумажного листа с использованием вероятностной функции распределения;

- экспериментальные данные о количественных значениях макроструктурных характеристик различных видов бумаги и картона по данным вариации толщины образца и с использованием оптического анализатора просвета;

- установленные количественные зависимости между макроструктурными характеристиками бумаги, определёнными с помощью оптического анализатора просвета, и характеристиками деформативности и прочности бумаги;

- способ прогнозирования характеристик прочности и деформативности бумаги по её композиции с использованием макроструктурных характеристик.