102 103 104 105 106 107 108 109 ..

Механическая прочность и деформационные свойства бумаги

Сопротивление бумаги излому

Сопротивление излому. Показатель сопротивления бумаги излому - один из существенных показателей, характеризующих механическую прочность бумаги. Он зависит от длины волокон, из которых образована бумага, их прочности, гибкости и сил связи между волокнами. Поэтому наиболее высоким сопротивлением излому отличается бумага, состоящая из длинных, прочных, гибких и прочно связанных между собой волокон (некоторые виды бумаги из синтетических волокон). Из тряпичных волокон для изготовления бумаги с высоким сопротивлением излому наиболее пригодны льняные волокна. Содержание в бумаге древесной массы, лиственной целлюлозы и облагороженной хвойной целлюлозы приводит к снижению показателя сопротивления излому. Волокна сульфатной хвойной целлюлозы дают возможность получить бумагу более прочную по сопротивлению излому, чем волокна сульфитной хвойной целлюлозы.

При чрезмерном увеличении степени помола бумажной массы на показатель сопротивления изготовляемой бумаги излому одновременно в отрицательном направлении действуют два фактора: повышение хрупкости материала и снижение средней длины волокон. При значительном увеличении толщины и массы 1 м2 бумаги (картона) также наблюдается резкое снижение сопротивления излому указанных материалов из-за повышения при этом жесткости и возникновения больших растягивающих напряжений при изломе в поверхностном слое толстого материала по сравнению с тонким.

Введение в бумажную массу немодифицированного минерального наполнителя неизбежно ведет к снижению сопротивления излому изготовляемой бумаги из-за снижения при этом сил связи между волокнами и, возможно, из-за перетирания волокон при многократных изломах бумаги о неровные поверхности частиц наполнителя.

Влияние влажности бумаги на ее сопротивление излому неоднозначно. С увлажнением бумаги силы связи между волокнами уменьшаются, а гибкость бумаги (вследствие набухания волокон) увеличивается. Таким образом, эти факторы влияют на сопротивление бумаги излому в противоположных направлениях. Увеличение относительной влажности окружающего воздуха (следовательно, и влажности бумаги) способствует увеличению сопротивления излому у прочной бумаги и снижению - у слабой бумаги (например, промокательной).

Прочная бумага при увлажнении наряду с увеличением гибкости волокон сохраняет достаточно высокую величину сил

связи между ними, и результирующая этих влияний способствует росту сопротивления бумаги излому, выражаемым числом двойных перегибов бумаги до ее разрыва. При выдерживании такой первоначально прочной бумаги в воде, т. е. в условиях, когда силы между волокнами почти полностью разрушены, она не сможет обнаружить заметное сопротивление излому.

В бумаге со слабо развитыми силами связи между волокнами (фильтровальной, промокательной и т. п.) эти связи настолько уменьшаются при увлажнении бумаги, что положительное влияние роста гибкости волокон и бумаги в целом уже не может преобладать над отрицательным влиянием малой величины сил связи между волокнами, в результате число двойных перегибов при этом заметно уменьшается.

С. Н. Ивановым и Л. Н. Лаптевым установлено, что критическая величина сил связи между волокнами, составляет 490- 588 кПа и дальнейшее снижение ее при увлажнении вызывает уменьшение показателя сопротивления бумаги излому.

Сопротивление бумаги продавливанию

Этот показатель качества бумаги нельзя отнести к числу основных. Он может быть важным для некоторых видов упаковочно-оберточной бумаги, для которых в отдельных случаях должен быть предусмотрен также показатель сопротивления продавливанию во влажном состоянии.

Сопротивление продавливанию является сложной функцией сопротивления разрыву и удлинения бумаги до разрыва. Экспериментально установлено, что рассматриваемый показатель прочности бумаги увеличивается с повышением’ абсолютных; значений показателей ее разрывного груза и удлинения при разрыве и когда отношение удлинения бумаги в машинном направлении к ее удлинению в поперечном направлении приближается к единице.

Бумага, изготовленная из длинных волокон, отличается большей величиной сопротивления продавливанию. С увеличением степени помола бумажной массы в бумаге растут силы связи между волокнами. Одновременно увеличивается и сопротивление продавливанию. Однако чрезмерно высокая степень помола бумажной массы снижает сопротивление продавливанию, что связано уже с заметным укорачиванием волокон и снижением степени удлинения бумаги до разрыва.

С увлажнением бумаги ее разрывной груз уменьшается из-за ослабления межволоконных сил связи, но одновременно увеличивается удлинение бумаги.

Таким образом, для получения максимального значения сопротивления продавливанию влажность бумаги должна быть, оптимальной, при которой нет сильного ослабления межволоконных связей и в то же время наблюдается достаточно высокая степень удлинения бумаги. Такая влажность бумаги равна примерно 8-9%.

Сопротивление разрыву - это усилие, требуемое для разрыва полоски материала. До определенного предела материал демонстрирует упругие и эластичные свойства. В упругой области деформация (удлинение), вызванная приложенной силой (напряжением), пропорциональна этой силе. Эта зависимость известна как закон Гука и может быть выражена следующим образом:

Напряжение (приложенная сила) = Константа х Деформация (изменение размеров)

F=E∆x,

где F- разрушающее, усилие, Е - константа, ∆ х - удлинение.

Константа Е известна как модуль упругости (модуль Юнга).

Бумага и картон демонстрируют упругие свойства до определенного предела (рис. 1.25). Это означает, что если действие силы прекращается, образец восстанавливает свою первоначальную форму, однако выше предела упругости эта зависимость больше не действует, так как материал постепенно деформируется, вплоть до его разрыва.

Технические требования основаны на методах испытаний с фиксированной шириной полоски материала и скоростью изменения нагрузки. При этом сопротивление разрыву регистрируется как сила на единицу ширины. Сопротивление разрыву в продольном направлении выше, чем в поперечном.

Рис. 1.25. Зависимость напряжения от деформации, демонстрирующая упругопластические свойства. Кривая «нагрузка-удлинение»

Прочность бумаги на разрыв может выражаться разрывной длиной - условной расчетной величиной, показывающей, при какой длине висящая полоска бумаги, закрепленная в одной точке, порвется за счет свой собственной массы.

Величина сопротивления разрыву в точке разрыва зависит от скорости изменения нагрузки. При равномерном повышении нагрузки испытания проводятся в режиме статического растяжения, а когда нагрузка прилагается резко в течение очень короткого времени - в режиме динамического растяжения.

Последняя характеристика, определяемая как поглощение энергии растяжения (ПЭР), важна для понимания свойств бумаги, связанных с поведением многослойного бумажного мешка в испытании на сбрасывание. Это испытание является мерой работы (произведение силы и расстояния), необходимой для разрыва образца, и служит характеристикой сопротивления разрыву и относительного удлинения в процентах.

Удлинение при растяжении (разрывное удлинение)

Разрывное удлинение - это максимальное удлинение полосы материала в испытании на разрыв, являющееся мерой эластичности. Выражается она в процентах как увеличение длины образца между зажимами по сравнению с первоначальной длиной. Удлинение в поперечном направлением больше, чем в продольном.

Сопротивление раздиранию

Сопротивление раздиранию (рис. 1.26) - это усилие, необходимое для увеличения разрыва в листе после сделанного в нем надреза. В большинстве случаев необходимо увеличивать сопротивление раздиранию, но в некоторых случаях требуется, что бы материал рвался чисто (например, у отрывных лент для облегчения открывания упаковки и получения доступа к содержимому).

Сопротивление продавливанию

Для испытания на сопротивление продавливанию образец бумаги или картона закрепляют над закрытым эластичной (резиновой) мембраной круглым отверстием и подвергают действию возрастающего давления до тех пор, пока образец не разрывается (рис. 1.27). Это испытание несложно, но в реальных условиях его связь с прочностью довольно сложна. Высокие значения сопротивления продавливанию свидетельствуют о жесткости материала. Как мы уже отмечали в разделе 1.2.6, на этапе подготовки бумажной массы в нее могут быть добавлены мочевино- и меламино-формальдегидные смолы, которые способствуют сохранению значительной доли прочности бумаги как в сухом виде, так и при намокании в ходе дальнейшего использования. Сопротивление продавливанию во влажном состоянии рассчитывается на основе сравнения значений сопротивления продавливанию под действием давления в сухом состоянии и после определенного увлажнения образца. Процентное отношение значений сопротивления продавливанию в мокром и сухом состоянии соответствует степени сохранения прочности в мокром состоянии.

Рис. 1.26. Принцип определения сопротивления раздиранию

Рис.1.27. Принцип определения сопротивления продавливанию

Жесткость

Для печати, сборки упаковки и ее использования большое значение имеет жесткость, которая определяется как сопротивление изгибу, вызываемому приложением внешней силы. Измеряют жесткость путем приложения силы F к свободному концу материала определенного размера (длиной l ), который с другой стороны зажат. Свободный конец при этом отклоняется на фиксированное расстояние или угол 8. Этот метод известен как двухточечный (рис. 1.28) и используется для измерения жесткости при изгибе (по Лоренцену и Вэттру, 5°, Lorentzen and Wettres), сопротивления изгибу (по Лоренцену и Вэттру, 15°) и жесткости (по Таберу, 15°, Taber).

Рис. 1.28. Приложение нагрузки для измерения жесткости при изгибе двухточечным методом

Величина жесткости при изгибе в продольном направлении выше, чем в поперечном, что иногда выражают отношением жесткости в продольном и поперечном направлениях. Это различие является результатом различного ориентирования волокон вследствие применяемого метода производства бумаги и картона. Жесткость связана и с другими важными свойствами, в частности с поведением картонных коробок при испытаниях на сжатие, стойкость к перегибу, сгибаемость и общую ударопрочность. При измерении жесткости при изгибе важно учитывать, что она связана с модулем Юнга (Е) и толщиной материала (t) следующим образом:

Жесткость = Константа (зависящая от материала) × E × t 3 .

Для однородных материалов эта кубическая зависимость имеет место при условии, что не превышен предел упругости. Для бумаги и картона показатель степени несколько ниже 3,0, но все равно довольно значителен (для некоторых типов картона он составляет около 2,5-2,6). Таким образом, можно утверждать, что жесткость существенно зависит от толщины материала, что легко заметить при удвоении толщины - жесткость при этом возрастает в пять раз и более.

Сопротивление сжатию

При рассмотрении сжатия в контексте требований к упаковке мы обычно имеем в виду действие на упаковку (например, на картонные коробки, ящики и бочки) внешних нагрузок при хранении упакованных продуктов, их сбыте и использовании.

При этом необходимо учитывать влияние на сопротивление сжатию различных характеристик конструкции упаковки, разных видов бумаги и картона, их толщины, а также атмосферных условий. Учитывают и различие между статической нагрузкой, прилагаемой в течение длительного времени (при нахождении упакованного груза на складе), и динамической нагрузкой, связанной со значительными усилиями, прилагаемыми в течение короткого времени (в частности, при падениях и ударах в ходе транспортировки). Испытания на сопротивление сжатию проводят при различных нагрузках.

Исследования показали, что к свойствам бумаги и картона, влияющим на их поведение при испытаниях коробок на сжатие, относятся жесткость и свойство, известное как сопротивление сжатию, определяемое по методу SCT (Short-span Compression Test) - сопротивление торцевому сжатию образца (база образца 0,7 мм).

При сжатии образца бумаги или картона за счет приложения силы к противоположным кромкам в плоскости образца, материал изгибается, и это не может служить мерой сопротивления сжатию (рис. 1.29). Если же высота образца в направлении приложения силы меньше средней длины волокна (например, она уменьшена до 0,7 мм), сила прикладывается к сети волокон таким образом, что сжимается сама сеть, вызывая взаимное смещение волокон. В этой ситуации межволоконная связь, тип и количество волокон целлюлозы становятся важным для результата испытаний по методу SCT. Именно эта присущая данному листу характеристика в направлении измерения (продольном или поперечном) влияет на поведение коробок при испытаниях на сжатие наряду с жесткостью.

Рис. 1.29. Испытание на сопротивление сжатию. Обратите внимание на различие длины образца по сравнению с испытанием на разрыв

Стойкость к перегибу и сгибаемость

При изготовлении пакетов различной конструкции, саше, картонных коробок и ящиков из гофрированного и коробочного картона бумагу и картон часто складывают. Более тонкие материалы складывают механически на 180°, и полученные складки прокатывают (фальцуют) для придания стойкости. Более толстые материалы для изготовления складных и жестких картонных коробок требуют, чтобы в материале для легкого сгибания присутствовала линия рилевки (биговки), служащая своеобразным шарниром (осью), позволяющим перегибать картонную заготовку на 180°. Нанесение рилевки на картонные заготовки производится рилевочными муфтами с канавками разного профиля.

В процессе рилевания на верхней поверхности заготовки картонной коробки образуются канавки (биги), а на обратной стороне - выпуклости. При складывании коробки материал подвергается нескольким видам нагрузок (см. рис. 10.29 в главе 10).

Верхние слои картона на наружной стороне получаемой складки расширяются и должны обладать соответствующей прочностью на разрыв и растяжение. Внутренние слои сжимаются, вызывая местное расслаивание (см. рис. 10.30-10.32). Расслаивание обратной стороны при продолжении процесса складывания до заданного угла приводит к образованию валика (утолщения) и ведет себя подобно петле (рис. 1.30). Важно, чтобы это утолщение не разрывалось и не деформировалось, в связи с чем слой картона на обратной стороне также должен обладать большой прочностью.

Рис. 1.30. Формирование рилевочной линии (бига)

Помимо высоких прочностных свойств материала очень важна геометрия и ширина рилевочной (биговальной) линии, ширина и глубина канавки рилевочной муфты, а также глубина проникновения рилевочной линейки в материал. Помимо визуальной проверки бигов и фальцев, измеряют также сопротивление складыванию и сопротивление собранной коробки сжатию, которые можно регулировать путем изменения геометрии рилевки.

Функциональные свойства рилевочных линий складываемых и склеиваемых картонных коробок зависят от продолжительности и условий хранения заготовок с клееным боковым швом перед подачей в упаковочную машину. Эта характеристика может быть измерена как «усилие открывания картонной коробки». Условия такого промежуточного хранения (влажность, температура, плотность упаковывания и условия штабелирования) - очень важные факторы, влияющие на эффективность упаковочных операций.

Сопротивление продавливанию. Этот показатель качества бумаги нельзя отнести к числу основных. Он может быть важным для некоторых видов упаковочно-оберточной бумаги, для которых в отдельных случаях должен быть предусмотрен также показатель сопротивления продавливанию во влажном состоянии.[ ...]

Сопротивление продавливанию является одним из основных показателей прочности многих видов бумаг, хотя и является чисто эмпирическим критерием, зависящим как от сопротивления разрыву, так и от растяжимости. Различают абсолютное сопротивление продавливанию, относительное сопротивление продавливанию - приведенное к массе 1 м бумаги 100 г и индекс продавливания - абсолютное сопротивление продавливанию отнесенное к массе 1 м бумаги. Сопротивление продавливанию равно максимальному давлению, которое выдерживает непосредственно перед разрушением образец бумаги в форме кружка диаметром (30,5+0,025) мм.[ ...]

Сопротивление продавливанию является сложной функциейг сопротивления разрыву и удлинения бумаги до разрыва. Экспериментально установлено, что рассматриваемый показатель прочности бумаги увеличивается с повышением’абсолютных значений показателей ее разрывного груза и удлинения при разрыве и когда отношение удлинения бумаги в машинном направлении к ее удлинению в поперечном направлении приближается к единице.[ ...]

Сорт картона выбирают исходя из величин сопротивления продавливанию.[ ...]

Таким образом, для получения максимального значения сопротивления продавливанию влажность бумаги должна быть оптимальной, при которой нет сильного ослабления межволоконных связей и в то же время наблюдается достаточно высокая степень удлинения бумаги. Такая влажность бумаги равна примерно 8-9%.[ ...]

Прочность гофрированного картона характеризуется его сопротивлением продавливанию, сопротивлением плоскостному сжатию и сопротивлением излому.[ ...]

Присутствие молекул с короткими цепями неблагоприятно отражается на сопротивлении излому , на разрывной длине , относительном удлинении , сопротивлении надрыву и сопротивлении продавливанию пленок, приготовленных из производных целлюлозы, и на прочности нитей из ацетата целлюлозы . Из фракций с меньшим диапазоном вязкости (молекулярного веса) получаются нитропленки с большим сопротивлением излому, чем у пленок из нефракциони-рованного материала с той же средней вязкостью или из смесей веществ, обладающих высокой и низкой вязкостью 167]. Сопротивление разрыву и прочие показатели механической прочности пленок из производных целлюлозы (ацетата, ацетобутирата, нитрата и этилового эфира) постепенно уменьшаются при понижении значения степени полимеризации с 1000 примерно до 200. При дальнейшем понижении СП прочность резко уменьшается . Механические свойства, по-видимому, в значительной мере зависят от положения.максимума на кривой распределения по молекулярному весу и от равномерности распределения по молекулярному весу в пленках (этилового эфира) . Сукне и Гаррис считают, что механические свойства пленок из ацетата целлюлозы зависят от среднечислового значения молекулярного веса и, кроме того, механические свойства смесей фракций с различным молекулярным весом имеют характер средневесовых значений свойств (например, сопротивление разрыву) компонентов смеси. В изучавшемся ими интервале имеется линейная зависимость между сопротивлением разрыву и длиной цепи .[ ...]

Бумага, изготовленная из длинных волокон, отличается" большей величиной сопротивления продавливанию. С увеличением степени помола бумажной массы в бумаге растут силы связи между волокнами. Одновременно увеличивается и сопротивление продавливанию. Однако чрезмерно высокая степень помола бумажной массы снижает сопротивление продавливанию, что связано уже с заметным укорачиванием волокон и снижением степени удлинения бумаги до разрыва.[ ...]

Было изучено изменение некоторых свойств бумаги (разрывная длина, объемный вес, сопротивление продавливанию и излому) в процессе прессования на прессах различных конструкций при работе с нетканым сукном и сукном П-181. Опыты проведены при давлениях 15, 30, 50 и 70 кгс/см, скорости 200 м/мин, сухости сукна перед прессом 50%, бумаги 30%. Нижний вал всех прессов 840 мм (твердость облицовки 15 ед), верхний - 800 мм. Для испытаний использовали образцы бумаги из неразмолотой сульфитной беленой целлюлозы (помол 18°ШР) весом 100 г/м2.[ ...]

При размоле целлюлозы в присутствии хлористого натрия у бумаги значительно повышаются разрывная длина и сопротивление продавливанию Если же при формовании бумажного листа происходит вымывание соли, качество бумаги вновь снижается. При добавке соли в массу, размалываемую в дистиллированной воде, степень помола повышается, что, однако, не влияет на прочность бумаги. Присутствие электролитов оказывает влияние на поверхностное натяжение жидкости. Поэтому химический состав воды, применяемый в размольно-подготовительном отделе и для разбавления массы перед бумагоделательной машиной, должен быть совершенно стабильным.[ ...]

Перманганатное число получаемой целлюлозы равно 23 единицам; для производства, бумаги и картона целлюлозу отбеливают. Сопротивление продавливанию выше, чем для целлюлозы, полученной в котлах периодического действия; разрывная длина одинакова.[ ...]

Прочность и физические свойства бумаги зависят также от pH среды, в которой происходит размол. При значении pH от 6,3 до 3,1 снижается объемный вес бумаги, разрывная длина и сопротивление продавливанию. Равным образом на прочностные свойства бумаги неблагоприятно влияет и сильно щелочная среда. При значении pH, равном 8, получается бумага, обладающая удовлетворительной прочностью при относительно небольшом расходе энергии на размол .[ ...]

Из различных видов крахмала, применяемых для поверхностного покрытия бумаги, картофельный крахмал в наибольшей степени впитывается в бумагу-основу, значительно увеличивает сопротивление продавливанию и выщипыванию (т. е. отделению при печати с поверхности бумаги отдельных волоконец и даже части недостаточно прочно связанного поверхностного слоя бумаги). Этот вид крахмала менее других уменьшает белизну и требует наименьшего количества энзимов при ферментативной обработке. Так как любой вид крахмала является пищевым продуктом, при поверхностной обработке бумаги желательна его замена или, по крайней мере, сокращение расхода. Поэтому при поверхностной обработке бумаги в клеильном прессе часть крахмала успешно заменяют карбамидофор-мальдегидной смолой, восковыми, а также парафиновыми дисперсиями ЫаКМЦ и латексами. Иногда при этом крахмал полностью исключают.[ ...]

В летнее время года продолжительность размола возрастает на 5-8% при одновременном снижении прочностных свойств бумаги. При размоле массы в условиях повышенной температуры разрывная длина и сопротивление продавливанию возрастают гораздо медленнее, чем при более низкой температуре. Лишь сопротивление раздиранию возрастает с повышением температуры во время размола . Было установлено , что при размоле волокнистых материалов, хранившихся в воздушносухом состоянии, наивыгоднейшей является температура в 30° С. При более низкой температуре жирность помола нарастает быстрее. Влияние температуры особенно хорошо заметно при размоле пергаментирующейся целлюлозы с высоким содержанием гемицеллюлоз.[ ...]

В первых установках «Камюр» разгрузка массы из варочного котла происходила при температуре варки, то есть при 170-175°. Однако исследования выдуваемой массы показали, что некоторые механические качества целлюлозы (сопротивление продавливанию и разрыву, способность к размолу) ниже, чем у целлюлозы, сваренной в таких же условиях, но в периодических варочных котлах. Снижение механических свойств целлюлозы обусловлено воздействием метальных устройств при высокой температуре и наличии щелочности в отработанном щелоке. Происходит разделение волокон, способствующее растворению гемицеллюлоз и снижению прочности волокон. С понижением температуры и ослаблением.[ ...]

Испытания, в ходе которых образец соскользнул между прижимными поверхностями или произошел разрыв образца по периметру, не учитывают. Допускается испытывать одновременно несколько образцов, сложенных одной и той же стороной вверх, при условии, что сопротивление продавливанию пакета не менее 70 кПа. Полученное значение в этом случае делят на количество образцов.[ ...]

Образцы пергамента размером 70X70 мм по одному погружают в воду. Температура воды в ванночке во время испытания должна быть (20±2)°С. По истечении 15 мин образцы извлекают из воды, кладут между двумя листами фильтровальной бумаги и удаляют избыточную воду. Затем определяют сопротивление продавливанию по ГОСТ 13525.8-78.[ ...]

Твердый остаток после варки промывали, размалывали в Дисковой мельнице до разделения на волокна и в центробеж-яю-размалывающем аппарате - до 35° ШР, отливки массой 150 г/м2 испытывали стандартными методами. Экспериментальные знамения выходных параметров (средние для двух опытов) приведены в табл. 61; порядковые номера в графе 1 соответствуют номерам опытов в табл. 45. Необходимая для синтеза исходная информация - в табл. 62. Лучшие и худшие ¡значения выходных параметров у/+> и у/-) взяты из табл. 61 и округлены. Так как целью эксперимента было получение бумаги - основы для гофрирования, наибольшие веса б;=1 присвоили показателям У5 и ув, входящим в ГОСТ 7377-69, ::а также параметру уь наиболее влиявщему на экономику ¡процесса. Остальным выходным параметрам присвоены меньшие веса.[ ...]

Многие исследователи изучали влияние прессования на физические свойства и структуру бумаги. Опыты автора , Г. Мака и Г. Болло показали, что с увеличением линейного давления разрывная длина бумаги может быть увеличена в 3 раза, значительно повышается объемный вес, число двойных перегибов, сопротивление продавливанию, но ухудшается пористость бумаги.[ ...]

Переменными факторами были доли сосновой (Х(), лиственничной (Х2) и еловой (Х3) фракций в древесном сырье. Эксперименты проводили в соответствии с планом Шеффе третьего порядка; все варки повторяли дважды с рандомизацией. Результаты оценивали рядом показателей прочности отливок. В качестве примера рассмотрено изменение одного из показателей - сопротивления продавливанию.[ ...]

При снижении температуры выдуваемой целлюлозы до 93° ее показатели не уступают, а в некоторых случаях даже превосходят показатели целлюлозы, получаемой в лабораторных периодических варках. Целлюлоза, сваренная в установках «Камюр», однородна; колебания качества в течение суток незначительны. Для небеленой целлюлозы механические показатели более высокие: сопротивление продавливанию на 15-18%, сопротивление разди-ру на 7-10%, разрывная длина на 10-12%.

ИЦ "Композит-Тест" проводит испытания картона, предназначенного для изготовления различной упаковки:

• потребительской и транспортной тары - коробок, ящиков, лотков;
• вспомогательных упаковочных средств - вкладышей, решеток, обечаек, прокладок, амортизаторов;
• другой продукции.

Тесты выполняются с целью определения фактических значений характеристик картона, установленных в ГОСТ Р 52901-2007 "Картон гофрированный для упаковки. Технические условия".

Данный стандарт нормирует:

• удельное сопротивление разрыву с приложением разрушающего усилия вдоль гофров по линии рилевки, Н/м;
• сопротивление торцевому сжатию вдоль гофров, кН/м;
• абсолютное сопротивление продавливанию, МПа (кгс/см 2);
• сопротивление расслаиванию, кН/м;
• влажность, %

Порядок проведения испытаний картона в ИЦ "Композит-Тест"

Подготовка образцов для проведения испытаний

Работы по подготовке к испытаниям картона включают нарезку тестируемых образцов и их кондиционирование.

Нарезка образцов

Нарезка образцов картона для проведения испытаний осуществляется с использованием специального лабораторного оборудования - резака пневматического типа Billerud для бумаги и картона производства французской фирмы Noviprofibre.

Данная операция выполняется с высокой точностью двумя лезвиями односторонней заточки, установленными параллельно в суппорте устройства, что практически исключает возможные искажения результато в испытания картона на торцевое сжатие, связанные с непараллельностью сторон заготовки. Получаемые образцы имеют прямоугольную форму длиной (100,0±0,5) мм и шириной (25±0,5) мм. Отклонение от параллельности между длинными сторонами образца очень незначительно и не превышает 0,1 мм.

Нарезка образцов на другие виды испытаний производится по шаблонам.

Кондиционирование образцов

Кондиционирование нарезанных образцов картона является обязательным требованием ГОСТ Р 52901 и проводится перед началом испытаний с целью придания образцам необходимой влажности и температуры. Для кондиционирования картона мы применяем климатическую камеру СМ 5/75-80 ТВО-Т производства СМ "Климат" (г. Санкт-Петербург). Камера оснащена парогенератором и системой осушения, что позволяет кондиционировать образцы перед испытанием в режиме относительной влажности воздуха (50±2) % при температуре воздуха (23±1) ˚С в течение 24 часов. Регулировка стабилизируемой температуры в камере осуществляется в диапазоне от 5°С до 75°С с точностью ±2°С, относительная влажность воздуха внутри рабочей камеры может быть установлена в интервале от естественного значения до 99 %.

Испытания на разрыв по линии рилевки

Испытания картона на разрыв проводятся на настольной электромеханической машине модели H10K-S фирмы Tinius Olsen (Англия). Машина развивает разрывное усилие до 10 кН в диапазоне изменения скоростей траверсы (0,001…1000) мм/мин. Погрешность измерения нагрузки составляет ±0,5 %. Интегрированная с машиной силоизмерительная система и система измерения деформации тестируемого образца обеспечены выходом на ЭВМ, обрабатывающую по специальной предустановленной программе получаемые от датчиков измерительных систем сигналы.

Обработанная на компьютере информация передается на периферийные устройства - дисплей и принтер - для ее представления в удобной для визуального восприятия оператором форме (в виде графиков, таблиц и текстов). При этом формирование графиков нагружения образцов на экране монитора происходит в режиме он-лайн.

Испытания образцов картона на разрыв проводятся согласно требованиям ГОСТ Р 52901-2007.

Сущность метода заключается в определении усилия, при котором происходит разрушение тестируемого образца по линии рилевки. При этом необходимым условием экспериментов является выполнение одного перегиба испытываемой полоски картона на 180° по этой линии до начала нагружения.

Подготовленный таким образом тестируемый образец закрепляют в зажимах разрывной машины без перекоса и нагружают. Скорость нагружения выбирается из расчета, чтобы разрушение образца наступало примерно через 15-20 секунд с момента начала нагружения.

В процессе испытаний в режиме он-лайн на экране монитора можно наблюдать за динамикой построения диаграммы нагружения образца в координатах "нагрузка - деформация". Итоговый протокол с результатами испытаний выводится на печать.

Испытания на изгиб по трехточечной схеме

На настольной электромеханической машине модели H10K-S фирмы Tinius Olsen мы проводим также испытания гофрированного картона на изгиб по трехточечной схеме.

В процессе эксперименто в образец картона устанавливается на двух опорах и нагружается пуансоном по центру расстояния между опорами. Это расстояние бесступенчато регулируется посредством перемещения и фиксации опор вдоль пазов в опорной плите.

Пуансон может иметь различную толщину и радиусы закругления рабочей поверхности. Скорость нагружения образца, так же как и в опытах на разрыв, выбирается исходя из конкретных условий испытаний.

Испытания на торцевое сжатие

Испытания на торцевое сжатие образцов гофрированного картона проводятся на компактном прессе фирмы FRANK - PTI GmbH (Германия), оснащенном электронным силоизмерителем и компьютером с предустановленной программой обработки данных. Выбор тестового режима осуществляется оператором с сенсорного дисплея.

Максимальная параллельность рабочих пластин, сжимающих тестируемые образцы, гарантируется за счет применения в конструкции стенда двух вертикальных направляющих. Скорость нагружения может регулироваться в диапазоне (1-200) мм/мин, максимальное усилие сжатия - 5 кН . Погрешность измерения усилий не превышает 1% во всем диапазоне изменения нагрузок.

Диаграмма нагружения образца формируется на экране дисплея в режиме реального времени, протоколы с результатами испытаний выводятся на печать в формате А4.

На прессе фирмы FRANK - PTI также производятся следующие испытания:

• определение сопротивления картона плоскостному сжатию по ГОСТ 20681-75;
• определение разрушающего усилия картона и бумаги при сжатии кольца по ГОСТ 10711-97;
• определение сопротивления торцовому сжатию гофрированного образца (бумага для гофрирования) по ГОСТ 28686-90;
• определение сопротивления плоскостному сжатию гофрированного образца (бумага для гофрирования) по ГОСТ 20682-75;
• определение сопротивления расслаиванию гофрированного картона по ГОСТ 22981-78.

Испытания на сопротивление продавливанию

Испытания картона на сопротивление продавливанию проводятся согласно требованиям ГОСТ 13525.8-86 "Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения сопротивления продавливанию". Работы выполняются на цифровом приборе для определения сопротивления продавливанию HYBT (Италия) с механическим прижимным устройством.

В гидросистеме прибора применен шестеренный насос, давление рабочей жидкости от которого передается на диафрагму, предназначенную для продавливания картона. Включение и выключение насоса осуществляется тумблером, расположенным на панели управления прибором.

Диафрагма изготовлена из эластичной резины, способной равномерно восстанавливаться после деформации в условиях многократных нагрузок. Материал и форма диафрагмы обеспечивают размеры стрелы выпучивания, установленные в ГОСТ 13525.8-86 для различных рабочих давлений.

Прижимное устройство прибора состоит из верхнего подвижного и нижнего опорного колец с центральными отверстиями диаметром 31,5 мм, соосными с диафрагмой. Перемещение верхнего кольца обеспечивается передачей "винт-гайка" с мелким шагом трапецеидальной резьбы и ручным приводом от маховика.

В процессе подготовки к эксперименту образец картона размещается на нижнем кольце. Далее оператор, вращая маховик, опускает подвижное кольцо вниз и сжимает картон между кольцами. При этом усилие прижима регулируется так, чтобы зажатый между кольцами тестируемый образец не скользил, а его гладкие слои не деформировались.

На следующем этапе оператор тумблером включает гидронасос, в результате чего диафрагма, под действием возрастающего давления, начинает продавливать картон в отверстие верхнего кольца.

Информация о мгновенных значениях рабочих давлений в системе, по мере нагружения образца вплоть до его полного продавливания, выводится на цифровой дисплей и представляется в кПа.

Относительная погрешность измерения абсолютного сопротивления продавливанию картона на приборе HYBT составляет 0,05%.

Заявка на проведение испытаний картона в ИЦ "Композит-Тест"

Проведение испытаний картона в нашем центре можно заказать:

• по телефонам: (495 ) 513-47-29 , 511-12-84
• по электронной почте: [email protected] или lab 621@bk .ru

Пробок можно предупредить, если располагать емкости на высоте, обеспечивающей значительное превышение расчетного сопротивления , возникающего в приемных трубопроводах, или когда такой способ по конструктивным соображениям неприемлем, применять постоянное продавливание в емкости инертным газом , газообразными углеводородами и т, п. 

Относительное сопротивление продавливанию не 

Схематично на рис. 89 изображена полиэтиленовая микроколонка с облегчающим работу с ней автоматическим устройством . Микроколонку загружают ионитом с размером зерна 20- 40 мкм и высотой слоя 50-150 мм. Подобный слой имеет большое гидродинамическое сопротивление , и растворы продавливают через ионит при избыточном давлении в верхней части микроколонки 0,5-1,5 07 . Датчиком счета капель служат две платиновые проволочки , подключенные к 5-10 в. Падающая капля раствора электролита замыкает электрическую цепь и возникающий импульс передается на управляющий блок, составной частью которого (в качестве счетчика капель) служит, например, радиометрическая пересчетная установка. При достижении числа капель, заданного управляющему устройству , последнее с помощью трехходового крана , движимого соленоидом, отключает колонку от источника сжатого воздуха (баллон, компрессор) и продавливание раствора прекращается. Установка удобна как для простых ионообменных разделений при небольших объемах (5- 

Абсолютное сопротивление продавливанию, н,. и-, не ме- 

Абсолютное сопротивление продавливанию в  

Сопротивление продавливанию по Муллену, 

Относительное сопротивление продавливанию, МН/м  

Сопротивление продавливанию материала через головку, достаточное для получения необходимого сжатия порошка плунжером, возникает вследствие термического расширения фторопласта -4 в нагретой зоне головки и трения его о стенки головки. При необходимости по-, высить давление на материал, производится торможение охлажденного изделия около выхода из головки. 

Как уже говорилось, на скорость хроматографического процесса большое влияние оказывает размер зерен ионита. С уменьшением размера зерен пики на выходных кривых обостряются, и эффективность разделений улучшается. Для практических целей достаточно удовлетворительные результаты дает использование зерен размером 0,1-0,25 и даже 0,25-0,5 мм для разделения смесей близких по свойствам ионов (например, редкоземельных элементов) используют иониты с более мелкими частицами . Уменьшение размера зерен имеет тот недостаток, что приводит к резкому увеличению сопротивления потоку жидкости через колонку поэтому при применении мелкодисперсных ионитов приходится прибегать к принудительному продавливанию раствора через колонку (например, сжатым воздухом). 

Существует мнение , что ГМЦ положительно влияют на такие физико-механические свойства бумаги, как разрывная длина , сопротивление продавливанию, сопротивление излому, объемная масса , прозрачность, п отрицательно - иа еоиротивле-ние бумаги надрыву, пористость, светонепроницаемость , постоянство размеров бумаги. 

Стойкость к деформахщи при продавливании под нагрузкой 4,8 Н при 200°С, % Удельное объемное электрическое сопротивление . Ом -см Диэлектрическая проницаемость при 10 Гц Тангенс угла диэлектрических Потерь при 10 , Гц 

В составе композиции концентрация ПАА и сшивателя подбираются таким образом , чтобы реакция сшивки произошла через период времени, достаточный для проведения закачки и продавливания композиции. Медленная скорость сшивки позволяет применять большеобъемные оторочки растворов ПАА. В случае ВУС применяют более концентрированные растворы ПАА и сшивателя, что приводит к быстрому образованию полимерных гелей. Образовавшиеся в пласте полимерные гидрогели обладают очень низкой подвижностью, высоким остаточным фактором сопротивления и ярко выраженными вязкоупругими свойствами . Особенно эффективны ВУС в резко неоднородных и трещиноватых пластах со слабой гидродинамической связью между отдельными продуктивными прослоями, содержащих нефть повышенной вязкости. Полимерные технологии второй группы эффективны на поздней стадии разработки, когда обводненность добываемой нефти более 60%. В последние годы разработана и применяется технология СПС в виде большеобъемных оторочек . 

Установлено, что при прочих равных условиях с повышением содержания в целлюлозе ГМЦ растет сопротивление изготовленной из нее бумаги продавливанию . Предполагается, что здесь проявляется склеивающее действие ГМЦ, подобное склеивающему действию крахмала , вводимого в бумажную массу . Это подтверждено зксиериментами по искусственному введению ГМЦ в бумажную массу . Предиолагается, что ГМЦ при набухании создают поперечные гибкие связи между соседними волокнами. С набухаемостью в воде связана пластичность волокон при погружении в воду. Чем выше содержание ГМЦ, тем большую пластичность приобретают волокна при погружении в воду. С повыше  

В, И. Андреев и Е. С. Зимина , изучая бумагообразующие свойства целлюлозных волокон из древесины лиственницы в зависимости от содержания в них лигнина и ГМЦ, показали, что с увеличением содержания ГМЦ с 6,6 до 19,87о возрастали разрывная длина , сопротивление излому и продавливанию, в то время как показатели сопротивления раздиранию и растяжению снижались, По другим данным , для получения целлюлозы с высоким сопротивлением раздираиию следует обеспечить высокое содержание ксилана. 

В. К- Малышкина и А. И. Бобров , изучая прочностные характеристики волокнистых полуфабрикатов , полученных из древесины лиственницы сульфитными методами , пришли к заключению, что их прочностные характеристики зависят от pH варочного раствора . В частности, полуфабрикат бисульфитной варки (pH 4,5) имел лучшие прочностные показатели , чем при кислой сульфитной варке (pH 2) полуфабрикат, полученный в условиях щелочной сульфитной варки (pH 12), обладал более высокой прочностью по сравнению с полуфабрикатом от моносульфитной варки. Повышение содержания ксилана вызывало увеличение коэффициента сопротивления отливок разрыву и продавливанию, а увеличение содержания глюкоманнана сопровождалось сниже- 

Установлено, что добавление ГМЦ сокращает время размола, необходимое для достижения максимальной прочности бумаги , ведет к повышению разрывнор1 длины, сопротивления излому и продавливанию, в то время как сопротивление раздиранию часто снижается, 

По данным Е. В. Новожилова и соавт. , ГМЦ, сорбированные из моносульфитных варочных щелоков, улучшают размалываемость и бумагообразующие свойства небеленой сульфитной целлюлозы , повышают разрывную длину , сопротивление продавливанию и излому отливок бумаги. Наибольшее повышение прочностных показателей достигалось ири добавлении 1-3 мг ГМЦ на 1 г целлюлозы. 

Интересные опыты были проведены по нейтральной проклейке с использованием черных щелоков от вискозного производства . Содержащий ГМЦ черный щелок , полученный после диализа отжимной щелочи , после концентрирования смешивался с квасцами, в результате чего образовывался раствор алюмината натрия с 10-12 г ГМЦ на I г NaOH. Раствор добавляли к целлюлозе при размоле в мельнице Иокро. В результате наблюдалось значительное сокращение продолжительности размола, улучшение физико-механических показателей и стеиени проклейки получаемой бумаги. По данным исследователей, благодаря этой добавке , составляющей около 25 кг ГМЦ на 1 т волокнистого материала , повышение разрывной длины составило 25-30%, сопротивление продавливанию увеличилось на 30-40%, число двойных перегибов - в 2-4 раза и степень проклейки - на 10-15%. 

Материал рам и плит-алюминий АЛ9В. Все поверхности, соприкасающиеся с продуктом, покрыты бакелитовым лаком . Для фильтрации применяют диатомит (ТУ 6-08-1-62). Опорный целлюлозный картон с меламиновой смолой должен соответствовать следующим условиям толщина-1,8-2 мм