Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Изменение комплекса свойств бумаги при обработке ее поверхности Назмиева Алсу Ильдусовна

Диссертация - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Назмиева Алсу Ильдусовна. Изменение комплекса свойств бумаги при обработке ее поверхности: диссертация ... кандидата Технических наук: 05.21.03 / Назмиева Алсу Ильдусовна;[Место защиты: ФГБОУ ВО Казанский национальный исследовательский технологический университет], 2017

Введение к работе

Актуальность работы. Среди целлюлозно-бумажных материалов,
используемых в упаковочной промышленности, по объему выпуска и
потребления можно выделить мешочную бумагу, к основным

преимуществам которой относят экологичность (способность к

биоразложению), высокие прочностные характеристики, легкость, дешевизну и доступность сырья, удобство при эксплуатации и транспортировке. Однако при длительных перевозках, при хранении в условиях повышенной влажности, воздействии атмосферных осадков и т.п. наблюдается снижение механической прочности мешочной бумаги, что, в свою очередь, приводит к нарушению целостности упаковки и порче упакованного продукта.

Для повышения качества целлюлозно-бумажных материалов, расширения
возможности ее использования применяют, например, введение

упрочняющих и проклеивающих веществ в состав материала, ламинирование полиэтиленом, полипропиленом, поверхностную обработку парафиновыми, клеевыми композициями и др. Поверхностная обработка полимерными покрытиями является перспективным и актуальным направлением при производстве новых видов бумаги и картона. Но многие синтетические полимеры практически не способны ассимилироваться микрофлорой почвы. Для улучшения комплекса свойств мешочной бумаги, можно предложить поверхностную обработку мешочной бумаги биоразлагаемыми полилактидом или крахмалом. Крахмал является полисахаридом и входит в объемный состав большинства видов бумаг, в т.ч. – мешочной. Полилактид получают из возобновляемого растительного сырья, и он обладает физико-механическими свойствами, не уступающими традиционным синтетическим полимерам, перерабатывается в изделия всеми методами переработки пластмасс.

В то же время, встречаются работы, показывающие, что физические поля различной природы улучшают те или иные свойства целлюлозно-бумажных материалов. Одним из перспективных направлений в современной физике и материаловедении является модифицирование свойств диэлектриков с помощью воздействия электростатического поля, например, поля коронного разряда. Поэтому особый интерес представляют исследования свойств целлюлозно-бумажных материалов с сочетанием методов поверхностной обработки и воздействия поля коронного разряда.

В связи с этим целью работы является изучение влияния поверхностной обработки биоразлагаемыми полимерными покрытиями и униполярным коронным разрядом на физико-механические, сорбционные свойства мешочной бумаги.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

- оценить влияние полилактидного и крахмального покрытий на комплекс
свойств (прочностные, сорбционные) мешочной бумаги;

- оценить влияние обработки униполярным коронным разрядом на
свойства целлюлозно-бумажных материалов;

- раскрыть причины изменения свойств мешочной бумаги при ее
модификации;

- оценить биоразлагаемость полученных целлюлозно-бумажных
материалов и ее зависимость от действия униполярного коронного разряда;

- предложить сферу применения модифицированной мешочной бумаги
исходя из повышенного уровня ее эксплуатационных свойств.

Объектом исследования являются мешочная бумага с поверхностной обработкой биоразлагаемыми полимерами и униполярным коронным разрядом. Предметом исследования являются прочностные, барьерные характеристики и биоразлагаемость данного материала.

Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследования.

Методологической основой исследования являлись положения о комплексе
свойств исходных компонентов, выступающих в качестве основных
факторов, формирующих эксплуатационные свойства бумаги. Теоретической
базой исследований являлись работы ученых по исследованию

модифицирования бумаги. Эмпирическую основу составляли исследования физических и механических свойств объекта обработки, таких как: сорбционные характеристики, плотность и толщина, прочности на сжатие, на разрыв, на растяжение модифицированной бумаги.

Научная новизна работы. Получены следующие новые данные:

Получены следующие новые данные:

- создан новый материал на основе бумаги и полилактида, обладающий
улучшенным комплексом свойств и биоразлагаемостью;

- улучшение механических свойств мешочной бумаги при покрытии
поверхности крахмалом и полилактидом (на 10-15%), благодаря
дополнительному полимерному слою на поверхности материала;

- улучшение барьерных свойств мешочной бумаги при нанесении
полилактидного покрытия;

- улучшение механических и барьерных свойств мешочной бумаги с
полилактидным покрытием при обработке коронным разрядом;

- улучшение биоразлагаемости мешочной бумаги и мешочной бумаги с
крахмальным, полилактидным покрытиями при обработке в поле коронного
разряда, что связано с протекающей при этом деструкцией биоразлагаемых
полимеров и макромолекул целлюлозы;

- усиление межволоконного взаимодействия мешочной бумаги при
обработке в поле отрицательного коронного разряда, происходящее за счет
возрастания потенциала двойного электрического слоя на поверхности
волокон под действием носителей заряда, инжектируемых в объем бумаги.

Практическая ценность работы. Предложены способы улучшения эксплуатационных свойств целлюлозно-бумажных материалов с помощью обработки полимерными покрытиями и униполярным коронным разрядом.

Опытно-промышленные испытания мешочной бумаги с поверхностной обработкой полилактидом проведены на ООО УПП «Картонажно-

полиграфические изделия» (акт опытно-промышленных испытаний

прилагается).

Соответствие диссертации паспорту научной специальности.

Основные результаты диссертационной работы соответствуют п.3 «Химия и технология целлюлозно-волокнистых полуфабрикатов и композиционных материалов», п.6 «Химия и технология бумаги и картона», п.7 «Технология изделий и упаковки из бумаги и картона», из паспорта специальности 05.21.03 «Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины».

Апробация работы. Результаты работы представлены на

XIV Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и
биотехнологии» (2015, Казань); XV Международной конференции молодых
ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (2016, Казань); III и
IV Международных научно-технических конференциях «Проблемы

механики целлюлозно-бумажных материалов» (2015, 2017, Архангельск); Международной научно-практической конференции «В.И. Вернадский: устойчивое развитие регионов» (2016, Тамбов); Международной научно-практической конференции «Новые решения в области упрочняющих технологий: взгляд молодых специалистов» (2016, Курск); Международной конференции «Композит – 2016» (2016, Энгельс); XIV Международной конференции «Физика диэлектриков» (2017, Санкт-Петербург).

Личный вклад заключается в сборе и анализе литературных данных по теме диссертационных исследований, проведении экспериментальных исследований (определение сопротивления продавливанию, сопротивления раздиранию, трещиностойкости и др.), в формулировании выводов по сделанной работе. Автору принадлежат основные опубликованные и использованные в диссертации идеи, и работы.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертаций, 10 работ в сборниках научных трудов и материалах международных конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 114 страницах, содержит 43 рисунка, 21 таблицу. Библиографический список включает 151 наименование.