Алушкін С. В.

Сортировать по умолчанию названию
  • ХІМІЧНИЙ СКЛАД ПРЕДСТАВНИКІВ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИ

    Картонно-паперова продукція широко використовується у побуті та промисловості. Головним сировинним джерелом у світовій целюлозно- паперовій промисловості залишається волокнисті напівфабрикати (ВНФ) із деревини. Для країн, з не великими деревини, альтернативою для виробництва ВНФ можуть бути стебла недеревної рослинної сировини (НДРС). НДРС мають деякі відмінності у хімічному складі у порівнянні з деревиною і тому потребують вивчення вмісту основних компонентів їх складу. Метою роботи було дослідження хімічного складу нових для целюлозно-паперової промисловості представників НДРС для визначення можливості їх використання для одержання ВНФ для виробництва паперу і картону. До їх числа відносяться наведені в таблиці представники НДРС. В таблиці наведено хімічний склад досліджених рослин і для порівняння - представників хвойної (ялина) та листяної (береза) деревини. Як видно із даних таблиці, представники НДРС характеризуються значно більшим, ніж у деревині, вмістом речовин які екстрагуються лугом. При екстракції рослинної сировини 1 % розчином лугу в розчин переходять не тільки екстрактивні речовини (крохмаль, пектини, барвники, таніди), але також частина геміцелюлоз та низькомолекулярна фракція целюлози. Такі результати свідчать про те, що проведення процесів одержання ВНФ у лужному середовищі буде призводити до меншого їх виходу, ніж із деревини. Головні хімічні реакції, що відбуваються у технологічних процесах одержання ВНФ, направлені на вилучення лігніну із рослинної сировини. За вмістом лігніну дослідженні представники НДРС мають меншу кількість (за виключенням рижію посівного), аніж хвойна і листяна деревина, а значить будуть потребувати менших витрат хімікатів на процес їх делігніфікації. Відносно великий вміст в цих НДРС основного для целюлозо-паперового виробництва компоненту – целюлози свідчить про можливість їх використання в якості альтернативної сировини для целюлозо-паперової галузі. Разом з тим, порівнюючи хімічний склад наведених в таблиці рослин, можна зробити висновок про меншу придатність для виробництва ВНФ таких досліджених представників НДРС, як: канатник, рижій посівний та сильфій суцільнолистий.

    Переглянути
  • ВПЛИВ АКРИЛОВОГО ПОКРИТТЯ НА ПРОЗОРІСТЬ НАНОЦЕЛЮЛОЗНИХ ПЛІВОК

    Останнім часом активно розробляються матеріали з розмірами частинок не більше 100 нм (наноматеріали), які проявляють особливі оптичні, механічні, магнітні, реологічні та інші властивості [1]. До числа наноматеріалів відносяться широкий спектр продуктів, серед яких одне з лідируючих місць займає наноцеллюлоза. Наноцеллюлоза дозволяє замінити матеріали, які погано або зовсім не розкладаються природним шляхом, і може використовуватися при розробці гнучких основ органічних світлодіодів, гнучких екранів телефонів і телевізорів, застосуванні її в електроніці, медицині, харчовій, фармацевтичній, паперовій промисловостях. Наприклад, оптично прозорі плівки із наноцелюлози мають низький коефіцієнт термічного розширення, високі значення модуля Юнга і міцності на розрив [2]. Метою дослідження було вивчення впливу акрилового покриття на прозорість наноцелюлозних плівок із сульфатної целюлози та оцінка їх якісних показників. Для отримання оптично прозорих плівок було проведено обробку Архангельської сульфатної целюлози за описаною раніше методикою [3]. Прозорість отриманих зразків становила 42 – 69 % в залежності від товщини плівок, яка змінювалась від 20 до 60 мкм. Акрилову смолу марки «Джила» (Gla. UV gel) наносили тонким шаром, висушували під дією ультрафіолету та закріплювали спеціальним розчином. Прозорість вимірювали на спектрофотометрі 4802 (UNICO). Нанесення додаткового акрилового покриття на наноцелюлозні плівки призводить до суттєвого збільшення товщини плівки (на 200 – 300%). За рахунок цього зростає розривне зусилля в 2 рази, яке потрібно прикласти для руйнування зразка, але зменшується значення модуля міцності на розрив та модуля Юнга майже у 2 рази. При цьому прозорість зразків наноцелюлозних плівок з високим початковим значенням прозорості у видимій області спектру збільшується на 0,5 – 1,0 %. В приграничній ультрафіолетовій області (380 нм) прозорість плівок з акриловим покриттям зменшується в 2 – 3 рази, а потім різко зростає за довжини хвилі близько 400 нм (прозорість плівок після нанесення покриття різко зростають саме в цій точці). За довжини хвилі 750 нм спостерігається максимум прозорості зразків у видимій області, яка збільшується на 1,5 – 2,0 % у порівнянні з необробленими смолою зразками. Для зразка з вихідною прозорістю 42,0 % з довжиною хвилі 600 нм, нанесення смоли позитивно впливає на показник світлопропускання і прозорість збільшується до 57,1%. Отримані результати свідчать про те, що обробка зразків наноцелюлозних плівок акриловою смолою дозволяє підвищити прозорість плівок з низькою початковою прозорістю, але зменшує їх фізико-механічні показники.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ОТРИМАННЯ НАНОЦЕЛЮЛОЗНИХ ПЛІВОК

    Наноматеріали із целюлози викликають значний інтерес завдяки унікальним механічним властивостям і низькому коефіцієнту термічного розширення [1]. Біонанокомпозити є більш економічно безпечними і мають низьку вартість, що свідчить про їх великий потенціал для заміни традиційних нафтохімічних матеріалів [2]. Наноцелюлоза знаходить широке застосування у технологічних процесах виробництва гнучких органічних світлодіодних дисплеїв, комірок сонячних батарей, в електроніці, медицині, фармацевтичній, паперовій промисловостях [3]. В роботі досліджена можливість отримання наноцелюлозних плівок гідролізом хвойної вибіленої сульфатної целюлозирозчинами сульфатної кислотирізної концентрації 30 – 65 %, температури (15 – 45 0С), тривалості (30 – 60 хв.) за різних значень гідромодуля (12:1 та 44:1). Прогідролізовану наноцелюлозну суспензію центрифугували тричі і направляли на стадію діалізу для досягнення нейтрального рН. Потім розчин наноцелюлози обробляли ультразвуком впродовж 30 хв. Отримували плівки висушуванням наноцелюлозної суспензії в чашках Петрі. В результаті проведених досліджень встановлено, що проведення кислотної обробки за високого ГМ (44:1)призводить до повного розчинення целюлози, що не дозволяє отримати наноцелюлозні плівки. В той же час, гідроліз хвойної вибіленої сульфатної целюлози розчином 65 % сульфатної кислоти за ГМ 12:1 отримані плівки, фізико-механічні показники яких наведено в табл. 1. Для отримання математичних залежностей фізико-механічні показники наноцелюлозних плівок (yі) від технологічних факторів процесу гідролізу (хі) побудовано план повного факторного експерименту типу 23 . В результаті статистичної математичної обробки в середовищі MathCAD одержано наступні адекватні рівняння регресії: В результаті проведення оптимізації отриманих рівнянь регресії визначено оптимальні значення технологічних параметрів процесу отримання наноцелюлози із хвойної вибіленої сульфатної целюлози. Таким значеннями є: концентрація сульфатної кислоти 65 %, гідромодуль 12:1, температура 45 0С, тривалість гідролізу 60 хв. і 30 хв. ультразвукової обробки.

    Переглянути