Ященко О. В.

Сортировать по умолчанию названию
  • ОДЕРЖАННЯ ПШЕНИЧНОЇ ЦЕЛЮЛОЗИ РОЗЧИНАМИ ЕТИЛЕНГЛІКОЛЬ-НСІ

    Покращення умов життя населення потребує збільшення випуску товарів широкого споживання, зокрема паперу і картону, для виробництва яких використовуються волокнистих напівфабрикатів (ВНФ). Сульфатний і сульфітний способи одержання ВНФ, як найбільш розповсюджені способи делігніфікації рослинної сировини, залишають целюлозо-паперову промисловість одним із головних забруднювачем довкілля. Більш екологічно чистими способом отримання ВНФ є, так звані, органосольвентні методи варіння. Таке варіння передбачає використання органічних розчинів, що виконують функції як хімічного реагенту, так і середовища в якому відбувається процес делігніфікації рослинної сировини. Введення органічного розчинника до складу варильного розчину змінює його діелектричну проникність та в’язкість, впливає на процес сольватації продуктів делігніфікації, зменшує енергію активації та збільшує швидкість процесу делігніфікації рослинної сировини [1]. Відсутність вільних запасів деревини в Україні вимагає від науковців здійснювати пошук альтернативних джерел сировини для отримання ВНФ та розробляти нові екологічно більш чисті технології їх отримання. До перспективних джерел рослинної сировини відносяться різні представники недеревної рослинної сировини, зокрема солома злакових культур (пшенична, житня, рисова солома) і стебла технічних рослин (коноплі, кенаф, льон, бавовник, кукурудза, соняшник) та ін. Пшенична солома викликає значний інтерес, оскільки за даними Міністерства аграрної політики, щорічний потенціал невикористаної соломи в Україні становить порядку 20 млн. т. [2]. Відомі роботи варіння целюлози з хвойної та листяної деревини, а також міскантусу [3] з використанням етиленгліколю. В даній роботі було проведено варіння пшеничної соломи з використанням в якості варильного розчину етиленгліколю та соляної кислоти.Варіння проводили в діапазоні температур від 150 до 1700 С, тривалість варіння – від 15 до 90 хвилин, гідромодуль варіння 6:1. Соляна кислота в варильному розчині використовується як каталізатор процесу делігніфікації. Витрати НСІ становили 0, 2, 4 і 6 % від абсолютно сухої сировини. Отримані ВНФ мали наступні показники якості: вихід 40 – 50%, вміст залишкового лігніну 5 – 7%, зольність 2,8 – 5,5 %, пентозани 0,6 –1,2 %, що свідчить про можливість їх використання у волокнистій композиції картонно- паперової продукції. Також було встановлено, що за відсутності каталізатора в варильному розчині делігніфікація не відбувається.

    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
  • ОДЕРЖАННЯ ПШЕНИЧНОЇ ЦЕЛЮЛОЗИ ДЛЯ ХІМІЧНОЇ ПЕРЕРОБКИ

    Основною сировиною для отримання целюлози різного призначення є хвойна та листяна деревина. Оскільки її запаси і приріст не забезпечують зростаючі потреби у виробництві картонно-паперової і хімічної продукції, існує потреба в альтернативних джерелах сировини, до яких відносяться однорічні рослини, зокрема, стебла злакових культур [1]. Метою даної роботи є одержання екологічно більш чистим способом солом’яної целюлози для подальшої її хімічної переробки. Для цього проводили варіння целюлози пероцтовим способом з використанням розчинів льодяної оцтової кислоти і пероксиду водню у співвідношенні 70 : 30 за температури 95 ºС і гідромодуля 10:1. Для зменшення вмісту екстрактивних речовин проведена попередня лужна обробка подрібнених стебел соломи пшениці 5 % розчином NaOH. Результати дослідження впливу тривалості пероцтового варіння на показники якості пшеничної целюлози наведено нижче. Таким чином, проведенням лужної обробки і пероцтового варіння отримана солом’яна целюлоза, яку можна використовувати для подальшої хімічної переробки.

    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