Применение сухого диспергирования отходов производства бумаги и бумажной продукции в процессе массоподготовки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.03, кандидат наук Лыченко, Александра Андреевна

• Лыченко, Александра Андреевна
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Лыченко, Александра Андреевна

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Сухое диспергирование как альтернативный способ роспуска отходов бумажного производства

1.2 Современные представления о структуре бумаги и механизмах её разрушения

1.3 Особенности бумагообразующих свойств вторичных целлюлозных волокон

1.4 Анализ аппаратов для диспергирования и размола целлюлозных полуфабрикатов и отходов

1.5 Цель диссертационной работы и постановка решаемых задач

2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Методология и объекты изучения

2.2 Используемые аппараты и технологическое оборудование

2.3 Изготовление лабораторных образцов бумаги и методы их исследования

2.4 Метод определения энергии внутренних связей по Скотт-Бонду

2.5 Методы определения длины волокна

2.6 Методика обработки результатов

3 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Теоретическое обоснование системного изучения процесса сухого диспергирования отходов бумажного производства

3.2 Анализ влияния сухого диспергирования отходов на геометрические и морфологические характеристики вторичного целлюлозного волокна

3.3 Изучение процесса массоподготовки с включением предварительного сухого диспергирования отходов

3.4 Оценка бумагообразующих свойств вторичного целлюлозного волокна, полученного из отходов сухим способом

3.5 Анализ индивидуального влияния существенных признаков отходов на

результат сухого диспергирования

3.6 Физико-механические модели процесса сухого диспергирования отходов бумажного производства в условиях ударной нагрузки

4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Обоснование практического применения в бумажном производстве вторичного волокна из отходов переработки чайной бумаги

4.2 Технологические основы процесса сухого диспергирования отходов бумажного производства в молотковой дробилке

4.3 Основы технологии массоподготовки с применением сухого диспергирования влагопрочных отходов в процессе выработки специальных видов бумаги

4.4 Апробация результатов работы в производственных условиях

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Применение сухого диспергирования отходов производства бумаги и бумажной продукции в процессе массоподготовки»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Современные тенденции расширения ассортимента влагопрочной бумажной продукции и достижения потребительской прочности «классических» видов бумаги за счет применения синтетических добавок создают на бумажных предприятиях трудности для переработки производственных отходов. Источником образования отходов служит также и процесс переработки этой продукции. В частности, в настоящее время одним из востребованных секторов целлюлозно-бумажной промышленности является производство высокотехнологичной продукции для изготовления одноразовых изделий, применяемых в сфере питания, медицины и техники. Объем влагопрочных отходов, образующихся в процессе их получения, в некоторых случаях, как например, при формировании фильтр-пакетов из чайной бумаги, превышает 25 % от общего расхода материала. Основным способом утилизации этих отходов до настоящего времени остается вывоз на полигон или переработка в твердое топливо, что нецелесообразно [1].

В связи с этим актуальной проблемой является поиск способа переработки отходов производства бумаги и бумажной продукции (отходов бумажного производства), альтернативного традиционному роспуску в гидродинамических аппаратах. В диссертационной работе в качестве возможного решения этой проблемы рассматривается способ сухого диспергирования отходов производства бумаги и бумажной продукции.

Цель работы. Научное обоснование и разработка основ технологии применения сухого диспергирования отходов производства бумаги и бумажной продукции, в том числе влагопрочных, в процессе массоподготовки.

Предложено сухое диспергирование отходов осуществлять в воздушной среде под действием ударной нагрузки, например в молотковой дробилке, поскольку именно эти условия позволяют максимально сохранить целостность

вторичного волокна и получить дисперсию, пригодную для приготовления бумажной массы.

Решаемые задачи:

1. Системное изучение процесса сухого диспергирования отходов бумаги и бумажной продукции в аппарате ударного воздействия, включая следующие частные решения:

- анализ влияния процесса сухого диспергирования отходов на геометрические и морфологические характеристики и бумагообразующие свойства вторичного целлюлозного волокна;

- построение физико-механических моделей процесса сухого диспергирования отходов разного вида бумаги и бумажной продукции, включая влагопрочные;

- поиск технического решения для переработки влагопрочных отходов бумажного производства с применением сухого диспергирования в молотковой дробилке.

2. Разработка основ технологии массоподготовки с применением сухого диспергирования отходов бумажного производства.

Научная новизна. В результате выполнения диссертационной работы впервые:

- теоретически обоснованы существенные факторы, определяющие результат сухого диспергирования отходов бумажного производства в молотковой дробилке;

- получены индексированные оценки изменения геометрических характеристик и морфологических превращений целлюлозных волокон в процессе сухого диспергирования отходов в молотковой дробилке;

- научно обоснован полезный результат предварительного сухого диспергирования отходов - улучшение бумагообразующих свойств вторичного целлюлозного волокна и повышение механической прочности полученной бумаги;

- построены физико-механические модели процесса сухого диспергирования отходов бумажного производства, основанные на представлении о структуре бумаги как волокнистом композите;

- предложен принцип приготовления бумажной массы из влагопрочных отходов бумажного производства с применением предварительного сухого диспергирования.

Практическая ценность: Разработаны основы технологии массоподготовки с применением сухого диспергирования влагопорочных отходов бумажного производства [2].

Рекомендовано применение сухого диспергирования как способа, обеспечивающего возможность переработки влагопрочных отходов бумажного производства, а также высокую степень восстановления бумагообразующих свойств вторичного целлюлозного волокна.

Положения, выносимые на защиту:

1. Системный теоретически обоснованный подход к изучению процесса сухого диспергирования отходов бумажного производства в молотковой дробилке.

2. Индексированные оценки морфологических и геометрических превращений целлюлозного волокна в процессе сухого диспергирования отходов бумажного производства.

3. Особенности воздействия сухого диспергирования отходов на восстановление бумагообразующих свойств вторичного целлюлозного волокна в процессе последующего водного размола.

4. Возможный механизм перестройки пористой структуры целлюлозного волокна в процессе сухого диспергирования (размола) целлюлозных материалов.

5. Физико-механические модели процесса сухого диспергирования отходов бумажного производства, основанные на представлениях о бумаге как волокнистом композите.

6. Принцип приготовления бумажной массы из влагопрочных отходов бумажного производства с применением предварительного сухого диспергирования.

7. Технологические основы применения сухого диспергирования влагопрочных отходов бумажного производства в процессе массоподготовки.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ, включая 3 статьи в журналах, входящих в перечень утвержденный ВАК РФ, и 1 патент РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, аналитический обзор литературы, методическую часть, экспериментальную часть, технологическую часть, экономическую часть, заключение, выводы и список литературы из 105 наименования, приложения. Содержание работы изложено на 116 страницах, включая 21 рисунок, 13 таблиц и 4 приложения.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Сухое диспергирование как альтернативный способ роспуска отходов

бумажного производства

Традиционно вопрос переработки отходов в бумажном производстве решался достаточно просто благодаря их уникальной способности к механическому роспуску в воде. Проблемы возникли на рубеже веков в связи с увеличением ассортимента влагопрочной высокотехнологичной бумажной продукции, отходы которой неспособны к роспуску в гидродинамических аппаратах.

Понятие «высокая технология» включает, в частности, такие факторы, как сложный композиционный состав материала, операции и специальные обработки, обеспечивающие условия для взаимодействия и необратимых превращений его структуры.

Переход от «классической» технологии бумаги и картона к высокотехнологичным процессам производства композиционных материалов является одним из основных направлений развития мирового производства бумажной продукции [3]. Эти процессы направлены на формирование сложной волокнистой структуры и могут сопровождаться фазовыми переходами, образованием комплексов, сшивок, полимеризацией, поликонденсацией и другими процессами, обеспечивающими получение конечного продукта с заданными свойствами [4]. В результате необратимых превращений отходы бумажного производства частично или полностью утрачивают способность к механическому роспуску в воде, характерную для «классических» видов бумаги.

Во многих случаях трудно перерабатываемые отходы бумажного производства вывозятся на полигон твердых отходов или утилизируются такими способами, как сжигание в специальных экологически безопасных котлах,

компостирование с получением органического удобрения и другие. Однако подобные способы утилизации неизбежно приводят к разрушению целлюлозного волокна до элементарного уровня и, соответственно, нецелесообразной утрате присущих им ценных потребительских свойств, включая специфическую способность к межволоконному взаимодействию с образованием прочной волокнистой структуры.

Эта проблема в конце прошлого столетия послужила предпосылкой для поиска принципиально новых решений по ликвидации источников образования производственных отходов таких видов бумаги и картона, как ламинированные, битумированные, а также предназначенные для изготовления высокопрочных гильз.

Одним из этих решений является сухое диспергирование отходов бумажного производства в молотковой дробилке [5]. Способ предназначен для получения волокнистого продукта, представляющего собой воздушную дисперсию из фрагментарных волокнистых частиц (пушонку). Пушонка сохраняет ценные потребительские признаки, присущие целлюлозным материалам, в частности развитую удельную поверхность, сорбционную и впитывающую способность, шумо- и термоизоляционные свойства. В связи с этим она имеет достаточно широкую область применения в технике, в том числе в качестве сорбента для удаления нефти, а также ингредиента теплоизоляционных плиточных материалов, древесноволокнистых плит, строительных смесей [6].

Анализ показал, что в настоящее время к наиболее динамично развивающимся направлениям отрасли, прежде всего, относится высокотехнологичное производство специальных видов бумаги и картона, предназначенных для изготовления одноразовых изделий, применяемых в сфере питания, в медицине и технике. Производство и переработка высокотехнологичной бумажной продукции неизбежно связаны с образованием новых источников трудно перерабатываемых отходов. Во многих случаях эти

отходы представляют собой ценное вторичное целлюлозное сырье, соответствующее санитарно-гигиеническим требованиям к материалам медицинского назначения, а также контактирующих с продуктами питания, которое может использоваться для выработки специальных видов бумаги взамен свежей целлюлозы.

В результате анализа также выявлена тенденция к достижению заданных потребительских свойств «классических» видов бумаги и картона за счет повышенного содержания в них синтетических добавок, что создает на бумажных предприятиях дополнительные трудности для переработки производственных отходов по традиционной технологии.

Настоящая работа направлена на расширение возможностей бумажных предприятий по переработке производственных отходов и предполагает включение в процесс массоподготовки альтернативного - сухого способ их диспергирования в аппарате ударного воздействия.

Известно, что в условиях сухого диспергирования в аппарате ударного воздействия можно варьировать дисперсность конечного продукта от фрагментов разного размера до порошкообразного состояния. Для производства бумаги оптимальным вариантом является воздушная дисперсия единичных волокон с максимальным сохранением их целостности.

Оказалось, что в настоящее время применение сухого способа диспергирования в целлюлозно-бумажном производстве ограничено получением пушонки технического назначения, представляющей собой волокнистую дисперсию смешенного фракционного состава.

Научными предпосылками постановки диссертационной работы послужили исследования в области сухого диспергирования (размола) целлюлозы, выполненные в середине прошлого столетия. В результате этих исследований обнаружено специфическое воздействие «сухого» размола на структуру и физико-химические свойства целлюлозного волокна. Так, авторы работ [7, 8] в процессе сухого размола целлюлозы в шаровых и вибрационных

мельницах наблюдали её переход в легкогидролизуемое состояние с образованием рыхлой «аморфной» структуры.

С. П. Папков и Э. З. Файнберг [9] на основании данных рентгенографического и калориметрического анализа показали возможность полной аморфизации целлюлозы в процессе длительного сухого размола в вибрационных мельницах.

Авторами [10] отмечено, что процесс глубокого сухого размола в вибрационной мельнице сопровождается разрушением природной высокоориентированной структуры целлюлозы, укорочением макромолекул и разрушением глюкозных звеньев вплоть до образования свободных радикалов. Аналогичные экспериментальные данные получены авторами работ [11, 12, 13].

В процессе исследования методом ртутной порометрии структуры аморфной хлопковой целлюлозы, полученной сухим способом в молотковой дробилке, А. К. Болотова и В. И. Шарков [14] наблюдали исчезновение мелких пор и появление пор среднего размера.

В 70-е годы прошлого столетия М. Р. Каганом под руководством Д. М. Фляте выполнены исследования по применению сухого размола целлюлозного сырья в технологии бумаги. Полученные результаты также свидетельствуют о специфическом влиянии этого процесса на пористую структуру и бумагообразующие свойства целлюлозного волокна [15].

Объектами изучения служили два вида целлюлозы - хлопковая и хвойная сульфатная небеленая. Процесс сухого размола осуществляли в дисковой мельнице. Эффективность сухого размола оценивали по интенсивности процесса, которую регулировали, изменяя величину зазора между дисками мельницы.

Авторы установили, что в отличие от водного размола, в условиях которого укорочение волокна сопровождается фибрилляцией и повышением степени помола массы, при сухом размоле одновременно с укорочением волокна степень помола массы снижается. При этом её садкость возрастает до уровня, практически недостижимого в условиях водного размола.

Кроме того, посредством ртутно-порометрического анализа авторы показали, что в результате сухого размола увеличивается общая пористость волокна, при этом сокращается общий объём мелких микропор и общий объём крупных макропор, а общие объемы макропор и пор среднего размера увеличиваются.

Используя метод низкотемпературной адсорбции криптона, авторы доказали, что сухой размол приводит к увеличению удельной поверхности целлюлозного волокна.

Структурные превращения целлюлозного волокна в процессе сухого размола в дисковой мельнице авторы объясняют, в частности, блокировкой пор за счет образования в зоне размола мелких фрагментов волокна, которые под действием высоких механических нагрузок, по их мнению, могут «втираться» в его структуру и, закрывая часть пор, уплотнять её.

Таким образом, авторы подтверждают сложный характер воздействия сухого размола на целлюлозное волокно, которое сопровождается следующими физико-химическими превращениями:

- изменением пористой структуры;

- увеличением свободной удельной поверхности;

- повышением плотности;

- повышением гидрофильности.

Разработанный авторами сухой способ размола целлюлозы предназначался для технологии высокопористого фильтровального картона, однако впоследствии не нашел широкого практического применения в этой области и в бумажном производстве в целом.

В отличие от исследований, ориентированных на достижение высокопористой структуры фильтровальной бумаги, настоящая работа направлена на переработку влагопрочных отходов с высокой степенью восстановления бумагообразующих свойств вторичного целлюлозного волокна, предназначенного для получения бумаги разной плотности.

Таким образом, вышеизложенная информация свидетельствует о целесообразности системного изучения процесса сухого диспергирования отходов бумажного производства, включая влагопрочные отходы, и перспективности его практического применения в процессе массоподготовки в условиях целлюлозно-бумажных предприятий.

Для достижения поставленной цели потребовался анализ теоретических положений и опубликованных данных по следующим направлениям:

- представления о структуре бумаги и процессе её разрушения в условиях нагрузки;

- механическое поведение волокнистых композиционных материалов;

- особенности бумагообразующих свойств вторичного волокна;

- современные способы диспергирования и размола целлюлозного сырья, включая размол в воздушной среде.

Аналитический обзор научно-технической информации по указанным направлениям составляет основное содержание настоящей главы.

1.2 Современные представления о структуре бумаги и механизмах её

разрушения

Как известно, формирование структуры бумаги основано на последовательном воздействии на целлюлозное волокно воды, динамических нагрузок, тепла, которому волокно подвергается в процессе размола целлюлозы, отлива бумажного полотна, его прессования и сушки. Упрощенно суть этих явлений можно представить следующим образом. Гидродинамические и механические воздействия во время размола приводят к гидратации и фибрилляции целлюлозного волокна, в результате этого увеличивается его общая удельная поверхность и образуются свободные гидроксилы. При прессовании и сушке повышается количество и площадь межволоконных контактов, волокна сближаются до расстояний, при которых реализуются механизмы их

взаимодействия: образуются водородные связи, действуют силы Ван-дер-Ваальса и силы трения [16, 17].

Известно, что прочность бумаги обусловлена двумя основными составляющими: прочностью единичных волокон и энергией межволоконного взаимодействия. В суммарном межволоконном взаимодействии вклад отдельных типов связей существенно зависит от степени помола массы, однако превалируют всегда водородные связи.

Установлено, что в бумажном листе из неразмолотых волокон силы связи между ними на 80 % обусловлены силами трения и силами Ван-дер-Ваальса, на 20 % - водородными связями [18]. В случае слабо размолотых волокон вклад в общее межволоконное взаимодействие сил Ван-дер-Ваальса составляет 2025 %, а для сильно размолотых не превышает 4-5 %. При повышении степени помола волокна и общей энергии водородных связей снижается роль сил трения [17].

Углубленные представления о формировании структуры бумаги основаны на кинетической теории стеклования полимеров [19, 20, 21] и знаниях о физических (релаксационных) переходах природного полимера - целлюлозы в условиях изменения температуры и влажности [22, 23, 24]. В частности С. П. Папков [9], Э. Л. Аким [4, 22], установили, что температура стеклования лигноцеллюлозного комплекса, включающего целлюлозу, гемицеллюлозы и лигнин, существенно снижается под влиянием воды. В связи с этим в формировании структуры бумаги важную роль играют релаксационные переходы. Так, в сухой бумаге все гидроксильные группы, кроме поверхностных, вовлечены в межмолекулярные и внутрифибриллярные связи. Образование свободных гидроксилов связано с расстеклованием аморфной части целлюлозы.

С учетом этих выводов [4] Аким Э. Л. изложил новые представления о процессе формирования структуры бумаги, согласно которым механодеструкция при размоле волокнистых полуфабрикатов приводит к миграции аморфной части

лигноцеллюлозного комплекса (низкомолекулярных фракций целлюлозы, гемицеллюлоз и остаточного лигнина) на поверхность волокна. Далее образовавшийся аморфный комплекс в результате взаимодействия с водой и перехода в высокоэластическое и частично в вязкотекучее состояние, превращается в аморфное полимерное связующее, распространенное в межволоконном пространстве.

Удаление воды в процессе сушки приводит к сжатию структуры бумаги, закрытию пор, уменьшению внутренней поверхности волокна и стеклованию полимерного связующего. В результате этого увеличиваются силы капиллярной контракции, а структура фиксируется в напряженном состоянии за счет образования новых межволоконных и межфибриллярных водородных связей. Сформированная структура остается под действием двух составляющих усадочных напряжений - силы взаимодействия между структурными элементами (волокнами) в точках контактов и противодействующего им упругого сопротивления этих элементов.

Изложенные представления о формировании структуры бумаги как двухфазной системы послужили предпосылкой моделировать структуру целлюлозы и бумаги как композиционных материалов (композитов) - систем, состоящих из элементов с разными упругопластическими свойствами.

Так, авторы [18, 25] модель целлюлозного волокна строят на представлении о том, что упругие составляющие его структуры - кристаллические микрофибриллы, распространены в пластичном межфибриллярное веществе разупорядоченной структуры (матрице).

При моделировании структуры бумаги целлюлозное волокно рассматривается в качестве упругого элемента, а межволоконное пространство, заполненное аморфным связующем, - в качестве пластичной матрицы. Следует отметить, что в обоих случаях допускается некоторая условность, связанная с отсутствием в этих структурах четкого раздела между упругой армирующей

фазой и вязкотекучей, как в «классической» модели волокнистого композита -асбоцементе.

Авторы работ [26, 27], условно принимая армированный бетон и асбоцемент за структурные модели бумаги, разработали принципиально новый метод оценки суммарной энергии внутренних связей в бумаге. Они считают, что основным механизмом её разрушения при динамических воздействиях является выдергивание армирующего агента из матрицы. При этом роль армирующего агента выполняют наиболее длинные и жесткие целлюлозные волокна, а роль матрицы соответственно - мелкие. Суммарную энергию внутренних связей бумаги (прочность межволоконного взаимодействия) авторы оценивают показателем «прочность связи единичного волокна в листе бумаги», который определяется как усилие выдергивания единичного волокна из толщи листа.

Авторами [28] установлено, что предложенный показатель прочности межволоконного взаимодействия в листе бумаги находится в тесной корреляционной связи (коэффициент корреляции + 0,86) с альтернативным показателем - усилие сдвига слоев двухслойной бумаги в плоскости их соприкосновения, измеряемый по методикам С. Н. Иванова [29], Д. Кларка [30] и Б. С. Симховича [31]. Высокая степень корреляции между сопоставляемыми показателями интенсивности межволоконного взаимодействия свидетельствует о том, что предложенная авторами модель процесса разрушения бумаги достаточно адекватно отражает механизм этого процесса.

В настоящее время теоретический анализ механического поведения целлюлозы и бумаги преимущественно основан на их моделировании как волокнистых композитов [32, 33]. Считается, что процесс разрушения волокнистого композита включает следующие стадии:

- волокно и матрица деформируются упруго;

- волокно деформируется упруго, а матрица пластично;

- волокно и матрица деформируются пластично;

- волокно разрушается, что приводит к разрушению всей композиции.

Таким образом, в волокнистом композите реализуется сочетание прочности твердого тела и пластичности вязкотекучего, поэтому его механическое поведение рассматривается с позиций теории прочности твердого тела и с учетом фазовых переходов.

Согласно сформировавшейся в 70-е годы ХХ века кинетической концепции прочности твердого тела его разрушение наступает в результате разрыва связей между элементарными частицами материала [34, 35].

Различие между пределом прочности абсолютно твердого хрупкого тела и реального, по теории Гриффитса, обусловлено наличием трещин. В условиях действия нагрузки вблизи трещин происходит перераспределение (концентрация) напряжений, поскольку пустота не может нести нагрузку. В результате образуются участки локального превышения теоретической прочности, что приводит к увеличению размера трещин и образованию новых.

Известно, что абсолютно хрупкие тела устойчивы к образованию трещин только в условиях небольших нагрузок, а пластичные материалы напротив обладают высоким сопротивлением к их развитию.

Таким образом, результаты выполненного обзора, указывают на определенную аналогию структурных моделей и механического поведения волокнистых композитов и бумаги, и служат предпосылкой для моделирования процесса разрушения отходов бумажного производства в условиях сухого диспергирования в молотковой дробилке с позиции концепции прочности твердого тела и теоретических положений о механическом поведении волокнистого композита в условиях нагрузки.

1.3 Особенности бумагообразующих свойств вторичных целлюлозных

волокон

Очевидно, что рассмотренные выше физико-химические процессы, в том числе неоднократные фазовые переходы, на которых основан процесс

формирования бумажного листа, приводят к необратимым изменениям капиллярно-пористой структуры и свойств исходного целлюлозного волокна.

Под понятием «бумагообразующие свойства» подразумевается совокупность характеристик целлюлозного волокна, определяющих свойства получаемой бумажной массы и готовой бумаги, включая его длину, прочность и способность к связеобразованию [36]. Для повторного использования целлюлозного волокна в производстве бумаги актуальной проблемой является восстановление его бумагообразующих свойств. Способность целлюлозного волокна к регенерации постепенно утрачивается на каждой стадии производственного процесса. Очевидно, что степень этой утраты напрямую зависит от интенсивности воздействия технологических факторов на формируемое бумажное полотно, включая степень помола бумажной массы, вид и количество химических добавок в массе, режим прессования и сушки [37].

Итогом этих воздействий является существенное сжатие капиллярно -пористой структуры волокна и её ороговение, препятствующие набуханию и фибриллированию, что приводит к утрате его способности к связеобразованию.

Следует отметить, что целлюлозное волокно в зависимости от своего происхождения в разной степени подвержено влиянию технологических факторов первичного (предыдущего) процесса изготовления бумаги. Такие его признаки, как высокая структурная упорядоченность, присутствие остаточного лигнина, препятствуют проникновению воды в структуру волокна, снижают степень всех последующих структурных превращений, обратное влияние оказывают низкая степень кристалличности целлюлозы, а также присутствие в волокне гемицеллюлозы и низкомолекулярных фракций.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лыченко, Александра Андреевна, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Одинцова, Е. Все промышленные отходы чайной фабрики Unilever в Санкт-Петербурге отправляются на переработку // Пресс-служба Unilever в России, Украине и Беларуси. - 2013. Режим доступа : http://www.unilever.ru.

2. Пат. 2583362 Российская Федерация, МПК D 21 B 1/32. Способ переработки целлюлозосодержащих отходов [Текст] / Лыченко А. А., Осипов П. С., Галкина Л. А.: заявитель и патентообладатель ОАО «ВНИИБ». -№ 2014106374/12; заявл. 21.02.2014;опубл. 10.05.2016, Бюл. № 13. - 3 с.

3. Аким, Э. Л. Целлюлозные композиционные материалы и бумагоподобные композиты - прошлое, настоящее и будущее // Бумажная промышленность. - 1991. - № 3. - С. 1.

4. Аким, Э. Л. Обработка бумаги (Основы химии и технологии обработки и переработки бумаги и картона) - М.: Лесн. пром-сть, 1979. - 232 с.

5. Пат. 2177060 Российская Федерация, МПК D 21 B 1/32. Способ переработки целлюлозосодержащих отходов [Текст] / Ефимов С. Б., Осипов П. С., Гущин А. Е., Ахмедов А. А., Галкина Л. А.: заявитель и патентообладатель ОАО «ВНИИБ». - № 2001108241/12 ; заявл. 29.03.2001 ; опубл. 20.12.2001, Бюл. № 35. - 6 с.

6. Пат. 2201898 Российская Федерация, МПК D 21 B 1/32. Способ очистки воды от масло-, нефтепродуктов [Текст] / Ахмедов А. А., Галкина Л. А., Осипов П. С., Ефимов С. Б., Гущин А. Е.,: заявитель и патентообладатель ОАО «ВНИИБ». - № 2001132604/12 ; заявл. 04.12.2001 ; опубл. 10.04.2003, Бюл. № 35. - 6 с.

7. Шарков, В. И. Исследование «аморфной» целлюлозы / В. И. Шарков, Леванова В. П. // Журнал прикладной химии - 1960. - № 33 II. - С. 25632570.

8. Шарков, В. И. О зависимости между удельным весом целлюлозы и ее реакционной способностью при гидролизе и этанолизе / В. И. Шарков,

Леванова В. П. // Высокомолекулярные соединения - 1963. - № 5. V - С. 728.

9. Папков, С. П. Взаимодействие целлюлозы и целлюлозных материалов с водой / С. П. Папков, Э. З. Файнберг. - М.: «Химия», 1976. - 232 с

10. Болотова, А. К. Исследование изменений, претерпеваемых целлюлозой при превращении ее в легкогидролизуемое состояние методом механохимического воздействия / Болотова А. К., В. И. Шарков // Сборник трудов ВНИИГСа - 1966. - № 15. - С. 176-188.

11. Барамбойм, Н. К. Механохимия высокомолекулярных соединений. - М.: Химия, 1971. - 363 с.

12. Феттес, Е. Химические реакции полимеров / пер. с англ. Е. Феттес. - Т II. -М.: Химия, 1971. - 1040 с.

13. Бутягин, П. Ю. Активные промежуточные состояния полимеров - Доклады АН СССР. - 1961 - №140. - С. 145-148.

14. Шарков, В. И. Исследования процесса сухого размола / В. И. Шарков,

B. П. Леванов, А. К. Болотова - Сб. трудов ВНИИГС. - М., 1965 - №13. -

C. 16-22.

15. Каган, М. Р. Исследование пористости и разработка технологии высокопористых фильтрующих материалов для очистки воздуха в двигателях автомобилей: дис. канд. техн. наук: 05.21.03 / Каган Моисей Рахиельевич. - Л., 1974. - 246 с.

16. Фляте, Д. М. Свойства бумаги. - уч. пособие, 5-е изд., стер. - СПб : Лань, 2012. - 384 с.

17. Иванов, С. Н. Технология бумаги / С. Н. Иванов: под ред. В. Б. Борзунова, Н. Г. Никольского . - 3-е изд., перераб. и доп. - СПб : «Школа бумаги», 2006. - 696 с.

18. Левшина, В. В. Формирование структурно-механических свойств бумаги /

B. В. Левшина, А. В. Бывшев // Химия растительного сырья. - 1999. - №2. -

C. 143-148.

19. Бартенев, Г. М. Прочность и механизм разрушения полимеров // М: Химия, 1984. - 280 с.

20. Бартенев, Г. М. Физика и механика полимеров: Учеб. пособие для втузов. -М.: Высш. школа, 1983. - 391 с.

21. Ростиашвили, В. Г. Стеклование полимеров / В. Г. Ростиашвили, В. И. Иржак, Б. А. Розенберг. - М. : Изд-во «Букинист», 1987.- 192с.

22. Аким, Э. Л. Влияние пластифицирующих сред на температуру стеклования целлюлозных материалов / Э. Л. Аким, Н. И. Наймарк, Б. В. Васильев, Б. А. Фоменко, Э. В. Игнатьева, Н. Н. Жегалова // Высокомолекулярные соединения. - 1971. - 13 т. (А), № 10. - С. 2244.

23. Азаров, В. И. Химия древесины и синтетических полимеров: Учебник. 2-е изд., испр. / В. И. Азаров, А. В. Буров, А. В. Оболенская - СПб.: Издательство «Лань», 2010. - 624 с.

24. Остриков, М. С. О влиянии усадочных напряжений на формирование высыхающих дисперсных структур // М. С Остриков, Г.Д. Дибров - Рига, 1967.- С. 20-21.

25. Савицкий, Е. Е. Механическое диспергирование волокнистых материалов / Е. Е. Савицкий, А. В. Бывшев. - Изд-во Краснояр. ун-та. 1991. - 216 с.

26. Левшина, В. В. Структура и прочность бумажного листа / В. В. Левшина,

A. В. Бывшев // Химия растительного сырья. - 1999. - №2. С. 135-141.

27. Дубина, Н. Структурно-механические свойства бумаги [Электронный ресурс] // Журнал «КомпьютерАрт». - 2001. Режим доступа:

compuart.ru

28. Бывшев, А. В. Влияние объемной массы отливок на прочность связи единичного волокна в листе /А. В. Бывшев, Н. М. Мельничук Н.М.,

B. В. Левшина, Е. Е. Савицкий // «Целлюлоза. Бумага. Картон.».- 1992. -№ 3. - С.14-15.

29. Иванов, С. Н. Силы сцепления волокон в бумаге // «Бумажная промышленность». - 1948. - №3. - С. 8-17.

30. Кларк, Дж. Технология целлюлозы (наука о целлюлозной массе и бумаге, подготовке массы, переработке её в бумагу, методы испытания) / Дж. Кларк : пер. с англ. А. В. Оболенской, Г. А. Пазухиной. - М.: Лесн.пром-сть, 1983. - 456 с.

31. Симхович, Б. С. Когезионная прочность бумаги, полученной из уксуснокислой целлюлозы / Б. С. Симхович, М. А. Зильберглейт // «Бумажная промышленность».- 1987. - № 9.- С.10-11.

32. Справочник по композиционным материалам кн.2 — M.: Машиностроение, 1988 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //go .mail .ru/search? fm=1 &rf=10390&.

33. Комаров, В. И. Деформация и разрушение волокнистых целлюлозно-бумажных материалов - Архангельск: Издательство Архангельского государственного технического университета, 2002. - 440 с.

34. Микротрещинообразование с позиций молекулярно-кинетической теории и критерий Гриффитса [Электронный ресурс]. - Режим доступа:Ьйр: //www.bibliotekar.ru/spravochnik-104-stroymaterialy/24. htm.

35. Браутман, Л. Современные композиционные материалы Принципы упрочнения в композиционных материалах / Л. Браутман, Р. Крок. - пер. с англ. - М.:Мир, 1970. - 672 с.

36. Богомол, Г. М. Бумагообразующие свойства волокнистых материалов / Г. М. Богомол, Н. Т. Лозовик // «Целлюлоза. Бумага. Картон.».- 2002. -№ 11-12. - С. 16.

37. Дулькин, Д. А. Современное состояние и перспективы использования вторичного волокна из макулатуры в мировой и отечественной индустрии бумаги / Д. А. Дулькин, В. А. Спиридонов, В. И. Комаров. - Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та. 2007. - 1118 с.

38. Кулешов, А. В Бумагообразующие свойства вторичных растительных волокон / А. В. Кулешов, А. С. Смолин // «Целлюлоза. Бумага. Картон.».-2008. - № 2. - С.109-112.

39. Черная, И. И. Влияние размола на изменение структуры макулатурных волокон / И. И. Черная, З. Е. Брянцева // Бумажная промышленность. - 1993.

- № 8-9. - С. 28-29.

40. Макаренко, А. А. Улучшение бумагообразующих свойств вторичного волокна / А. А. Макаренко, А. В. Яхно // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». -1998. - № 3-4. - С. 29-31.

41. Кулешов, А. В. Изменение основных характеристик целлюлозных волокон при их циклическом использовании / А. В. Кулешов, А. С. Смолин, В. И. Комаров, Я.В. Казаков // «Химия растительного сырья». - 2008. - № 3.

- С. 48-50.

42. Легоцкий, С. С. Размол бумажной массы / С. С. Легоцкий, Л. Н. Лаптев. -М.: Лесн. пром-сть, 1981. - 94 с.

43. Технология целлюлозно-бумажного производства. В 3 т. Т. II. Производство бумаги и картона. Ч.1. Технология производства и обработки бумаги и картона.-СПб.: Политехника, 2005. - 423 с.: ил

44. Гончаров, В. Н. Состояние и перспективы совершенствования оборудования для размола волокнистых материалов / В. Н. Гончаров // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». - 1995. - № 7-8. - С. 20-24.

45. Марченко, Р. А. Сравнительная оценка показателей размола при ножевом и безножевом способах / Р. А. Марченко, Н. С. Решетова, Ю. Д. Алашкевич // «Химия растительного сырья» 2012. - № 1. - С. 191-198.

46. Денисов, Г. А. Размол волокнистых полуфабрикатов на виброинерционных аппаратах / Г. А. Денисов, Л. П. Зарогатсикй, В. И. Ревнивцев, В. И. Сорокин, // «Бумажн. пром-сть.».- 1987. - № 4. - С. 27-28.

47. Литвинов, А. Б. Эффективно ли применение виброинерционных мельниц? /

A. Б. Литвинов, Б. Г. Ширяев, В. Ф. Преминин, Е. Е. Савицкий,

B. Н. Кудряшов. Эффективно ли применение вибрационных мельниц? // «Бумажная пром-сть».- 1998. - № 3. - С. 20-21.

48. United States Patent [Электронный ресурс] / Method and apparatus for producing dry-defibrated cellulose US 3804340 A //Электрон. текстовые дан. -1974. - Режим доступа: https://www.google.com.ua/patents/US3804340? dq=patent++3,596,840&hl=ru&sa=X&ved=0ahUKEwjGve_C8_OAhVCCSwKH VfVBAUQ6AEISTF.

49. United States Patent [Электронный ресурс] / Process for producing convoluted, fiberized, cellulose fibers and sheet products therefrom US 4036679 A //Электрон. текстовые дан. - 1977. - Режим доступа: https://www.google.com.ua/patents/US4036679?dq=patent++4036679&hl=ru&sa =X&ved=0ahUKEwj_8cPGgND0AhWRJSwKHTw5BowQ6AEIHDAA.

50. United States Patent [Электронный ресурс] / Dry refining process and apparatus US 4191335 A // Электрон. текстовые дан. - 1980. - Режим доступа: https://www.google.com.ua/patents/US4191335?dq=patent+4191335&hl=ru&sa= X&ved=0ahUKEwj 9rbfEgtD0AhVEFSwKHUevC-MQ6AEIHDAA.

51. Кряжев, А. М. Исследование термодисперсной обработки макулатурной массы в аппарате МХО / А. М. Кряжев, Ф. В. Шпаков, А. И. Глазунов, Л. К. Звездина, О. Л. Зарудская // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». - 1998. -№ 3-4. - С. 22-23.

52. Пузырев, С. С. Диспергирование макулатурной массы / С. С. Пузырев, Е. Т. Тюрин, В. А. Волков // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». - 2007. - № 2. -С. 58-61.

53. Пузырев, С. С. Сгущение и диспергирование макулатурной массы // «ЛесПромИнформ» - 2007. - №6.

54. Пузырев, С. С. Технология и оборудование для переработки макулатуры: сортировка, диспергирование и флотация // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». -2004. - № 4. - С. 50-53.

55. Кряжев, А. М. Исследование возможности переработки ламинированного и влагопрочного макулатурного сырья / А. М. Кряжев, Ф. В. Шпаков,

Е. И. Васильева, К. В. Быцан, А. А. Вдовина // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». - 1997. - № 11-12. - С. 22-24.

56. А. с. 768865, СССР, D 21 В 1/00. Способ переработки влагопрочной макулатуры и установка для его осуществления [Текст] / К. С. Гордейчук, П. Г. Ночвай, Ж. М. Присич (СССР). - № 2660135/29-12 ; заявл. 17.07.78 ; опубл. 07.10.80. Бюл. № 37. - 4 с. : ил.

57. Пузырев, С. С. Особенности переработки трудноразволокняемой макулатуры / С. С. Пузырев, Е. Т. Тюрин, Т. В. Логинов, О. П. Ковалева // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». - 2006. - № 10. - С. 40-44.

58. Пат. 2019607 Российская Федерация, МПК D 21 B 1/00, 1/02. Способ переработки бумажных отходов [Текст] / Кряжев А. М., Шпаков Ф. В., Глазунов А. И.: заявитель и патентообладатель Товарищество с ограниченной ответственностью - Фирма «Порэкс». - №5046098/12 ; заявл. 04.06.92 ; опубл. 15.09.94, Бюл. № 17. - 4 с.

59. Тимощук, Т. С. Опыт переработки влагопрочной макулатуры на Красногородской экспериментальной бумажной фабрике / Т. С. Тимощук, Е. И. Васильева // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». - 1998. - № 1-2. - С. 2425.

60. Бирюков, В. И. Использование макулатуры из денежных билетов в производстве ДВП / В. И. Бирюков, Н. П. Пашков, Э. Ф. Чудин // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». - 1997. - № 7-8. - С. 26.

61. Водяной знак [Электронный ресурс] / Бумажные деньги: жизнь после смерти //Электрон. текстовые дан. - 2006. - Режим доступа: http: //www.vodyanoyznak.ru/magazine/38/727.htm

62. ChenZ., SongZ. Repulping waste banknote paper by a dual-ph pretreatment process// «BioResourses».- 2012. - Vol. 7(3). -P. 3701-3710.

63. МиронПресс [Электронный ресурс] / Перерабока тетра-пак // Электрон. текстовые дан. - 2012. - Режим доступа: http://mironpress.com/pererabotka-tetra-paka.htm.

64. НПО Парматех [Электронный ресурс] / Переработка сложных отходов, на примере многослойных упаковок Тетра Пак // Электрон. текстовые дан. -2015. - Режим доступа: http://dispergator.com/.htm.

65. Чичаев, В. А. Оборудование целлюлозно-бумажного производства. В 2-х т. Т.1. Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов /В. А. Чичаев, А. А. Васильев, И. А. Васильев и др. - М.: Лесн. пром-сть, 1981. - 368 с.

66. А. с. 870542, СССР, МКИ D 21 D 1/32. Молотковая мельница [Текст] / А. Д. Лебедев, В. Н. Старжинский, А. С. Лукашевич (СССР). -№ 2861269/29-12 ;заявл. 27.12.79 ; опубл. 07.10.81, Бюл. № 37. - 5 с. : ил.

67. А. с. 36161 СССР, МКИ D 21 D 1/32. Способ получения волокнообразной массы из древесной щепы и тому подобных некрупных отходов древесины [Текст] / С. В. Качурин (СССР). - заявл. 31.08.32; опубл. 30.04.34.- 3 с. : ил.

68. Ванчаков М.В. Технология сухой подготовки макулатуры к переработке / М. В. Ванчаков, В. Н. Ерохин // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». - 1995. -№ 3-4. - С. 25.

69. Ефимов, С. Б. Получение новых видов продукции путем утилизации твердых отходов ЦБК / С. Б. Ефимов, П. С. Осипов, А. Е. Гущин, А. А. Ахмедов // Седьмая Международная научно-техническая конференция PAP - FOR 2002. - 2002. - С. 74-75.

70. Целлюлозное волокно «ECOLLOSE» [Электронный ресурс] / OOO «Грандэнерго» // Электрон. текстовые дан. - 2013. - Режим доступа: http: //grandenergo. deal .by/p2589821-tsellyuloznoe-volokno .html.

71. А. с. 1338886, СССР, МКИ B 02 C 13/02. Молотковая дробилка [Текст] / А. Н. Морозов, С. В. Пахарьков, В. М. Наумович (СССР). - № 3908]98/29-33;заявл. 14.05.85; опубл. 23.09.87, Бюл. № 35. - 3 с. : ил.

72. А. с. 1087589 СССР, МКИ D 21 D 1/32. Молотковая мельница для волокнистого целлюлозосодержащего материала [Текст] / М. Н. Ануров,

М. В. Ванчаков, В. Н. Ерохин (СССР). - № 3429426/29-12; заявл. 28.04.82; опубл. 23.04.84, Бюл. № 15. - 3 с.: ил.

73. Официальный сайт компании Специальные Материалы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.s-m.su/filter_paper.html.

74. Официальный сайт Санкт-Петербургской Научно-Производственной корпорации «Механобр-техника» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://mtspb.com.

75. ГОСТ 14363.4-89. Целлюлоза. Метод подготовки проб к физико-механическим испытаниям. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1989. -14 с.

76. ГОСТ 25099-82. Бумага и картон фильтровальные. Метод определения сопротивления потоку воздуха. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1982. -4 с.

77. ГОСТ 13199-88. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения массы продукции площадью 1 м . - М.: ИПК Издательство стандартов, 1988. - 6 с.

78. ГОСТ 27015-86. Бумага и картон. Методы определения толщины, плотности и удельного объема - М.: ИПК Издательство стандартов, 1986. -4 с.

79. ГОСТ ИСО 1924-1-96 Бумага и картон. Определение прочности при растяжении. Часть 1. Метод нагружения с постоянной скоростью. Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999. - 11 с.

80. ГОСТ 13525.3-97 (ИСО 1974-90). Полуфабрикаты волокнистые и бумага. Метод определения сопротивления раздиранию (метод Эльмендорфа) Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001. - 11 с.

81. ГОСТ 13525.8-86. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения сопротивления продавливанию. М.: Стандартинформ, 2007. -6 с.

82. ГОСТ 13525.7-68. Бумага и картон. Методы определения влагопрочности. М.: Стандартинформ, 2007. - 5 с.

83. ГОСТ 12604-77. Бумага. Метод определения впитываемости при полном погружении. М.: ИПК Издательство стандартов, 1989. - 4 с.

84. ГОСТ 13648.5-78. Картон. Метод определения впитываемости при полном погружении. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. - 4 с.

85. ГОСТ 13525.19-91(ИСО 287-85). Бумага и картон. Определение влажности. Метод высушивания в сушильном шкафу. М.: Стандартинформ, 2007. -10 с.

86. ГОСТ 7500-85. Бумага и картон. Методы определения состава по волокну. М.: ИПК Издательство стандартов, 1987. - 50 с.

87. ГОСТ 12605-97 (ИСО 535-91). Бумага и картон. Метод определения поверхностной впитываемости воды при одностороннем смачивании (метод Кобба). М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. - 8 с.

88. Официальный сайт «РТА — САНКТ-ПЕТЕРБУРГ» [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://pta-spb.ru.

89. MORFI COMPACT. Руководство пользователя. Techpap SAS.France.

90. ГОСТ Р 50779.21-2004. Статистические методы. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение. - М.: Госстандарт, 2004. - 47 с.

91. Демина, Н. В. Методы физико-механических испытаний химических волокон, нитей и пленок / Н. В.Демина, А. В. Моторина, З. А. Немченко др. - Легкая индустрия, 1969. - 400 с.

92. Атлас ультраструктуры древесных полуфабрикатов, применяемых для производства бумаги [Текст]. - М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 232 с.

93. Пустыльник, Е. И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений.- М, Издательство «Наука», 1968. - 288 с.

94. Осипов, П. С. Моделирование процесса получения волокнистого полуфабриката из целлюлозосодержащих отходов в воздушной среде // П. С. Осипов, Л. А. Галкина, А. А. Лыченко - «Целлюлоза. Бумага. Картон.». - 2012. - № 4. - С. 50-53.

95. Лыченко, А. А. О влиянии сухого диспергирования на геометрические и морфологические характеристики целлюлозных волокон / А. А. Лыченко, Л. А. Галкина, П. С. Осипов // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». - 2016. - № 1. - С. 63-67.

96. Корда, Ж. Размол бумажной массы перевод с чешского / Ж. Корда, З. Либнар, И. Прокоп: под ред. Г. М. Иоффе. - М.: Изд-во «Лесная промышленность, 1967. - 421с.

97. Ванчаков, М. В. Технология и оборудования для переработки макулатуры: учебное пособие. - 2-е издание испр. и доп./ М. В. Ванчаков, А. В. Кулешов, Г. Н. Коновалова - СПБГТУРП.СПб., 2011. Ч I. - 99 с.: ил 44.

98. Леванова, В. П. Исследования процесса сухого размола целлюлозы / В. П. Леванова, Болотова А. К., Шарков В. И. // Сборник трудов ВНИИГС, том XIII - М.: Изд-во «Лесная промышленность, 1965. - С. 16-22.

99. Регель, В. Р. Кинетическая природа прочности твердых тел / В. Р. Регель, А. И. Слуцкер, Э. Е. Томашевский. М.: Наука, 1974. - 560 с.

100. Научная библиотека избранных естественно-научных изданий [Электронный ресурс] / Механика распространения трещин. Теория Гриффитса //Электрон. текстовые дан. - 2016. - Режим доступа: http: //know.alnam.ru/book_mcr.php?id=7.

101. Официальный сайт ООО «ЧайСнаб». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.teapaper.ru.

102. Официальный сайт ООО «Цюрупинская бумажная компания». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rfolg.com.ua.

103. Лыченко, А. А. Отходы производства чайных фильтр-пакетов как вторичное сырье для бумажного производства / А. А. Лыченко, Л. А. Галкина, П. С. Осипов // «Целлюлоза. Бумага. Картон.». - 2016. - № 2. - С. 60-64.

104. Официальный сайт ООО «СВ-ГРУ1111». Электронный ресурс. - Режим доступа: http://vyvoz-musora-peterburg.ru/ceny-uborka-musora.

105. Официальный сайт редакции «ЛЕС ОНЛАЙН». Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.lesonline.rU/n/4F6D5.

Теоретический анализ процесса соударения диспергируемого объекта и рабочей

гарнитуры молотковой дробилки

При выполнении теоретического анализа условно считаем, что диспергируемые объекты (частицы отходов) имеют форму цилиндра с приведенным радиусом Я:

(1)

где г и 1 - значения соответственно радиуса и длины частиц, которые в процессе диспергирования уменьшаются вплоть до размеров целлюлозного волокна.

Энергия соударения тел (диспергируемых частиц и рабочей гарнитуры ударного аппарата) может быть рассчитана по формуле:

Е = ^ (2)

где V- скорость соударения; т - масса диспергируемого фрагмента.

В течение времени столкновения общая энергия соударяющихся тел складывается из кинетической энергии Ек и потенциальной энергии Wп:

Ек==хф1 (3)

5

ТД7 2 л/Юг2

^ = (4)

где h - расстояние, на которое сблизились соударяющиеся тела. Индекс упругости рассчитывается по формуле:

+ (5)

где Ць ц2 и Еь Е2 - соответственно коэффициенты Пуассона и модули упругости соударяющихся тел.

При этом: Е = Ь х у х — (6)

где L - разрывная длина, у - плотность, ДL- удлинение при растяжении. Значениями ц1 и ц2 можно пренебречь как достаточно малыми величинами.

Согласно закону сохранения энергии имеем:

ту 2 = т А 2 + (7)

5 О0 4 }

5

Время, в течение которого соударяющиеся тела сближаются, можно

рассчитать по уравнению:

-Ьо сШ

5

4 л/Й112

У Ш

(8)

где Ъ - максимальное сближение центра частицы и рабочей гарнитуры, при этом:

2

, / 5ггШ0\5 ТТ±

ь° = Ьж) хУ5 (9)

В результате интегрирования (10) с учетом (11) получаем:

»=1,4 7хШ (10)

Напряжения, возникающие в волокне и на границах раздела фаз (матрицы и целлюлозного волокна) при соударении, могут быть рассчитаны по уравнениям:

тУ /11 Л

(11)

Тр = Шг (12) где ор, тр - нормальные (разрывающие волокно) и касательные (разрывающие

межволоконные связи) напряжения.

Подставляя значения всех параметров, входящих в эти уравнения, в

соответствии с формулами (7), (8), (9) получаем:

б

Стр = 0,467 х (13)

(ОовУв)5

т р = 0 , 2 (14)

(ОомУм)5

где и - соответственно плотность первичного материала и целлюлозных волокон.

Таким образом, аналитическим путем найдены факторы процесса, от которых зависит величина разрывных напряжений, возникающих в отдельных фазах макроструктуры диспергируемого материала.