Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Август » 29 » Влияние температуры на процесс дефибрирования
21:49
Влияние температуры на процесс дефибрирования

   В прошлый раз мы начали рассматривать теорию процесса дефибрирования, сегодня мы закончим этот вопрос уточнением роли температуры и ее влиянием на качество продукции.

   Как уже упоминалось ранее, повышение температуры ускоряет и углубляет процесс пластификации полимеров, как сшитых, так и линейных. Для полимеров характерны два основных состояния при эксплуатации: высокоэластическое и стеклообразное состояние. При повышении температуры и внесении пластификатора происходит удаление ММ друг от друга и облегчение процессов релаксации, тогда полимер ведет себя как высокоэластическое вещество. При понижении температуры и высушивании, свойства гидрофильных полимеров приближаются к свойствам жестких пластиков (стеклообразных полимеров). Сшивка снижает высокоэластические свойства, осложняя релаксацию и усиливая межмолекулярные взаимодействия.

    Таким образом, при дефибрировании мерзлой и/или сухой древесины доминирует хрупкое разрушение волокна. При этом получается мелкая садкая древесная масса с пониженной молекулярной массой и низким качеством получаемых из нее волокнистых материалов. Места разрушения волокна при этом случайны.

    Следует отметить, что в чистом виде хрупкое разрушение древесины при дефибрировании можно наблюдать лишь в лаборатории. Так как, в реальных условиях всегда есть сорбированная древесиной влага и разогрев от трения и деформации волокна. Поэтому даже при дефибрировании сухой древесины при низких температурах всегда присутствует упругая деформация волокна.

   Сегодня на предприятиях ведут процесс дефибрирования при температурах около 130 – 150*С (в зоне дефибрирования) и высокой влажности, обеспечиваемой спрысками и ванной с суспензией древесной массы в воде. При этом доминирует высокоэластическая деформация древесного волокна. Как уже упоминалось ранее, в отличие от сухого холодного дефибрирования, присутствуют два вида разрушения древесины: внешнее и внутреннее дефибрирование волокна.

   Внешнее разрушение волокна происходит по слабым межволоконным связям на поверхности клеточной стенки и микрофибрилл. Вода, присутствующая в области дефибрирования способствует связыванию полярных группировок (главным образом, гидроксилов) на поверхности клеточной стенки и фибрилл, снижая повторное образование водородных связей, что облегчает разделение волокон.

   При внутреннем разрушении волокна происходит разрыв ММ целлюлозы и лигнина, в том числе, поперек фибрилл. Внутренние слои клеточной стенки, богатые молекулами целлюлозы и других полисахаридов, ведут себя при температуре около 130*С как аморфно-кристаллические линейные полимеры в высокоэластическом состоянии, чему в немалой степени способствует пластифицирующее действие воды. Слой межклеточной стенки, богатый высокомолекулярным лигнином, имеет свойства макросетчатого (сшитого) полимера в высокоэластическом состоянии. Внутреннее разрушение происходит как по границе вдоль фибрилл, так и с поперечным разрывом ММ. Увеличение скорости движения поверхности дефибрерного камня относительно древесины и наличие острых граней кристаллов абразива повышают долю внутреннего разрушения древесины, снижая качество древесной массы.

    Полученная при высокотемпературном (130-150*С) дефибрировании древесная масса имеет свойства волокнистого материала с прямыми гибкими волокнами, имеющими большую, удельную поверхность, за счет чего сохраняется большое количество сорбированной воды, сохраняющей волокну высокоэластическое состояние. При глубокой сушке можно удалить почти всю воду, вернув полимерам кристаллическое состояние. Что на практике стремятся не допускать. При формовании листовой продукции (бумага и картон) волокна образуют густую сетку водородных связей между волокнами, что придает материалу гибкость и прочность.

   При повышении температуры до 170 – 180*С, причиной чего может быть слабый спрыск, забивка поверхности камня или иные причины повышенного трения в зоне дефибрирования, картина процессов меняется. Теперь лигнин переходит в вязкотекучее состояние, обволакивающий целлюлозные волокна. При этом доминирует разрушение волокна не по границе клеточной стенки, а по богатому лигнином размягченному слою межклеточной стенки. Вязкость и клейкость лигнина способствуют обволакиванию лигнином полученного волокна и даже его частичному слипанию. В связи с низкой гидрофильностью лигнина межклеточной стенки, полученное волокно закапсюлированно в плотной пленке практически водонепроницаемого лигнина. После охлаждения продукта, происходит переход лигниновой пленки в высокоэластическое состояние. Что препятствует образованию межволоконных водородных связей и пластификации целлюлозного волокна. Бумага и картон, полученные из такой древесной массы, отличаются непрочностью и даже хрупкостью. Масса весьма длинноволокнистая.

   Поэтому следует соблюдать оптимальные условия дефибрирования для достижения оптимальных характеристик продукта при максимальном выходе.

Категория: Древесина и деревопереработка | Просмотров: 751 | Добавил: Chemadm | Теги: Переработка древесины, ЦБК, дефибрирование | Рейтинг: 5.0/5
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]