Комплексная оценка прочности и когезионной способности волокон как элементов структуры целлюлозных материалов
В настоящее время основными инструментами контроля за процессом получения целлюлозы являются измерение числа Каппа и анализ вязкости образцов целлюлозы различными методами. Следует отметить, что методы оценки структурно-морфологических свойств волокон как на отдельных стадиях процесса, так и в целом используются редко. Однозначных взаимосвязей между геометрическими параметрами индивидуальных волокон и показателями готовой продукции до настоящего времени не разработано. В связи с развитием еще одного направления оценки свойств целлюлозных волокон, основанного на измерении характеристик индивидуальных волокон в структуре материала, появляется возможность достаточно оперативно контролировать параметры качества полуфабрикатов и их реакции на технологические воздействия. Такие базовые характеристики волокон, как их прочность непосредственно в структуре материала, геометрический размер и степень межволоконных взаимодействий, могут быть определены с использованием приборов Pulmac Zero-Span. Авторами реализовано комплексное исследование с целью установить подобные взаимосвязи в реальном технологическом процессе получения лиственной беленой целлюлозы. Для этого изучены образцы волокон в нескольких точках технологического потока, включая варку, промывку, сортирование, все ступени отбелки и завершая получением товарного полуфабриката. В корреляционный анализ были также вовлечены результаты измерений структурно-морфологических параметров волокон, полученные независимым методом анализа с помощью установки Fiber Tester. Статистически достоверно установлены парные линейные взаимосвязи между числом Каппа и параметрами волокна в структуре образцов. Обнаружены высокие значения коэффициентов парной корреляции между параметрами волокна, измеренными с помощью установок Pulmac Zero-Span и Fiber Tester. В ходе корреляционного анализа доказано, что уровень собственной прочности индивидуальных волокон в структуре образцов лиственной целлюлозы формируется за счет средних длины и ширины волокна, возрастает при выпрямлении волокон и, напротив, снижается при увеличении числа изломов и доли мелкой фракции в пробе, т.е. с повышением степени поврежденности. Следовательно, в первом приближении решена задача контроля за изменением и формированием свойств полуфабриката при его прохождении по технологической цепочке.