книги / Технология сульфатной целлюлозы

100 16 − 45,71 = 220,95 ≈ 221мл. 6

Размольные стаканы вставляются в гнезда ЦРА строго симметрично, например шесть или три стакана (через один) в соответствующие номера гнезд. Необходимо проверить состояние резиновой прокладки и надежность затягивания их болтов.

Через 30 мин от начала заливки воды, т.е. после предварительного набухания, плавно включают ЦРА и в течение 20 мин проводят размол целлюлозы при скорости 80 об/мин. Дальнейший размол ведут при 150 об/мин до заданной степени помола, принятой стандартом (обычно 60°ШР), и фиксируют время размола.

Температура в помещении для размола должна быть 20 ± 5 °С. Степень помола целлюлозы определяют на аппарате СР-2. Для определения степени помола необходимо содержимое размольного стакана тщательно перемешать и специальным ковшиком отобрать пробу. При концентрации массы 6 % ковшик вмещает 2 г абсолютно сухого волокна. Также можно отвесить на технических весах 83,33 г массы, где также будет содержаться 2 г абсолютно сухого волокна. Из отобранной пробы приготовить 1 л суспензии и определить степень помола.

Если степень помола окажется ниже заданной, то необходимо остатки массы на сетке аппарата СР-2 количественно собрать, перемешать их с исходной пробой в размольном стакане, соблюдая постоянство ее концентрации, и продолжать размол.

Приготовляют 5…6 отливок – их достаточно для испытаний данного образца.

Отливки целлюлозы должны изготавливаться в стандартных условиях на листоотливном аппарате ЛА-1 с вакуум-сушильной камерой. На этом аппарате отливки получаются диаметром 200 мм. При работе на аппарате нужно строго соблюдать следующие условия:

–отливки изготавливать на сетке № 40;

–масса сухих отливок должна составлять 75 ± 1 г/см2;

–отливки, получаемые на аппарате ЛА-1, должны высушиваться

всушильнойкамерепри вакууме93,1 кПа и температуре95–97 °С;

41

Размолотую массу разбавляют водой до концентрации 0,45…0,50 %, размешивают на мешалке и при непрерывном перемешивании отбирают необходимое количество массы.

Поверхность сетки листоотливного аппарата составляет 0,0314 м2. Если требуется приготовить отливки массой 1 м2 75 г, то на одну отливку необходимо взять 75 · 0,0314 = 2,36 г абсолютно сухого волокна. При концентрации массы 0,5 % это составит

2,36 1000,5 = 472 мл. Вначале готовят одну отливку и проверяют ее

массу. Если масса отливки соответствует требуемой массе 1 м2, то готовят остальные отливки. Если она больше или меньше нужного, то рассчитывают уточненный объем суспензии на одну отливку. Например, масса отливки получилась 2,2 г; тогда следует увеличить объем суспензии на одну отливку

циальным ножом вырезают из них полоски согласно схемам, изображенным на рис. 3. Затем полоски из целлюлозных отливок выдерживают в условиях кондиционирования в течение 2,5 ч при температуре воздуха 20 ± 5 °С и относительной его влажности 65 ± 2 %.

На лабораторных работах студентами определяются следующие показатели механической прочности целлюлозных отливок:

–разрывная длина, м (при испытании целлюлозы длина полосок между клеммами динамометра должна составлять 100 мм);

–прочность на излом, число двойных перегибов;

–сопротивление раздиранию, Н.

Определение прочности целлюлозы на разрыв (ГОСТ

13525.1–79). Сущность метода заключается в определении усилия,

42

вызывающего разрушение образца и его удлинение до момента разрыва.

Прочность на разрыв выражается величиной разрушающего усилия в ньютонах (килограмм-силах) или показателем разрывной длины вметрах (километрах), т.е. такой расчетной длиной полоски бумаги, при которой она, будучи свободно подвешена за один конец, разрываетсяу точкиподвеса подвлиянием силы собственнойтяжести.

Разрушающее усилие определяется с помощью разрывных машин разного типа, принцип работы которых одинаков.

Для расчета разрывной длины необходимо иметь разрушающее усилие, массу и длину испытуемой полоски бумаги.

Разрывную длину определяют по формуле:

L = 1000 P l , p

где L – разрывная длина, м; l – расстояние между зажимами, м; Р – разрывное усилие, кгс; р – масса образца, г (среднее арифметическое результатов измерения массы всех испытуемых образцов).

Разрывная машина РМБ-30-2М приведена на рис. 4. Разрывная машина состоит из маятникового силоизмерителя, механизма измерения удлинения и регулируемого электропривода с магнитным усилителем.

Маятник 6, предназначенный для нагружения испытуемого образца, подвешен на шарикоподшипниках в верхней части стойкиугольника 23. К короткому плечу маятника на цепочке подвешен верхний зажим 14. На длинном конце маятника установлены храповики 5, фиксирующие его положение в момент разрыва испытуемого образца, указатель 4 для отсчета величины разрывного усилия, шкала 9 для отсчета удлинения образца и арретир маятника 22. На длинном плече маятника установлен и зафиксирован штифтом сменный груз 3.

При закреплении испытуемого образца положение маятника фиксируют арретиром, а верхний зажим винтом 13.

43

удлинения образца и стрелка 5, указывающая его относительное удлинение.

Усилие, при котором происходит разрушение образца, отсчитывается по двухпоясной шкале 7.

Привод машины помещен в тумбе 24. Он обеспечивает плавное регулирование скорости опускания нижнего зажима в широких пределах. Подъем нижнего зажима – ускоренный независимо от величины установленной рабочей скорости.

44

Органы управления работой машины расположены на пульте 1. Напряжение на электрическую часть машины подается при включении тумблера. Опускание нижнего зажима, его остановка при необходимости в процессе испытания и возврат в исходное верхнее положение происходят после нажатия кнопок, снабженных надписями «Вниз», «Стоп», «Вверх».

Установка необходимой скорости опускания нижнего зажима осуществляется при помощи рукоятки 2.

Испытанию подвергают не менее пяти полосок. Расстояние между зажимами устанавливается 100 мм для целлюлозных отливок. Длина полосок, учитывая припуск для закрепления в зажимах, должна быть соответственно 140…150 мм. Ширина полосок во всех случаях должна быть 15 ± 0,15 мм.

Испытания выполняются в такой последовательности. Ручку тумблера переводят в положение «Вкл.», при этом зажигается сигнальная лампочка. Закрепляют в зажимах испытуемый образец в слегка натянутом состоянии, наблюдая, чтобы не было его перекоса. Освобождают верхний зажим. Нажимают кнопку «Вниз». При этом нижний зажим опустится вниз, и происходит нагружение испытуемого образца. В момент разрыва образца нижний зажим автоматически останавливается, а положение маятника фиксируется храповиком.

Записывают показания по шкале разрывного усилия. При нажатии кнопки «Вверх» нижний зажим возвращается в исходное положение. Придерживая маятник, нажимают на храповики, возвращают его в исходное положение и фиксируют. При помощи винта фиксируют положение верхнего зажима.

Срезают куски разорванной полоски бритвой или острым ножом у самого основания зажимов и откладывают их в сторону, сохранив до окончания опыта. Ослабляют верхний и нижний зажимы и вынимают оставшиеся в зажимах концы полоски. После этого аппарат готов для последующего испытания. Опыт можно считать проведенным правильно, если полоска разорвалась на расстоянии не менее 1 см от зажимов.

45

Взвешивают все вместе отложенные разорванные полоски с точностью до 0,001 г и определяют среднюю массу одной полоски.

Рассчитывают средние значения разрывного усилия. Затем − разрывную длину, округляя до целых десятков.

Определение прочности на излом при многократных пере-

гибах (ГОСТ 13525.2–80). Сущность метода заключается в определении числа двойных перегибов, выдерживаемых образцом, находящимся под натяжением, до разрушения по линии изгиба. Прочность на излом характеризуется числом двойных перегибов на 180°, выдерживаемых бумагой до момента разрыва, при натяжении ее с усилием 10 Н (1 кгс).

Сопротивление бумаги определяют методом измерения числа двойных перегибов на аппарате типа И-1-2. Общий вид аппарата приведен на рис. 5. Принцип его работы показан на рис. 6.

Рис. 5. Аппарат И-1-2 для определения числа двойных перегибов

Аппарат состоит из станины 11 с укрепленными на ней колонками 2, на которых помещены патроны 1 со спиральными пружинами внутри. Пружины оканчиваются с одного конца зажимами 4, а с другого шайбами для регулирования натяжения пружин. Штифты 3 служат для закрепления патрона при отводе его в сторону при натяжении пружин перед началом испытания. Для изгиба бумаги служит приспособление 5, смонтированное на подставке 10 и со-

46

стоящее из двух пар металлических роликов, между которыми образуется параллельная щель. В этой щели находится стальная пластинка с вертикальной прорезью, в которую вставляется испытуемая полоска бумаги.

Рис. 6. Схема действия аппарата И-1-2

Пластинка укреплена на ползуне, двигающемся с помощью шатуна, соединенного с валом колеса. К нему с помощью винтовой передачи присоединяется счетчик числа оборотов 6. За один оборот колеса образец бумаги подвергается одному двойному перегибу, следовательно, счетчик показывает число двойных перегибов.

Поперек станины проходит штанга, заканчивающаяся на одном конце выключателем 8, другой конец ее входит в углубление колеса, чтобы закрепить его в том положении, когда прорезь стальной пластинки находится на одной линии с центральными точками обоих зажимов.

Перед началом испытания аппарат устанавливают в нулевое положение следующим образом. Запирают колесо, поворачивая выключатель от себя и осторожно вращая колесо ручкой 7 до стопорения. Приподнимают вверх головки штифтов 3 для спуска пружин и устанавливают стрелки счетчика на «0». Вставляют испытуемую полоску бумаги шириной 15 мм и длиной 100 мм в прорезь изламывающего приспособления 5.

Концы полоски осторожно и надежно закрепляют в зажимах 4 винтами. После закрепления полоски в зажимах натягивают пружины, отводя в сторону патроны до защелкивания штифтов 3. После

47

этого испытуемая полоска бумаги находится под натяжением пружин 10 Н (1 кгс). Подключают счетчик 6 к валу колеса, поднимая рычаг 9 вверх, при этом включается электродвигатель. После разрыва полоски счетчик автоматически отключается. Записывают показания счетчика, запирают колесо при помощи выключателя, отпускают пружины, приподнимая головки штифтов, ослабляют винты зажимов и вынимают за концы обе части разорванной полоски бумаги. Устанавливают стрелки счетчика на «0», и аппарат готов для проведения следующего опыта. Испытанию подвергают пять полосок в машинном и пять в поперечном направлении.

Полученныерезультатыокругляютдоцелых чиселили десятков.

Определение сопротивления раздиранию (ГОСТ 13525.3–97).

Сопротивление бумаги раздиранию – это усилие в ньютонах (граммсилах), необходимое для раздирания предварительно надрезанного образца бумаги.

Сопротивление бумаги раздиранию определяется на приборе Р-1 (типа Эльмендорфа) (см. рис. 6). Действие прибора основано на принципе падающего маятника.

Аппарат Р-1 представляет собой качающийся маятник, имеющий форму сегмента.

Таким образом, принцип испытания бумаги на этом приборе заключается в определении величины работы, затраченной на раздирание бумаги на определенную длину, считая от конца первичного надреза, произведенного укрепленным на приборе ножом.

На станине 8 укреплен неподвижный зажим 5 для испытуемой бумаги и качающийся на шариковых подшипниках сегмент 2 со вторым подвижным зажимом 7. На сегменте укреплена шкала 3 с делениями в граммах или в ньютонах. Шкала на сегменте занимает приблизительно 50° его дуги. На оси установлено кольцо со стрелкой 4. Перед испытанием маятник находится в поднятом состоянии и удерживается в этом положении тормозной пружиной 9, служащей одновременно и для торможения маятника после разрыва испытуемого образца. На станине укреплен нож 6 для надрезания испытуемых образцов.

48

колебательное движение (2−3 качания). После этого сегмент притормаживают пружиной. Если аппарат

установлен правильно, то стрелка должна показывать «0» на шкале, если же этого нет, то с помощью уравнительного винта 1 аппарат устанавливают так, чтобы при новом качании сегмента получить на шкале нулевое показание стрелки.

Проверив нулевое положение аппарата, заводят сегмент влево до останова, при этом оба зажима будут находиться рядом (спромежутком между ними около 2−3 мм), а щели их будут расположены на одной линии. Вставляют в зажимы образцы испытуемой бумаги. Образцыдолжны иметь ширину 63 ± 0,5 мми длину 75 ± 1 мм.

Вставленные образцы надрезают ножом. Последний должен быть установлен так, чтобы после надреза образца длина раздираемой части составляла 43 ± 0,5 мм. Затем нажатием на тормозную пружину опускают маятник, который при падении раздирает полоски бумаги. После 2−3 качаний маятника производят его торможение при помощи тормозной пружины, и после полного останова маятника отсчитывают показания стрелки на шкале прибора. Обрывки бумаги из подвижного зажима выбрасывают, а полоски

49

образцов передвигают в зажимах для следующего испытания. Число образцов, подвергаемых одновременному испытанию, устанавливается для отдельных видов бумаги в зависимости от ее прочности, а также от типа прибора (с одним или двумя надрезами).

Сопротивление раздиранию (абсолютное сопротивление раздиранию) E, мН, вычисляют по формуле:

где F – среднеарифметическое показаний по шкале, гс; P – цена деления, на которую откалибрована шкала маятника для прямого отсчета сопротивления раздиранию, гс (это количество равно 4, 8, 16 или 32); n – количество одновременно раздираемых образцов (обычно 4).

Контрольные вопросы по теме

1.Что означает показатель «разрывная длина»?

2.Что означает показатель «прочность на излом» целлюлозы?

3.Что означает показатель «сопротивление раздиранию»?

4.Методики определения показателей механической проч-

ности.

50