Способ определения величины неоднородности распределения структуры волокнистого материала и удельной энергии

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»742793 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 051277 (21) 2549430/23-12 с присоединением заявки Ко (23) Приоритет

Опубликовано 2306.80.Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 23. 03. 81 (51)М. Кл.

G 01 и 33/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 676 ° 05 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Н. Непеин, Г.Ф. Самарин, В.Г. Шафиков и В.С. Симонов

Пермский филиал Всесоюзного научно-производственного объединения целлюлозно-бумажной проьыаленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРуКТуРНО-ФИЗИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА

2A А= т ОСП„,+ОСП,„-) () ОСП г -г

41 г

41 где

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и может быть использовано для определения структурно-физических характеристик бумаги.

Известен способ определения структурно-физических характеристик бумаги путем измерения электрического сопротивления образца, соизмери- 1О мого со средней длиной волокна, и определения величины структурно-физических характеристик (1) .

Однако указанный способ определения имеет большую погрешность, которая вызвана низкой точностью замера сопротивлений.

Цель изобретения — повышение точИОсти опрецеления. указанная цель достигается тем, что измеряют электрическое сопротивление с нижней и верхней сторон образца, затем определяют относительную связанную поверхность (ОСП) волокон на каждой стороне, после чего вычисляют коэффициент вариации относительно связанной поверхности волокон с нижней и верхней сторон и по нему устанавливают величину неоднородности структуры волокнистого материала, 1атс..м определяют работу, ЗО затраченную на пластическую деформацию образца при общем его деформировании до 70% от четвертой части средней длины волокна, а удельную энергию, затраченную на разрушение межволоконных связей, вычисляют по формуле текущие значения относительной связанной поверхности волокон на верхней н нижней сторонах бумаги при деформации образца до 70Ъ от четвертой части средней длины волокна;

А„т - удельная энергия, затраченная на разрушение межволоконных связей, дж/кг, А„ — работа, затраченная на пластическую деформацию образца, дж;

m — масса деформируемого образца волокнистого материала,кг;

742793

r -r — текущие значения электри1л Ял ческих сопротивлений, соответствующие общей деформации до 70о от четвертой час— ти средней длины волокна с верхней и нижней сторон бумаги, Ом.

При этом относительную связанную поверхность волокон определяют соответственно на каждой стороне по формулам гк н (0 кт 1 н„ +p l Zр

ГК2 ГН " l р

2 Р где ОСП и ОСП вЂ” относительная свя2 занная поверхность волокон на верхней и нижней стороне О волокнистого материала, Т вЂ” усилие при разрыве р стандартного образца, Н; 25

Z р — усилие при разрыве стандартного образца при нулевом расстоянии между зажимами, Н- 30

r г

Н К электросопротивление образца волокнистого материала соответственно до и после деформирования до величины, равной четвертой части средней длины волокна, Ом.

На чертеже изображена блок-схема устройства для определения структур- ®О но-физических параметров.

Б зажимах 1 устройства закладывается и фиксируется образец 2 бумаги размером 10х15 мм. Причем зажим-эдектроды работают в паре I-I, 11-lI. Затем одновременно включается блок З,обеспечивающий циклическое деформирование по программе, и блок 4 измерения электросопротивления.с параллельной записью усилий и электросопротивления от деформации на обеих парах зажимов-электрт1дов. После этого экстраполяцией зависимости "электросопротивлениедеформация" по точкам электросопротивления, соответствующим необратимой деформации, равной четвертой .части средней длины волокон, определяют электросопротивление образЦа ПОСЛЕ ДЕфОРМИРОВаНИЯ r«, Гк2 а по началу отсчета — r н1, r н2 . 60

По кривым определяют усилие разряда, а усилие разрыва при нулевом расстоянии между зажимами определяют известными способами. Таким образом, по полученным величинам г„„, 65 г 2, гН,, гН, Тр, ЕР РаССЧИтЫВаЮт относительную связанную поверхность волокон на нижней и верхней сторонах листа бумаги.

По достаточному числу параллельных опытов, используя известные статистические зависимости, рассчитывают коэффициенты вариации относительной связанной поверхности с обеих сторон образца, по которым судят о величине неоднородности структуры листа бумаги в его плоскости и по толщине.

Удельная энергия, идущая на разрушение межволоконных связей, рассчитывается по формуле (1), в которой работа А определяется как зашунтированная площадь на зависимости "усилие-деформация" с отсечкой по деформации при Д3„ 0,7 Ь /4 и соответствующей корректировкой по масштабу, а ОСП1, и ОСП 2 отражает структуру бумаги при Л3„ и рассчитывается по зависимости (1а) и (1б).

Ниже приводится сопоставление относительной связанной поверхности волокон в листе бумаги массой 50 г/м изготовленной из волокон сульфитной беленой целлюлозы при помоле

24 и 45 ШР, рассчитанной по предлагаемому способу, в сравнении с известным (Zp = 1000 Н, L = 3,2 и 1,6 мм при 24 и 45 ИР соответственно).

Пример 1. ОСП1(2= 1,3 (известный).

ОСП1 = 0,857 (предлагаемый способ);

ОСП2 = 0,557 (предлагаемый способ), ОСП = 0,707.

Пример 2. ОСП1т (известный)=

1,07, ОСП1 = 0,794 (предлагаемый способ), ОСП2 = 0,388 (предлагаемый способ), ОСП = 0,591.

По двадцати параллельным замерам

ОСП рассчитан ее коэффициент вариации в плоскости листа бумаги и по толщине.

Пример 1. С1 0 22; С2

0,18, С = 0,20

Пример 2. Ст = 0,18, С2

0,12, С г, = Ок15

Работа, затраченная для разрушения межволоконных связей, численно равна:

Пример 1. ОСП2 = 0,224, OCII1 = 0,600, OCII = 0,412, 1,25 — 10

А 3A 2,4 10 ь 0,224 0,412

4 — 1,27"10 дж/кг

Пример 2., ОСП 1 = 0 750;

ОСП2 = 0,285, ОСП = 0,513

0,625 10

2,4 10- . 0,513

51 дж/кг.

Из экспериментальных данных следует, что известный способ дает зна742793 чения ОСП „ 2 и ОСП э больше 1, хотя физически ОСП = 1.

Формула изобретения. 2а„ пз ОСП4 +ОСП

1 Н

ОСП„, г „ где

Способ определения структурно5 физических характеристик волокнистого материала путем измерения электрического сопротивления образца, соизмеримого со средней длиной волокна, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, измеряют электрическое ,сопротивление с нижней и верхней сторон образца, затем определяют связанную отрицательную поверхность волокон на каждой стороне, после чего определяют коэффициент вариации относительной связанной поверхности волокон с нижней и верхней сто- рон и по нему определяют величину Щ неоднородности структуры волокнистого материала, затем определяют работу, затраченную на пластическую деформацию образца при общем его деформировании до 70о от четвертой части средней длины волокна, а удельную энергию определяют по формуле

t х4 гн1

ОСП, " относительная связанная поверхность вола кон на верхней и нижней стороне бумаги при деформации образца до 70% от четвертой части средней длины волокна.

A — удельная энергия, затраченная на разрушение межволоконных связей, дж/кг, A„ — работа, затраченная на пластическую деформацию образца, дж

m — масса деформируемого образца волокнистого материала,кг, r.u r . — текущие значения электричес2 ких сопротивлений, соответствующие общей деформации до 70% от четвертой части средней длины волокна с верхней и нижней сторон бумаги, Ом; ㄠㄠ— электрические сопротивления

Н„Н2 образца волокнистого материала до деформирования, соответственно с нижней и верхней сторон, Ом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 414528, кл. G 01 N 33/34, 1977.

ВНИИПИ Заказ 408 Тираж 918 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4