автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.08, диссертация на тему:Изменение потребительских свойств бумаги в процессе длительного хранения

РОССИЙСКАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ имени Г.В.ПЛЕХАНОВА

СОЛОМАТИНА АЛЛА ЛЕДОРОВНА

ИЗМЕНЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ БУМАГИ В ПРОЦЕССЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ

Специальность 05.19.0В - Товароведение промышленный товаров и сырья легкой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание» ученной степени кандмаата техническим наук

На правах рукописи

МОСКВА - 1992

/

/

Работа выполнена имрни Г.В.Плеханова.

в Российской экономической академии

Научный руководитель

Официальные опоненты

Ведущее предприятие

доктор химических наук, профессор Неверов А.Н.

доктор химических наук, профессор Попов A.A. кандидат технических наук, Мухамеджанов Г. 1С.

Научно-исследовательский институт документоведения и архивных дел < ВНИНДАД )

Зашита /шссертанин состоится 1992 г

в ¿¿Л? часов на заседании специализированного Совета Д 0637.62. ппи Российской экономической академии им. Г.В.Плеханова. Адрес: 113054-, Москва, Стремянный пер., 2В. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке акадямии.

Автореферат разослан

992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета к.т.н., доцент

F-ЯСИК И. И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Прогресс науки и культуры, преемственность поколений находится в прямой зависимости от сохранности бумаги, носительницы идей, мыслей, опыта человека. Однако, к сожалению с развитием техники и ростом обмена выпуска бумаги ее качество, с точки зрения долговечности, ухудшается, в связи с введением дешевый, плохо очищенных компонентов.

Поэтому проблема выявления причин старения бумаги и вопросы разработки технологии иэготааленич долговечных видав бумаги з настоящее время приобрели особую актуальность.

Обеспечение бесперебойной работы полиграфических предприятий немыслимо без создания ее определенных запасов в виде резервов. Не меньшее значение имеет также создание определенных запасов бумаги, исходя из конъюнктуры и цен на мировом рынке. Именно в этих сферах производственной леятельности наибольшее значение имеет стабильность бумаги, обеспечивающая максимальные гарантийные сроки хранения в различных теипературно—влалсностных условиях.

Совершенно очевидно, что хранение бумаги в течение сроков превышающих гарантийные может привести к патере бумагой ее свойств, а' преждевременный выпуск продукции потребители ао истечения срока хранения связан с увеличением расходов на погрузочно-разгрузочные операции и транспортирование продукции.

Это приводит к необходимости установления допустимых сроков' хранения и выбора оптимальных условий хранения. Применительно к печатным видам бумаги эта задача до настоящего времени на решена, т.к. ни в одном документе нормируемом качества бумаги не указываются сроки и условия ее хранения.

Все это определяет актуальность данного исследования, одной

из задач которого являлось установления гарантийно* сроков и оптимальных условий хранения некоторых печатный видов бумаги для внрсрния соответствующих требований в нормативные документы.

Цель работы - изыскание и разработка единых методов прогнозирования гарантийных. сроков и оптимальных условий хранения для различных видов бумаги.

— исследование характера и скорости процессов старения бумаги в условиях, максимально приближенных к условиям хранения, с целью выбора граничных параметров и влажностных. условий ускоренных испы таний, и показателей, надежно определяющмх устойчивость бумаги р хранении.

— изучение и оценка стабильности бунаги в процессе складского хранения в различных климатических зонах,

— изучение влияния технологии полунения бумаги на различных целлюлозно-бумажных комбинатов ( ЦБК: ) с целью выбора для закладки на длительное хранение, бумаги с максимальной стабильностью.

Научная новизна рг>Аоты состоит в постановке и решении задачи прогнозирования гарантийных сроков и оптимальных условий хранения печатных видов бумаги, исследовании характера процессов старения, протекающих я бумаге в темперэтурмо-нлджмостных условиям, близких к условиям хранения, оценке влияния технологии получе ния йуиаги на ее устойчивость к действию внешни* факторов.

В работе впервые была разработана методика термовлажностного ускоренного старения длч прогнозирования сроков хранения целлюло-зосодержащих материалов нэ примере бумаги с. учетом влияния влажности окружающей среды. Прозеден расчет сроков хранения газетной и типографской бумаги в различных климатических зонах полностью подтвержденный результатами натурных наблюдений. Предложен экс-

пресс-м^тод определения относительной влажности поздуха при по-

о

пышенным температурах ( до 90 С ) .

Практическая значимость работы состоит в том, что на основании полученный экспериментальны« яаннык разработаны методики установления гарантийных сроков бумаги и оптимальных условий ее хранения, справедливость которых подтверждена опытом многолетних наблюдений эа качествам бумаги при складской хранении.

На основании ланных по прогнозированию и комплексному изучению изменений свойств газетной бумаги при ускоренной старении и складском хранении даны рекомендации по гарантийным срокам и условиям краненич, которые включены в проект Государственного стандарта ГОСТ 6445-74 с изменением N 7 "Бумага газетная. Технические условия'.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на третьи« и пятых Плехановским чтениях в МИМХ им. Г.В.Плеханова ( 1989 и 1992 гг ), на Всесоюзном научном семинаре по "Строению древесины и ее роли га процессах делнгнификации" < 1990 г., г.Рига ).

Публикаиим. По результатам работы опубликовано 4 печатных работ ойшим объемом 1,6 п. л.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и предложений, списка использованной литературы, приложений. Работа изложена на 171 с.трэницая машинописного текста, включая 4?. риссунков, 50 таблиц 1Г0 наименований библиографии.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

Во введении дан краткий обзор динамики выпуска печатных видов бумаги и перспектив дальнейшего развития бумажной промышленности, а также обоснована актуальность выбора темы и определены

цели' диссертационного исследования.

В первой главе рассмотрены и обобщены литературные данные по изучении процессов старения бумаги и повышения ее долговечности; рассмотрено влияние внутренних и внешних факторов на характер и скорость процессов старения бумаги.

На основании анализа литературных данных, сделан вывод о том, что изменения, происходящие в бумаге при хранении, являются резул> татом совокупного воздействия вышеуказанных факторов (или части »г них) на скорость реакции окисления целлюлозы кислородом воздуха, £ также ее гидролиза под действием влаги.

Рассмотрены вопросы, связанные с прогнозированием сроков хранения; показано, что установление сроков хранения на основе результатов ускоренных испытаний является наиболее достоверным и научно-обоснованным методом прогнозирования; доказана необходимость разработки и использования методики ускоренного старения, учитывающей одновременное действие различных факторов, оказыва- -ющих влияние на характер и скорость протекания процесса старения, а в первую очередь важнейших из них — температуры и влажности..

Во второй главе д£<на характеристика исследуемым материалам, описаны методики определения их свойств и структуры, а также условия складского хранения и ускоренных испытаний.-

В качег.тве объектов исследования были выбраны следующие виды бумаги: 1. Газетная бумага марки 'А" и "Б" массой 1 м2 - 51 г производства Кондопожского, Соликамского и Балахнимского ЦБК выпущенная в соответствии с ГОСТ 6445-74.

2. Газетная бумага пониженной массоемкости 45 г/м2 марки "В' производства Кондопожского, Соликамского и Балахнинского ЦВ1С выпущенная в соответствии с ГОСТ 6445-74 с изменением N 4.

3. Типографе»:.*«» бумага N н«р»*м "Г.*, аыт«рннзч Счктют--

карским ЦГ.К. в соответствии с ГОСТ 9095-73. Масса 1 м2 - 60 г.

Качрг-тно бумаги до и после различных видов позлействий оцени-аалась по показателям физико-механических свойств при испытаниях на рагтяжрнир м р.аэдир, устойчивости при циклических испытаниях, влажности, белизне и желтизне.

Изменения химического состава бумаги оценивалась по эеличине кислотности водной вытяжки бумаги, содержанию ^ ,^ -целлюлозы, степени окигленности методом ПК-спектроскопии. Для оценки структуры бумаги использовался метод электронной микроскопии.

Определение прочностных характеристик бумаги проводилось на стандартных образцах в соответствии с ГОСТ 13525.1-79 на разрывной машине РМГ-70-2-И < СССР ) . Испытания на рэздир проводилось по стандартной методике в соответствии с ГОСТ 13525, 3-"78 на приборе МБДН ( СССР ). Устойчивость бумаги к циклическим нагрузкам оценивалось в соответствии с ГОСТ 13525.2-80 на приборе типа (йальцер ( ГДР ) .

Влажность бумаги определяли в соответствии с ГОСТ 13525.19-71. !'мг лотноегь бумаги характеризовалось величиной рН гзодной вытяжки в соответствии с гост 12523-77.

Содержание ^, р -целмюлоз в бумаге определялось с использованием специальной методики, разработанной нами нэ базе ГОСТ /Г'./ю-Т "Цг.ллннгазз. Метод определения содержания а пьфэ-иел пю лозы".

Определенно показателя белизны проводили на приборе ФЦКШ-М

< ССГР ) в соответствии с ГОСТ 7690-76, а кроне того белизну и желтизну бумаги определяли на специальном приборе 'Пульсар-М*

< Г ССГ- >, позволяющий определять показатели белизны, желтизны, рлзнооттенпчнасти и координату цвета в системах ХУ7 и С1Е1-АВ.

- и ~

Исследование структуры бумаги проводили методой электронной микроскопии. При подготовке образцов бумаги для эпектронномикро-скопических исследований применяли специально разработанную методику ~ травлением поверхности бумаги на установке "холодной плазм*

Инфракрасные спектры снимали на спектрометре 1К-71 "Бресогй1 -1

в диапазоне 650-4000 см с использованием приставки НМГШО.

Устойчивость бумаги к воздействию внешних факторов оценивалась по результатам изменений ее свойств в процессе складского хранения, а также под действием повышенных температур в различных влаж-ностнык условиях ( форсированные испытания ).

Складское «ранение бумаги проводилось в кирпичных неотапливаемых складах, расположенных в различных климатических зонах: умеренно-холодной, умеренно-холодной влажной, умеренно-теплой, умеренно-теплой влажной.

С целью определения влияния высоты укладки штабеля на изменение качества бумаги в процессе хранвння проводилось изучение ее свойств отдельно для рулонов, расположенных в нижних, средних и верхних рядах штабеля. Всего анализам ежегодно подвергалась 81 рулона газетной бумаги и 48 рулона типографской бумаги.

Ускоренное старение бумаги проводилось в климатической ка~

о

мере Теи<;гог>' ( ГДР ) при температурах 273, 333, :54В и 363 К и различных значениях влажности окружающей среда, а также В термошкафах типа 824 < ГДР ) в эксикаторах над насыщенными растворами солей и водно-глицериновых смесей.

С целью разработки методики поддержания посточнной влажности при различных повышенных температурах нами было проведено специальное исследование по определению относительной влажности воздуха нэд водно-глицеринопыми смесями разнога состава при рззлич-

мыv ппчышринчч температурах, а т пп установлению стабильно-

сти смесей, • обеспечиламших поддержание постоянной влажности я течение определенного времени. Устаноаленные зависимости (рис.1) позволили за счет подбора соотношений э смеси количества глицерина и воды создавать определенные постоянные значения относительной влажности от 20 до 90 X п широком диапазоне температур о

< до 90 С ). Влажность воздушной среды 8 эксикаторах контролировали при помогший электронного сорбционного гигрометра ГС-710.

Постоянство влажности стабильно обеспечивалась в течение следу-

о о

юших сроков: при Т = 60 С - 20 дней, при Т = 75 С - 15 дней, при а

Т = 90 С - 7 дней, т.е. по истечении указанных сроков водно-гли-

цериновые смеси необходимо менять.

В основу примененного в работе метода прогнозирования сроков

-E/RT

хранения было пояожрнп уравнение? Арренмуса К = К е ,

о

4

Иг0, %

Рис. 1. Зависимость относительной влажности

воздушно*"! среды в эксикаторах от со- . держания глицерина а водно-глицериновых смесях при различных температурах: о о а о

1 - 20 С, 2 - 60 С. 3 - 75 С, Л — 90 С.

где?: £ — энергия активации процесса кал/моль ( кДж/моль. >;

-1 -1

Н - газовая постоянная, равная 1,987 кал/моль град или -1 -1 8,31 Дм/моль град ;

о

Т - абсолютная температура, К:

К - константа скорости реакции, в данном случае константа

скорости старения;

К - постоянная величина, о

позволяющее рассчитывать скорости старения материала ( бумаги >

при лмоых температурных условиях хранения. Расчет сроков хранения

проводился графически .либо по скорости изменения некоторых свойсте

1

( V ) исходя из аррениусовекай температурной зависимости <---

Т

либо непосредственно по аррениусооской температурной зависимости

времени старения ( ) до изменения показателя контролируемого

ст 11'

свойства на определенную величину ,1а (.г;---) = 1= (------).

£ст Т

Для прогнозирования сроков «ранения бумаги в складах, где на нее действует нестационарное температурное поле, применялись методики расчета, позволяющие учитывать действие зтого поля па величинам среднегодовых значений температур взятых из климатических справочников .

Результаты проведенных испытаний подвергались статистической обработке. (Лпределяпись: среднее арифметическое значение результата, среднее квадратичное отклонение, коэффициент вариации, доверительный интервал, погрешность результата. Обработка проводилась на вычислительных машинам •Электроника" МК-48, МК-56. а также на вычислительном комплексе ВУМС-ОО!-08. По специальна разработанным программам .на этом комплексе по кинетическим кривым проводилось определение порядка реакции, энергии активации процесса старения, а также рассчитывались гарантийные? сроки хранения бумаги.

- м -

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований (пмрнрния потребительских свойств бумаги в процессе? хранения в складах, расположенных в различных климатических зонах, а также влияния технологии складирования на степень изменение отих свойств. Полученные данные свидетельствуют об отсутствии влияния песта расположения рул8иов в штабеле по высоте на степень изменения свойств бумаги в процессе всего срока хранения, как по прочностным характеристикам, так и по показателям белизны и кислотности.

Установлено, что в процессе складского хранения ( на сроках до 3—4 лет ) общей тенденцией является снижение таких важнейших показателей как разрывная длина и белизна бумаги ( рис.2, 3 ). При этом скорость снижения показателя белизны и разрывной длины несколько выше в условиях хранения в более теплых климатических зонам <табл.1).

Однако, следует отметить, что степень ухудшения прочностных и колористических свойств бумаги невелика и за четырехлетний срок складского хранения ухудшение прочностных характеристик не превышало 4,5 относительных '/., а показателя белизны не выше 7 отн. '/..

Полученные данные) ( табл. 1 ) наглядно свидетельствуют о том, что бумага производства разных комбинатов-изготовителей имеет различную стабильность в хранении. Наибольшей устойчивостью в хранении характеризуется бумага выпускаемая Кондопоясским ЦРК. Низкой стабильностью п хранении отличается бумага производства Балахнинского ЦЕЖ, белизна и прочность которой при поставке уже заметно ниже чем у бумаги производства К.онлопожского и Соликамского ЦВК.

Результаты наблюдений за качественным состоянием опытных партий

бумаги свидетельств уют о том, что в условиях поддержания определен—

о

нпгп температурно-эламностного режима ( температура не выше 25 С, относительная влажность воздуха 40-80 X ) качество всем исследован-

складскога хранения па климатическим зойам ! Кондопожского ЦБК : (1)-умеренно-колодная, (2)-умеренно-теплая, (3)-умеренна-теплая влажная; Соликамского ЦБК : ! (4) - умеренно-теплой; Балахминского ЦБК : (5)-умеренно-холодной, (Ь1-умеренно-теплой.

Рис. -3. Изменение белизны газетной бумаги -в процессе складского хранения по климатическим зонам : Комдопожского ЦБК -(1) -умеренно-холодной, (2)- умеренно-теплой, (З)-умерен-но-теплай влажной ; Соликамского ЦБК - (4)-умеренно-теплой ; Балахнинского ЦБК - (5)~умеренно-холодной и (6)-умеренно-теплой.

Таблица 1

Средние скорости снижения показателя прочности и бопиэны газетной бумаги в процессе складского хранения

Комбинат- Жлиматичес-I

иэготови- Ткая зона I

тель I хранения

Скорость снижения показателя, У. / год

бел

отн. У.

эйс. 7.

разрывная длина

отн, 7.

абс. У.

Кондопож-ский ЦБК

Умеренно-теплая в лажна ч

Соликамский ЦБК

Балахнин-ский ЦВК

1 Умеренно-I холодная I

I Умереннп-I теплая I I I I I

Т Умеренно-I теплая I

I Умеренно-I холодная I

I Умеренно-I теплая -I----------

0,71

0, В9

1,0 1,17

1, 45 1,75

0, 43

0,53

0,60

0, 67

О, 75

0,93

о, вз 1,0

2,03 1,13 о,о7 1,0 В

33, о 39,0

77,0 38,7 28,2 34,5

ных опытных партий типо определяемый показателе

рафской и газетной бумаги ни по одному из 0 результате четырехлетнего хранения не выходило за пределы требований стандарта.

С цельи оценки проявляющихся при печатании технологических свойств газетной бумаги в 4 различных типографиях страны после 24 лет хранения бумаги в неотапливаемых складах были проведены ее ротационные испытания. Испытания проводились на скоростных печатных машинах при скоростях до 80 тыс. ¡экземпляров газет в час в типографиях г.г. Таллина, Кишинева, Днепропетровска. Испытания показали, что процесс печати газет высоким и офсетным способами, проходит на всех машинах без осложнений, бумага имеет хорошие

зна

печат(чо-те миологические свойства.Получены заключения типографий о том, что все исследованные партии бумаги после 2-4 лет хранения бумага имеет высокие печатна-технологические свойства, низкую обрывистость и могут быть использованы по прямому назначении.

В четвертой главе обобщены результаты исследований па прогнозированию гарантийных сроков и выбору оптимальных условий хранения бумаги. Решение поставленной задачи осуществлялось путем проеедени температурно—влажноетных испытаний в форсированной режиме.

Ускоренные испытания проводились независимо на трех различных партиях каждого из комбинатов-изготовителей, что позволило значительно снизить субъективность оценки и избежать при прогнозировании каких-либо случайных ошибок.

Скорость старения бумаги оценивалось по изменении физико-механических показателей, кислотности водной вытяжки, белизне и желтизне бумаги. Изменения свойств бумаги в результате старения связаны с изменением ее химической структуры и в частности ее основного компонента - целлюлозы. Установлено, что процесс старения бумаги связан с окислительной деструкцией, приводящей к образованию функциональных групп: карбоксильных и карбонильных.

Методом ИК>спектроскопии показано, что с увеличением длительности старения, повышением температуры и влагосодержания окружающей среды увеличивается количество окисленных групп и в первую очередь карбонильным. Учитывая, что именно с ростом содержания этих групп связывается снижение белизна бумаги, оценка скорости старения бумаги в первую очередь была сделана по кинетике изме-. нения, показателя белизны, как параметру наиболее тесно связанному с изменением химической структуры бумаги.

Изучение изменений белизны типографской и газетной бумаги в

процесса ускоренного старения ( рис. 4 ) свидетельствует о монотонном снижении атого показателя с увеличением времени старения.

По начальным участкам кривых снижения показателя белизны от времени старения были рассчитаны скорости изменения этого параметра в исследуемых условиях. Исходя из зависимости скорости изменения показателя белизны от температуры старения в координа-I

тах 1д V = f^---) ( рис. 5 ) были рассчитаны энергии активации

Т

протекающих процессов и их скорости при прогнозируемых температурных условиях хранения. Как следует из полученных данных, в диапазоне относительной влажности воздуха от О до 100 7. величина анергии активации процесса старения, оцениваемого по изменению белизны, практически не зависит от влажностных условий старения и составляет для газетной бумаги 44,4 +2,1 кДж/моль, для типо-пографской 42,2 + 1,8 кДж/моль.

В отличие от величины энергии активации, скорость изменения белизны при старении весьма существенно зависит от величины относительной влажности воздуха: с повышением влагосодерясания воздуха скорость изменения белизны возрастает даже в несколько десятков раз.

На основании полученных зависимостей были рассчитаны гарантийные сроки хранения бумаги в различных влажностных условиях при.

о

усредненных температурах 15, 20 и 25 С, а также в реальных условиях хранения в складах, расположенных в различных климатических зонах при воздействии циклически-меняющихся температур как в течение суток, так и по-сеэонно ( рис. 6 ). Расчет срокгаз хранения производился, исходя из допустимости снижения показателя белизны на Ю птн. '/..

Расчеты, проведенные с использованием ЭВМ показали, что между величиной срока хранения исследованным видов бумаги и влажностными

- гб -

изводства Баламнинскаго ЦБК в процессе ускоренного

старения при Т = ЗЛЗ К' и относительной влажности воздухе ( , 7. О : ) - <1>, 30 - (2), 50 - (3) , 60 - (4), 75 - (5), 100 - (6).

^ изменения белизны газетной бумаги производства Балахнинскаго ЦБК в результате старения при^, 7. : 0~(1), 30—(2). 50-(3), 60-(4!. 75-<5>,100-(¿V

vr.линиями »р^нснич при rcp>x температура)! существует хорошая корреляционная связь характеризующаяся очень высоким коэффициентом корреляции ft = (.1,999 -- 0,94*.. Полненные зависимости хорошо описыгаа-

гу Л

мтся эсспаненииальным уравнением типа = А 9 , где:

- гарантийный срок хранения, годы;

хр

А, — коэффициенты, характеризующие вид и качество бумаги; (^ — относительная влажность воздуха, У..

(величина коэффициента "А" в предлагаемом уравнении весьма-существенно эаеисит пт вида бумаги и комаината-изгогаяитепя, в то время как -значения коэффициента менее существенно зависит от лтмх параметров и колеблется дпя всех исследованных видов бумаги и температурных условий их хранения в диапазоне 0,01? до 0,о22.

Расчеты свидетельствуют а несколько меньшей стабильности в хоанении газетной бумаги производства Балэхнинского ЦБК, по сравнению с бумагой выпускаемой Кпидопожским и Соликамским ЦБ1С.

Пожелтение бумаги под действием внешних факторов в большинстве случаев опуслоплено окислением содержащегося о бумаге лигнина, продуктов деструкции целлюлозы, частиц канифольного клея, также соединений металлов.

Исследования изменения желтизны бумаги в процессе ускоренного старения свидетельствуют о росте этого показателя с повы-шенмрп влажности и температуры старения < рис. 7 ). Рассчитан— мне по скорости изменения желтизну значения анергии активации прпцесса старения составляли для газетной бумаги + 2, Ь кЦ)Н/

ноль, для типографской 43,6 + 2,1 к^ж/моль.

Расчет сроков хранении газетной бумаги при усредненных темпе— о

ратупах 1Ъ, 20 и 25 С, а также для различных, климатических зон mjji np'vnFvi^w r>п rtr>r атотелн) времени строения до изменения желтизны

Рис. 6. Зависимость сроков хранения газетной бумаги

производства Соликамского ЦБК от относительной влажности воздуха по климатическим зонам : холодной - (1), умеренно-холодной - (25, умеренна-теплой - <7>, сухой маркой - (4).

Рис. 7. Зависимость показателя желтизны газетной бумаги

производства Соликамского ЦЕХ от времени ускоренного старения при Т = 348 К и относительной влажности воздуха ( Ч ) : ) - (1), 30 - (2), 50" - '3>. 60 - '4), 75 - <5> , ЮО - (6> .

на 20 отн. У.. Допустимое минимальное гннягрние показателя ирлппни на 20 отн. У. было прннято на основании экспертной оценки различимости цвета бумаги после различных сроков ускоренного старения методом сенсорного анализа. Экспертная оценка показала, что человеческий глаз способен улавливать различия а цветовой окраске составляющие 5-6 абсолютных единиц желтизны, что составляет для иг-следуемой газетной Пумаги 20 отн. '/. от исходной величины этого показателя.

Сроки хранения бумаги рассчитанные по изменении показателя желтизны хорошо коррелирует со сроками хранения, рассчитанными по изменении показателя белизны. И в этом случае меньшей стабильностью характеризуется бумаге Балахнинского ЦРК по сравнению с бумагой Кондопожского и Соликамского ЦБК.

Результаты изменений физико-механических свойств в процессе ускоренного старения свидетельствуют о тон, что при наличии общей тенденции к снижению прочностных характеристик бумаги в процессе старения во всех исследованных условиях, наблюдается некоторая немонотонность, а. иногда и цикличность в изменении контролируемого показателя. Особенно характерной является немонотонность изменения показателя прочности бумаги на начальной стадии старения. Результаты проведенных нами исследование! позволяют гд»лать вывод, что наблюдаемая немонотонность и цикличность в изменении прочностных свойств бумаги в процессе старения обусловлена изменением соотношения вС , уЗ , ^-целлюлоз в результате протекания деструктивных процессов и в частности с изменением содержания в бумаге ^ -целлюлозы. Это выражается в том, что с повышением количества ^ -целлюлозы механическая прочность гнмтчаотсч, а при снижении количества у — целлюлозы нарлюдается

Г

уррпи'тимп прочности.

Наличие немонотонности изменений прочностных свойств бумаги и прогдессе старения на начальных участках игривых затрудняет использование начальной скорости изменения этого показателя для прогнозирования сроков хранения бумаги. Однако, с известной достоверностью прогнозирование срока хранения буиаги мотет быть проведено по средний скорости изменения разрывной длины на достаточно большом временном отрезке старения.

Величины сроков хранения, рассчитанные по средней скорости изменения разрывной длины, практически одинаковы со сроками хранения рассчитанными по кинетике изменения белизны и желтизны.

Р таблице 2 приведены некоторые данные по величинам скоростей ухудшения ряда исследуемых показателей качества газетной и типографской бумаги, полученных расчетным путем.

Как спрдует из полученных данных расчетные скорости снижения основных показателей качества бумаги хорошо согласуются с величинами скоростей изменения аналогичных показателей при складском хранении < табл. 1 ).

Результаты изучения изменения кислотности бумаги в процессе ускоренного старения свидетельствует о том, что общей тенденцией изменения величины рН бумаги является как правила, некоторый рост этого показателя на начальных стадиях старения, а дчтрм его снижение. Ьстественно, что тэрмоплажностные условия старения оказывают существенное влияние на скорость изменения кислотности бумаги, и эти зависимости могут в общем случае-быть использованы для расчета сроков хранения бумаги. Однако такой расчет является в значительной степени ориентировочным га связи с тем, что на кинетических кривых изменения кислотно-

> Таблица 2

Расчетные скорости снижения показателей качества газетной м типографской бумаг

Ьид бумаги Клииатиче-ская зона хранения Относительная скорость изменения I показателя, V. / год Т ----------1----------!----------------т белизна I желтизна I разрывная длина!

Газчгндч бумага производства : Кондопож— ского ЦБК Умеренно— холодная 0,75 I I I I 0,83 1 0,77 I

Умеренно-теплая 0,92 0, В8 1 1,21 I.

Соликамский ЦБК Умеренно- теплая влажная Умеренно-теплая 1, 15 1 ,29 I I 1 , 05 1 I I 1,35 I 2,59 I 1,05 1

Балахнин-ский ЦБК Умеренно-холодная 1,54 I 1,41 I 0,69 I

Умеренно-теплая 1 ,69 1 ,55 I 1,21 I

Типографская бумага Умеренно-теплая 1 ,07 I 1 , 32 I 1,26 I

сти от времени старения имеется ма симум, соответствующий нэ-

чальным временам старения. Определение средней скорости старения по данному показателю, исходя из всей кинетической кривой

является в связи с этим не совсем корректным и может дать ошибочные результаты. Исходя из этого мы не считали возможным на основании данных по изменению кислотности бумаги в процессе ее ускоренного старения делать количественные-расчеты для прогнозирования ее поведения в процессе хранения.

Считывая тп, что имеющиеся научно-обоснованные методики оценки стабильности материалов с использованием уравнения Ар-рениуса не всегда могут быть использованы на практике вследствии их достаточной трудоемкости и длительности нами разработана методика оценки устойчивости материалов к воздействии) внешних факторов с использованием экспресс-метода.

В основу методики был полажен принцип оценки стабильности материалов по величине коэффициента старения "К", представляющего собой отношение величины контролируемого показателя качества после старения Qc к показателю этого же свойства до старения Qo: К = Qс / ГЗо.

Результаты проведенных испытаний показали,- что по своей устойчивости к старению под воздействие температуры и влаги наибольшей стабильностью характеризуется бумага производства Кондопожского ЦБК; несколько ниже стабильность бумаги Соликамского ЦБК и наименьшей устойчивостью отличается бумага, выпускаемая Балахнинским ЦБК.

Зти данные хорошо согласовываются с результатами оценки ста-стабильностн бумаг, оцениваемые с использованием метода ускоренного старения на базе уравнения Аррениуса. Предлагаемая методика Пыла использована для оценки стабильности бумаги, пп нсвой 'перспективной' технологии (бумага массой 1 м2 =45 г) и стандартной технологии ( бумага массой 1 м2 = 51 г ).

Показано, что новые виды газетной бумаги по своей стабильности не уступает ранее выпускавшейся газетной бумаги.

Более того, полученные данные позволили установить ориентировочный срок хранения новых видов бумаги по аналогии, с учетом имеющегося опыта хранения газетной бумаги,~выпускаемой по прежней