Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии
Упрочненные фильтровальные материалы на бумажной основе
Опубликована: 2021-08-06
  • Л. Р. Галеева Казанский национальный исследовательский технологический университет (г. Казань)
  • М. Ф. Галиханов Казанский национальный исследовательский технологический университет (г. Казань)
  • С. В. Гильфанова Казанский национальный исследовательский технологический университет (г. Казань)

Аннотация

Проблема повышения механической прочности фильтровальной бумаги не менее актуальна, чем достижение высоких фильтрующих характеристик. Для решения этой задачи в работе представлен метод воздействия униполярного коронного разряда на фильтровальные материалы. В качестве объектов исследования использовали фильтровальную бумагу и фильтры обеззоленные, предназначенные для проведения качественных лабораторных анализов и отличающиеся между собой степенью зольности. Оба вида материала обладают естественной зольностью (до 1 %), однако фильтровальная бумага имеет более высокое содержание наполнителя в своем составе по сравнению с обеззоленными фильтрами, что может оказывать влияние на оптические и прочностные характеристики.
Результаты исследований показали, что с увеличением влажности образцов сопротивление продавливанию возрастает на 60 % для фильтровальной бумаги и на 12 % для обеззоленных фильтров. Это происходит за счет набухания волокон, которое приводит к повышению их гибкости и пластичности. Выяснено, что если фильтрующие материалы находятся в сухом состоянии, то их обработка в униполярном коронном разряде способствует увеличению сопротивления продавливанию на 10 % для фильтровальной бумаги и на 12 % для обеззоленных фильтров. Электретирование способствует появлению новых активных групп за счет инжекции носителей заряда из области коронного разряда в объем материала, которые концентрируются на поверхности структурных элементов. Это способствует образованию прочных водородных связей между гидроксильными группами, расположенными на поверхности волокон, их взаимному сближению и уменьшению межволоконного пространства. Кроме образования дополнительных водородных связей между волокнами бумаги при электретировании также осуществляется реализация сил электростатических связей между волокнами. При увлажнении разницы в значениях P0 для исходных и электретированных образцов не наблюдается, т.к. в воде практически сразу происходит релаксация электретного состояния бумаги. Установлено, что под действием униполярного коронного разряда прочность целлюлозных волокон уменьшается из-за протекания деструктивных процессов. Это ведет к уменьшению значений сопротивления раздиранию фильтровальных материалов.
Обоснован вывод о том, что под действием униполярного коронного разряда прочность целлюлозных волокон уменьшается, но за счет роста межволоконного взаимодействия прочность бумажного листа в целом возрастает.

Биографии авторов

Л. Р. Галеева, Казанский национальный исследовательский технологический университет (г. Казань)

доцент кафедры технологии переработки полимеров и композиционных материалов, Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань. Область научных интересов – получение и исследование свойств тароупаковочных материалов на основе целлюлозно-бумажных и полимерных композиций. Автор 45 научных публикаций. E- mail: L.musina@yandex.ru

М. Ф. Галиханов, Казанский национальный исследовательский технологический университет (г. Казань)

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии переработки полимеров и композиционных материалов, Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань. Область научных интересов – полимерные композиционные материалы, электреты на основе полимерных систем, модифицированные целлюлозно-бумажные материалы. Автор более 650 научных пуб- ликаций. E-mail: mgalikhanov@yandex.ru

С. В. Гильфанова, Казанский национальный исследовательский технологический университет (г. Казань)

аспирант кафедры технологии переработки полимеров и композиционных материалов, Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань. Область научных интересов – бумажные и полимерные фильтры, электреты на основе полимеров. Автор 7 научных публикаций. E-mail: svetlana-volkova-1994@mail.ru