3. Изготовление отливок в лабораторных условиях
Исходные данные: сульфатная небелёная хвойная 80%, лиственная целлюлоза 20%, масса 1м2 75 г, степень проклейки 1,25 мм, зольность 6 %, влажность 7 %, степень помола 20о ШР
Общее количество волокнистых материалов должно составлять 20 г в пересчете на абсолютно сухую массу. Тогда для приготовления вычерпки необходимо взять:
г
а.с. лиственной целлюлозы и
г
а.с. хвойной целлюлозы
Расход проклеивающих веществ ведут на 20 г абсолютно сухого волокнистого материала. Тогда для получения заданной степени проклейки 1,25 мм необходимо ввести 2 % клея. При концентрации клея 25 г/л это составит
мл,
Расход сернокислого глинозёма принимается в 1,5 – 2 раза больше, чем расход канифольного клея. При концентрации сернокислого глинозема 109,8 г/л это составит
мл
Для получения зольности бумаги 6 % необходимо ввести каолина (с учетом степени удержания каолина в лабораторных условиях 50% и потерь при прокаливании каолина 14 %):
г
При концентрации каолиновой суспензии 132,9 г/л для наполнения бумажной массы необходимо взять суспензии:
мл
После размола суспензия будет иметь концентрацию с=0,6 %. Диаметр отливки 0,2м, тогда площадь отливки
м2.
Масса отливки
г.
Объём суспензии, необходимый для приготовления одной отливки
мл
Лабораторные образцы из приготовленной бумажной массы изготовляют на листоотливном аппарате ЛА-3, схема которого представлена на рисунке 3. Аппарат состоит из следующих частей: станины 1, предназначенной для размещения основных узлов аппарата; отливного устройства 2 для получения отливки на сетке № 40 диаметром 200 мм при вакууме 26,6 кПа; двух сушильных камер 3 и 4 для сушки влажных отливок при температуре 100 оС и вакууме 95 кПа; вакуум-насоса, расположенного внизу аппарата слева 5; парообразователя для получения насыщенного водяного пара для нагрева сушильных камер, расположенного внизу аппарата справа 6; панелей управления 7 и 8.
На панели управления 7 находятся: общее пусковое устройство аппарата 9; тумблер включения двигателя вакуум-насоса 10; тумблер включения электронагревателя парообразователя 11; вакуумметр сушильных камер 12; два реле времени для установки продолжительности сушки в сушилках 13 и 14. На наклонной панели управления 8 расположены: шарнирный клапан для опорожнения отсасывающей камеры 15; вакуумметр для контроля за величиной вакуума в листоотливной камере 16; кран для подачи воды в формующую камеру аппарата 17; кран для подключения вакуума к отсасывающей камере 18; краны для подключения вакуума к сушилкам 19.
|
|
Рисунок 3 - Схема аппарата модели ЛА-3 для изготовления лабораторных образцов бумаги: а -вид спереди; б – вид сверху. |
|
4. Определение фундаментальных свойств волокон
4.1 Определение свойств на аппарате Fiber Тester
Fiber Тester позволяет привести расширенный анализ свойств целлюлозных волокон. Прибор состоит из устройства для анализа вместе с ПК, который управляет тестированием образца, обрабатывает данные и генерирует отчет по показаниям.
На вращающийся столик (карусель) для образцов можно размещать до 6 стаканов с дезинтегрированной массой. ПК запоминает идентификацию (ID) каждого образца, после чего образец всасывается в Прибор и разбавляется до требуемой для измерения концентрации.
Суспензия волокон прокачивается через измерительную ячейку, где она фотографируется. Изображения затем обрабатываются с помощью программы для анализа изображений. Пользователь может настроить варианты выдачи отчета в разных видах. В отчет по умолчанию включены следующие параметры волокон:
длина, среднее значение
ширина, среднее значение
Форма, т.е. частное от деления проекции длины на фактическую длину
Мелочь— выражается как процент волокон короче 0.2 мм относительно числа волокон длиннее 0.2 мм.
Грубость, т.е. вес волокна на единицу длины. Для этого должен быть известен вес навески по сухому волокну.
Могут быть также заказаны следующие опции:
LW Файбертестер Узлы (изломы) и сосуды: компьютерная программа для анализа местных деформаций волокна и количества сосудов.
L&W Файбертестер Blend (Смесь): компьютерная программа для расчета соотношения различных волокон в образце массы
Пластиковые бутылки (вместо стаканов) для подачи образцов. С этой опцией, поставляется вращающийся столик, адаптированный под пластиковые бутылки.
Рисунок 4 – Прибор Fiber Tester
Процедура измерения
Образец представляет собой 100-200-мл суспензии волокон, содержащих приблизительно 0,1 г волокон. Образец наливают в стакан (или бутылку), которая находится на n месте на вращающемся столике для образцов. ID образца и тип требуемого отчета вводятся через ПК. При начале измерения образец всасывается из стакана, который несколько раз автоматически промывается, чтобы все волокна от образца попали в тест.
Затем Прибор разбавляет образец до требуемой концентрации, воздух из образца удаляется вакуум-насосом, и образец прокачивается через измерительную ячейку. Ячейка состоит из двух стеклянных дисков с узким зазором между ними. С одной стороны ячейки смонтирован светодиод, работающий как вспышка, а камера находится с другой стороны. На дисплее показано ID образца, количество измеренных волокон, количество снятых изображений и средние значения по измеренным свойствам. Также можно увидеть изображения, снятые камерой. Измерение прекращается или когда было достигнуто максимальное заданное время, или было проанализировано максимальное заданное число волокон.
Полный цикл измерения, включая разбавление и промывку, занимает около 6 минут, время измерения 100 секунд.
В конце измерения образец смывается в канализацию, и происходит автоматическая промывка всей измерительной системы. Зазор между дисками измерительной ячейки увеличивается на время промывки, чтобы промывка происходила лучше, и чтобы защитить измерительную ячейку от осаждения волокон или забивания.
После этого измерительный столик поворачивается на один шаг для помещения следующего образца в положение для теста.
Исходя из концентрации, нашли массу навески. Она равна 18,8710 г . Объем воды 500 мл.