Подготовка проб и порядок работы на приборе Fiber Tester
Образец представляет собой 100-200 мл суспензии волокон, содержащих приблизительно 0,1 г волокон. Образец наливают в стакан, который находится на вращающемся столике для образцов. Идентификация образца и тип требуемого отчета вводится через ПК. Отчет программы Fiber Tester показан на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 – Отчет программы Fiber Tester
При начале измерения образец всасывается из стакана, который несколько раз автоматически промывается, чтобы все волокна от образца попали в тест. Затем образец разбавляется до требуемой концентрации и прокачивается через измерительную ячейку, воздух из образца удаляется вакуум-насосом. 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 показан идентификационный номер 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 измерения, 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 теста.
2.3 Изготовление образцов и подготовка их к испытаниям
В ходе проведения эксперимента были изготовлены лабораторные образцы картона m1м2 = 125 г различные по композиционному составу и степени обработки длинноволокнистой фракции сульфатной ЦВВ и лиственной ПЦ. Изготовление проб потребовало использовать фракционатор, который позволяет разделить целлюлозную массу на КВФ и ДВФ.
2.3.1 Размол целлюлозы
Размол целлюлозы осуществляется в центробежном размалывающем аппарате (ЦРА). При размоле объем суспензии должен составлять 267 м3 при массовой концентрации 6%
Массу равномерно укладывали вокруг размалывающего барабана. Стаканы устанавливали в гнезда мельницы, тщательно закручивая болты, избегая перекоса. Затем закрывали крышку аппарата и включали пусковой механизм.
Процесс размола контролировали путем определения степени помола массы.
2.3.2 Определение степени помола
Определение проводились согласно ГОСТ 14363.4-89.
Степень помола определяли на приборе СР-2, принцип работы которого основан на разной скорости отдачи воды массой в зависимости от степени помола при обезвоживании ее на сетке.
Аппарат состоит из полого съемного цилиндра, на дно которого натянута сетка №40, закрываемая подъемным клапаном, и нижнего конуса с двумя трубками: центрального узкого (диаметр 3,1 мм) и бокового широкого (диаметр 12,5 мм). Отверстия расположены так, что вода, стекающая через слой массы и сетку из верхнего цилиндра, может уходить через боковое отверстие лишь тогда, когда скорость стекания ее больше, чем пропускная способность центрального отверстия.
Для определения степени помола брали 1 л волокнистой хорошо диспергированной суспензии, содержащей 2 г абсолютно сухого волокна. Суспензию быстро вливали в верхний цилиндр прибора при опущенном клапане, который затем поднимали и давали возможность стечь воде через слой массы и сетку в цилиндры, подставленные под центральную и боковую трубки. Определив объем воды, вытекающий через боковую трубку, степень помола волокна можно рассчитать по формуле:
,
(2.1)
где СП – степень помола, ШР;
V- объем воды, вытекающий через боковую трубку, мл.
2.3.3 Изготовление лабораторных отливок
Изготовление лабораторных образцов производилось на листоотливном аппарате компании PTI Rapid-Kothen RK – 3AKW. Прессование отливок осуществлялось с помощью прессового валика аппарата. Сушка велась при температуре 105±5 °С в вакуум-сушилках листоотливного аппарата.
2.3.4 Кондиционирование и определение влажности образцов
Перед испытанием
образцы должны подвергаться
кондиционированию согласно ГОСТ
13523−78, при температуре 23
1
ºС и относительной влажности воздуха
50±2 %.
2.3.5 Определение влажности образцов
Влажность определяли с помощью экспресс-анализатора компании Lorentzen and Wettre.
Датчик влажности в данном приборе представляет собой микроволновый полостной резонатор. Полость имеет нижнюю и верхнюю часть. Образец помещается в открытое пространство между ними. Для измерения влажности в материале с низким значением массы 1 м2 полость должна иметь прямоугольную форму.
Прямоугольная полость не должна быть видна извне прибора.
Важно образец заводить в зазор извне и пересечь линию образца менее чем за секунду. Удаление образца следует производить также быстро, менее чем за секунду. Время нахождения образца в измерительном зазоре должно составлять не менее, чем 15 секунд, для получения надежного среднего результата.
Образец следует перемещать по S-траектории, при этом влияние недостатков формования листа будет сглажено.
|
|
Рисунок 2.6 – L&W Тестер влажности
Перед измерением необходимо выбрать единицы измерения влажности, массы 1 м2 и сорт.
При автоматическом старте с присоединенными весами необходимо:
1) взвесить образец на подсоединенных весах, при этом на дисплей выводится рассчитанная масса 1 м2;
2) поместить образец в измерительный зазор и убедиться, что образец перекрывает линию образца;
3) для завершения измерения удалить образец.
Рисунок 2.7 – Отчёт программы L&W Тестер влажности
2.4 Определение показателей механической прочности образцов
Показатели качества лабораторных образцов определяли по стандартным методам: толщину образца по ГОСТ 27015-86; сопротивление продавливанию по ГОСТ 13525.8-86; разрушающее усилие при сжатии кольца по ГОСТ 10711-74; сопротивление сжатию короткого образца ISO 9895; сопротивление плоскостному сжатию гофрокартона ГОСТ 20682-75; сопротивление торцевому сжатию ГОСТ 20683 – 97; прочность на разрыв и удлинение при растяжении по ГОСТ 13525.1-79.
2.4.1 Сопротивление продавливанию
Сопротивление продавливанию является одним из основных показателей прочности многих видов бумаг, хотя и является чисто эмпирическим критерием, зависящим как от сопротивления разрыву, так и от растяжимости. Сопротивление продавливанию равно максимальному давлению, которое выдерживает непосредственно перед разрушением образец бумаги в форме кружка диаметром (30,5±0,025) мм. Образец должен быть без морщин и трещин. Испытания проводят с обеих сторон картона. Сопротивление продавливанию определяли на приборе Lorentzen and Wettre Bursting Strength Tester SE 002. Данный прибор представлен на рисунке 2.8.
Рисунок 2.8 – Прибор для испытания на сопротивление продавливанию Lorentzen and Wettre Bursting Strength Tester SE 002
Образец размещают под опорой для зажима. После того, как началось испытание, защитная крышка опускается. В том случае, если движению крышки ничто не препятствует, опора для зажима опускается и фиксирует образец в нужном положении. Резиновая диафрагма, которая продавливает опытный образец, размещена как крышка над гидравлической камерой. Поршень загоняется в камеру, а диафрагма растягивается до тех пор, пока не произойдет продавливание образца. Происходит непрерывная регистрация давления в гидравлической камере. Верхняя часть прибора блокирована в измерительном положении с помощью пневматического цилиндра. Величина сопротивления продавливанию выводится на текстовый дисплей и распечатывается на встроенном принтере.
Прибор для определения сопротивления образцов продавливанию имеет предохранительное устройство, защищающее руки и пальцы от повреждений. В том случае, если палец или какой-либо другой объект, толщина которого превышает толщину обычного образца бумаги или картона, попадет в пространство между защитной крышкой опоры для зажима и зажимной плитой, процесс измерения автоматически прерывается.