Тезисы докладов XXVIII научно-технической конференции ПГТУ по результат

ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ ОТБЕЛКИ ОРГАНОСОЛЬВЕНТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ НАДУКСУСНОЙ КИСЛОТОЙ

Ф.Х.Хакимова, М.В.Тешюухова, студентка Н.А.Носкова

В связи с возросшими требования™ защиты окружающей среды в странах с развитой целлюлозно-бумажной промышленностью большое внимание уделяется разработкам экологически безопасных техноло­ гий. С этой точки зрения несомненный интерес представляет сольволизная варка, позволяющая исключить серосодержащие токсичные выбросы в окружающую средцг, создать замкнутый технологический цикл и получить малоизмененный лигнин.

Особое внимание уделяется созданию бесхлорных технологий получения беленых волокнистых полуфабрикатов. Перспективным считается использование для делигнификации и отбелки целлюлозы пероксидных соединений, в том числе надуксусной кислоты (НУК).

В настоящем сообщении приводятся результаты исследования возможности отбелки осиновой органосольвентной целлюлозы (ОСЦ) без использования хлорсодержащих реагентов.

Для отбелки ОСЦ использовали НУК и пероксид водорода. Изучено влияние условий обработки этими реагентами на эффек­ тивность делигнификации и качественные показатели целлюлозы.

Показано, что для отбелки ОСЦ без хлорсодержащих реаген­ тов может быть рекомендована отбелка всего в четыре ступени по схеме НУК-П-НУК-П-К, позволяющая получить белизну 86-89 % при выходе беленой целлюлозы 93-95 % и хороших показателях меха­ нической прочности. (В схеме отбелки: НУК - обработка целлюло­ зы надуксусной кислотой, П - обработка пероксидом водорода, К - кисловка соляной кислотой; после каждой ступени обработки проводится промывка целлюлозы водопроводной водой).

ИССЛЕДОВАНИЕ НАКИПЕ0ЕРА30ВАНИЯ В СУЛЬФАТЦЕЛЛШОЗНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

M.S.Постникова, студентка И.В.Калугина

Проблема накипеобразования характерна для всех отраслей про мышленности, где есть подогреватели, испарители, выпарные и реак ционные аппараты и другое теплоили массообменное оборудование Такая проблема существует и в производстве сульфатной целлюлозы непрерывным способом с применением варочных установок "Камюрп.

Отложения, образующиеся в установках непрерывной варки цел­ люлозы, вызывают технологические трудности в проведении варки: неравномерное распределение щелока, местный перегар, снижение качества целлюлозы, увеличение расходов тепла и электроэнергии. Периодическое удаление отложений промывкой соляной кислотой при­

С целью снижения минеральных и органических ’отложений на оборудовании сульфатцеллюлозного производства авторами исследо­ вано влияние технологических факторов варочного процесса. Уста­ новлено, что главными из них являются качество сырья - щепы (наличие песка, окислов, механических примесей, поступающих с щепой, доля коры в щепе), качество белого и зеленого щелока, режим варки.

Для снижения накипеобразования необходимо следующее: опти­ мизация процесса варки, каустизации и регенерации, исключение местных перегревов, проведение варки в более мягких условиях, т.б. при пониженной температуре, сокращение избытка щелочи и

регулирование концентрации щелочи в течение варки.

УДК 621.922 ПРОПИТОЧНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА

М.В.Постникова, студентка Т.В.Даниловская

Для повышения качества и производительности процесса шлифо­ вания конструкционных и легированных сталей и труднообрабатывае­ мых материалов может быть использован импрегнированный абразив­ ный инструмент.

Авторами изучен вопрос получения пропиточного раствора (импрегнатора) для абразивного инструмента на основе побочных про­ дуктов производства целлюлозы.

В результате исследования разработан состав и режим получе­ ния пропиточного раствора, а также режим пропитки и закрепления раствора на инструменте. Пропитка абразивного инструмента данным составом позволила целенаправленно изменить эксплуатационные свойства инструмента.

Данный пропиточный состав можно получать на предприятиях целлюлозно-бумажного производства.

УДК 676.16:634.982.54

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ТОПЛЯКА В ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Т.Н.Ковтун, студентка Н.Ю.Исаева

Наиболее распространенным и дешевым способом доставки дре­ весного сырья на предприятия ЦЕЛ многие годы был сплав древесины. В водоемах, по которым сплавляли лес, накопилось большое коли­ чество топлой древесины (топляка). Одним из вариантов расширения сырьевой базы целлюлозно-бумажных предприятий является подъем этой древесины из воды и ее использование для получения целлюло­ зы и полуцеллюлозы - полуфабрикатов бумажного и картонного про­ изводства.

Цель данной работы - исследование возможности получения из древесины топляка целлюлозы различными способами варки - суль­ фитным, бисульфитным и сульфатным.

Исследования показали, что любым из указанных способов дре­ весина топляка варится без затруднений. Продолжительность суль­ фитной и бисульфитной варки древесины топляка на 20-30 мин доль­ ше, чем балансовой древесины березы. Полученная целлюлоза имела более темный цвет и расход химикатов на отбелку увеличен был на 1,0-1,5 %. По всем остальным показателям качества (кроме содержа­ ния смолы) целлюлоза из топляка удовлетворяет требованиям на все марки целлюлозы из хвойной балансовой древесины.

Сульфатная целлюлоза из топляка была получена с выходом 49-51 % и высокими показателями механической прочности.

Таким образом, древесина топляка может служить сырьем для получения полуфабрикатов бумажного производства.

УДК 681.3.096:66.045.2

ПАКЕТ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В МНОГОСЛОЙНОМ ТЕЛЕ

МЕТОДОМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА Д.Д.Талин, студентка 0.А.Митина

Рассматриваются вопросы создания математического и программно­ го обеспечения исследований теплопереноса в многослойных изделиях методом вычислительного эксперимента.

В качестве математического обеспечения взята стандартная сис­ тема уравнений теплопереноса в частных производных, для решения которой был выбран метод конечных разностей. С позиций обеспечения устойчивости и сходимости выбрана четырехточечная неявная схема, на базе которой написано решение разностной системы уравнений теплопереноса методом прогонки.

Пакет прикладных программ имеет систему меню, создающих "дружественный” интерфейс, и следующий набор программных модулей:

- программа ввода исходных данных, при помощи которой в диа­ логовом режиме вводятся данные для расчетов, эта же программа фор­ мирует файл исходных данных. Использование в пакете отдельного файла исходных данных облегчает работу пользователя при исправле­ нии ошибок ввода или при проведении вычислительного эксперимента,

когда в массиве исходных данных необходимо заменить лишь одну-две величины, что легко осуществляется при помощи экранного редактора;

-программа расчета тепловых полей - основная программа паке­ та, реализующая расчет нестационарных полей температур в пяти­ слойном изделии простой формы (пластина, цилиндр) и формирующая файл результатов расчета;

-программы вывода на печать файлов исходных данных и ре­ зультатов расчетов.

Работоспособность данного пакета прикладных программ провере­ на в ходе отработки оптимального теплозащитного покрытия.

УДК 541.64:536.7:539.26

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРОВ НА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКУЮ СОВМЕСТИМОСТЬ С КРИСТАЛЛИЗУЩИМСЯ ПОЛИМЕРОМ И ЕГО СТРУКТУРУ

Г.А.Васильева, студент А.И.Афанасьев

Методами ДТА и рентгеновской дифракции в больших углах изу­ чены структурные изменения кристаллизующегося полимера со сте­ пенью кристалличности 60 % под влиянием двух пластификаторов - аддуктов адипиновой кислоты с дивиниловым эфиром диэтиленгликоля С-381 и С-382, отличающихся химическим строением и размером мо­ лекулы.

Обнаружено, что аддукт С-382, имеющий симметричное строение молекулы и больший мольный объем (421,8 см3/моль), при добавлении к исследуемому полимеру постепенно разрушает его кристаллическую структуру. Композиция с 50 % пластификатора С-382 имеет полностью аморфную структуру с нулевой степенью кристалличности. В то же время с аморфными областями полимера пластификатор не совмещается, о чем свидетельствует характер концентрационной зависимости темпе­ ратуры стеклования полимера. Аддукт С-381, имеющий несимметричное строение молекулы и меньший мольный объем (266,2 см3/моль), лишь частично разрушает исходную кристаллическую структуру полимера, одновременно вызывая образование новой кристаллической структуры, что приводит к возрастанию степени кристалличности композиции с 50 % пластификатора до 60 %.

По экспериментальным данным снижения температуры плавления полимера от содержания в нем пластификатора определены величины параметров энергетического взаимодействия изученных аддуктов с полимером, характеризующие их термодинамическую совместимость.

Сделан вывод, что аддукты адипиновой кислоты с дивиниловым эфи­ ром диэтиленгликоля являются по отношению к исследуемому кристал­ лизующемуся полимеру пластификаторами селективного действия, взаимодействующими только с кристаллическими областями полимера.

УДК 62-492.2.002.61:01.099.2

ВЫБОР МЕТОДА КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ МИКРОДОБАВОК В ПРЕПАРАТЕ ПСМ-2

Л.А.Галкина, Б.Л.Дейнека, О.Ю.Калугина, студент А.А.Грачев

Научно обоснованный тип кормления предусматривает хорошую сбалансированность кормов по элементам питания. Биостимулятор сельскохозяйственных животных - препарат ПСМ не решает этой про­ блемы ввиду отсутствия в нем необходимых элементов Fe ,Си ,Mfi% lit ,Co,NL ,М0.

Скомпонован состав препарата ПСМ-2, содержащего микродобав­ ки. Введение микродобавок в ПСМ-2 потребовало выбора и отработки метода их раздельного количественного содержания.

Для оценки хлорнокислого аммония (ХКА) и микродобавок оста­ новились на термогравиметрическом способе с использованием дериватографа системы Ф.Паулик.

Испытаны индивидуальные компоненты - ХКА и микродобавки и их модельные композиции состава 73 % мае. ХКА - 23 % мае. микро­ добавки.

Полученные результаты для микродобавок показали хорошее совпадение экспериментальных и справочных данных.

Анализ дериватограмм модельных композиций показал, что каж­ дый компонент в смеси разлагается автономно, не оказывая влияния на другие. Определенное по потере веса содержание компонентов хо­ рошо согласуется с исходным составом композиции, что позволяет рекомендовать дериватографический метод для внесения в ТУ на ПСМ-2 для оценки количества ХКА и суммы микродобавок.

ИССЛЕДОВАНИЕ В03М0Ш0С1И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ И СМОЛ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТУАЛЕТНОГО МЫЛА

Л.А.Галкина, Б.Л.Дейнека, О.Ю.Калугина, студентки Е.Л.Щубникова, Т.Н.Дорофеева

Впоследние годы мыловаренная промышленность России испытыва­ ет большие трудности в приобретении импортного сырья (кокосовое, пальмоядровое масла) для производства туалетного мыла. Поэтому на­ ми сделана попытка заменить импортные компоненты на доступное рас­ тительное сырье.

Вкачестве компонентов жировой основы выбраны не жирные кисло­ ты, как это принято на мыловаренных предприятиях России, а нейт­ ральные жиры (говяжий и свиной), касторовое масло и канифоль.

Собрана лабораторная установка, исследованы свойства сырья на соответствие показателям ГОСТов и отработаны режимы изготовления мыльной основы щелочным способом.

Показано, что использование при диспергировании и омылении компонентов двух рамных мешалок, вращающихся навстречу друг другу от одного двигателя (конструкция типа "Миксер”), не обеспечивает требуемого качества мыла. Для получения мыльной основы, соответ­ ствующей по содержанию жирных кислот туалетному мылу, рекомендова­

но использовать последовательно сконтруированный на кафедре ТППБ эмульгатор ЭЛ-2 и мешалку типа "Миксер".

Отработанный способ получения туалетного мыла на доступном сырье без потери его качества можно рекомендовать для малых пред­ приятий и фермерских хозяйств.

УДК 681.3.06:678.01

РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЩЯ ПЛОТНОСТИ УПАКОВКИ ФРАКЦИЙ ЧАСТИЦ ДИСПЕРСНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

А.С.Ермилов, А.М.Федосеев, студентка Т.Г.Стерхова

Рассматривается алгоритмическое и программное обеспечение рас­ чета и оптимизации гранулометрических составов (ГРС) порошкообраз­ ное наполнителей полимерных композиционных материалов (ПКМ) по кри-

териго плотности упаковки. Приводится оригинальный метод расчета плотности упаковки, допускающий возможность повышения его точ­ ности за счет накопления новых экспериментальных данных и адап­ тации базовой зависимости коэффициента пористости от соотношения размеров частиц фракций.

Программа расчета и оптимизации плотности упаковки фракций частиц различного размера включает два модуля: модуль расчета плотности упаковки и модуль оптимизации гранулометрического состава.

Модуль расчета позволяет вычислить плотность упаковки для любого количества фракций и форм частиц типа: сферическая, ку­ бическая и цилиндрическая.

Модуль оптимизации представляет собой решение специальной задачи нелинейного программирования и дает возможность опреде­ лить оптимальные объемные доли фракций наполнителя, обеспечива­

шить реологические и механические свойства ПКМ. Разработанное программное обеспечение можот быть использовано в химической, металлургической, строительной и других, отраслях промышленности.

УДК 541.126:662.611

АППРОКСИМАЦИЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕПЛОВОЙ ТЕОРИИ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ

А.М.Федосеев, А.С.Ермилов, студентка С.М.Чепчутова

Рассматриваются задачи аппроксимации тепловой теории взрыва и воспламенения, алгоритмическое и программное обеспечение их ре­ шения на ПЭВМ.

Алгоритмическое и программное обеспечение включает прибли­ женное решение следующих задач: элементарной теории теплового взрыва; краевой задачи теплопроводности для полуограниченного

тела, неограниченной пластины и граничных условий I, 2 и 3-го ро­ да; воспламенения на основе аппроксимации основной задачи стаци­ онарной теории воспламенения Франк-Каменецкого.

Программное обеспечение решения задач воспламенения разрабо­ тано для следующих частных случаев: вычисление параметра ФранкКаменецкого и периода индукции теплового взрыва; определение критической температуры среды или размера тела для образцов раз­ личной геометрической формы (плоский, цилиндрический, сферичес­ кий); определение характеристик очагового воспламенения (крити­ ческий размер очага разогрева заданной формы: плоский, цилиндри­ ческий, сферический) и теплового зажигания (температура и время задержки зажигания) при граничных условиях I, 2 и 3-го рода.

Особенностью программного обеспечения, разработанного в сре­ де TURBO -PASKAL для ЭВМ типа IBM PC, является дружественный интерактивный интерфейс между пользователем и ЭВМ в процессе реше­ ния задач.

Численное решение различных задач реализовано с позиций еди­ ного алгоритмического подхода путем решения соответствующих нели­ нейных трансцендентных уравнений.

Приводятся примеры практических задач из различных предмет­ ных областей ("Нефтедобыча", "Пороха и ВВ"), показывающие эффектив­ ность и универсальность предложенного подхода.

УДК 681.3.06:678.01

МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕ0Л01ИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

А.С.Ермилов, А.М.Федосеев, студентка Т.Ю.Борисова

Рассматриваются структурно-механическая модель, алгоритми­ ческое и программное обеспечение для прогнозирования реологичес­ ких и механических свойств полимерных композиционных материалов (ПКМ). Модель позволяет на этапе расчетного проектирования оце­ нить реологические и механические характеристики как неотвержДенных (в виде суспензии), так и отвержденных (сшитых) эласто­ мерных композиций, определить функцию напряжение - деформация эластомерного композита в условиях одноосного растяжения (ежа-

тин) в зависимости от основных параметров его рецептуры и темпера­ турно-скоростных условий деформирования образца.

В качестве рецептурных параметров модель использует: эффек­ тивную степень объемного наполнения порошкообразными компонентами, степень пластификации, концентрацию поперечных химических связей

вполимерном связующем, температуру стеклования.

Вмодели предусмотрен количественный учет возможности отслое­ ния частиц одного или нескольких дисперсных компонентов от поли­ мерного связующего. Кинетика этого процесса описывается с по­ мощью функции гауссовского распределения. Влияние межмолекулярно­ го взаимодействия в полимерном связующем, зависящего от химичес­ кой природы его составляющих, оценивается через температурную уда­ ленность от температуры стеклования.

Применение предлагаемой модели и программного обеспечения, разработанного для ПЭВМ, позволяет за счет оптимального проекти­ рования рецептуры обеспечивать требуемые реологические и механи­ ческие свойства ПКМ с наименьшими затратами времени и других ре­ сурсов.

УДК 541.64:543.544

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМОДШШЧЕСКОЙ С0ШЕСТИМ0СТИ КОМПОНБНТОВ

ВПЛАСТИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЯХ МЕТОДОМ ОБРАЩЕННОЙ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Г.А.Васильева, студентки Н.В.Погоцкая, Т.В.Шилова

В практической деятельности инженеров-технологов, разрабаты­ вающих рецептуры новых полимерных материалов с заданными свойствами, постоянно возникает вопрос о термодинамической совместимости компонентов и ее влиянии на эксплуатационные характеристики. Од­ ним из наиболее перспективных экспериментальных методов оценки термодинамической совместимости компонентов полимерных композиций, позволяющих быстро получить достоверную информацию не только о термодинамических, но и о релаксационных и некоторых других их свойствах, является метод обращенной газовой хроматографии (ОГХ).

В настоящей работе исследовалась совместимость кристалличес­ кого полимера - азидопентона с двумя пластификаторами при различ­