Связь длины волокна с прочностью

Вопросы, связанные с химией вообще. Вы можете задать здесь свой вопрос, и мы постараемся на него ответить.
General chemical questions go here
Ответить
kika
Сообщения: 7533
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Связь длины волокна с прочностью

Сообщение kika » Вт апр 28, 2015 8:49 pm

Здравствуйте, уважаемые коллеги!
Вот у меня имеется образец переработанной бумаги
и имеется мнение (не мое), что прочность бумаги связана
с длиной целлюлозного волокна - чем длиннее волокно,
тем прочнее бумага. Так ли это?
С другой стороны, чем больше циклов переработки
бумаги, тем волокна короче. Что может в таком случае
делать прочнее много раз переработанную бумагу?
Увеличение числа карбоксильных групп, к примеру,
может этому помочь?
Заранее спасибо!

[ Post made via Android ] Изображение

Аватара пользователя
chaus
Сообщения: 3135
Зарегистрирован: Вт дек 24, 2013 2:37 pm

Re: Связь длины волокна с прочностью

Сообщение chaus » Вт апр 28, 2015 8:55 pm

kika писал(а):имеется мнение (не мое), что прочность бумаги связана
с длиной целлюлозного волокна - чем длиннее волокно,
тем прочнее бумага. Так ли это?
Так (до известного предела).
kika писал(а):Что может в таком случае
делать прочнее много раз переработанную бумагу?
Увеличение числа карбоксильных групп, к примеру,
может этому помочь?
Это как? Что-то вроде проклейки бумаги карбоксиметилцеллюлозой? Отчасти да, но...

Лучше добавьте заведомо длинноволокнистую фракцию, как то: размолотое тряпьё, хлопковый очёс, орех, кноп и т.д.
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.

kika
Сообщения: 7533
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Связь длины волокна с прочностью

Сообщение kika » Вт апр 28, 2015 9:09 pm

chaus писал(а):Это как? Что-то вроде проклейки бумаги карбоксиметилцеллюлозой? Отчасти да, но...
Нет, скорее окислить много раз переработанную бумагу.
Опять же, есть мнение (не мое), что чем больше
карбоксильных групп имеют волокна, пусть и короткие
по длине, то тем прочнее они будут. И это так?

[ Post made via Android ] Изображение

Аватара пользователя
chaus
Сообщения: 3135
Зарегистрирован: Вт дек 24, 2013 2:37 pm

Re: Связь длины волокна с прочностью

Сообщение chaus » Вт апр 28, 2015 10:02 pm

kika писал(а):есть мнение (не мое), что чем больше
карбоксильных групп имеют волокна, пусть и короткие
по длине, то тем прочнее они будут. И это так?
Может быть и так (до определённого предела), но прочность бумаги определяется не прочностью волокон, а их сцеплением, то есть площадью поверхности волокна и адгезией на единицу площади поверхности... А поскольку у мелких волокон площадь поверхности маленькая, то и прочность бумаги всё равно будет фиговая...
kika писал(а): окислить много раз переработанную бумагу.
Молекулярная масса целлюлозы просядет гораздо быстрее, чем увеличится содержание карбоксильных групп, и этот эффект (окислительной деградации целлюлозы) возобладает над небольшим увеличением когезии. И, кстати, получившаяся кися-мися будет очень плохо обезвоживаться на сетке.
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.

Аватара пользователя
Jokermaniak
Сообщения: 3825
Зарегистрирован: Чт окт 02, 2014 4:41 pm

Re: Связь длины волокна с прочностью

Сообщение Jokermaniak » Ср апр 29, 2015 1:00 am

kika писал(а):имеется мнение (не мое), что прочность бумаги связана
с длиной целлюлозного волокна - чем длиннее волокно,
тем прочнее бумага.
Связь есть. Хотя бы из ассимптотических соображений - если устремить длину волокна к нулю, то прочность устремляется туда же, а если к бесконечности - то прочность будет определяться чуть ли не прочностью ковалентных связей :shock: Однако однозначно утверждать, что прочность изменяется симбатно длине волокна - нельзя. На это влияет масса факторов...
kika писал(а):Чем больше карбоксильных групп имеют волокна, пусть и короткие по длине, то тем прочнее они будут.
Товарищ намекает на водородные связи и супрамолекулярные димеры карбоксилов? Ну, в этом есть здравое зерно, но на таком примитивном уровне это только гипотеза. Вот если у товарища есть какие-то существенные теоретические соображения, или, тем паче, эксперимент!

Но тут есть и обратная сторона медали - скорее всего, такая "бумага" просто не будет бумагой по своим функциональным качествам. Тут же нужен не просто рандомный полимер, образующий волокна - нужен целый ряд свойств - стабильность, прочность, адгезия чернил и т.д...
Что, Карл Маркс запрещает держать на лестнице ковры? Разве где-нибудь у Карла Маркса сказано, что 2-й подьезд калабуховского дома на Пречистенеке следует забить досками и ходить кругом через черный двор?

2rin
Сообщения: 402
Зарегистрирован: Вт май 11, 2010 8:58 pm

Re: Связь длины волокна с прочностью

Сообщение 2rin » Ср апр 29, 2015 12:28 pm

Энциклопедия полимеров в 3-х тт., 1972 г. т.1, статья "Бумага":
Приготовление бумажной массы начинается с размола полуфабрикатов в воде. При этом происходит размол волокон с изменением их формы и размера, а также гидратация волокон, приводящая к их набуханию, разрушению первичной стенки, раскрытию внутренней поверхности волокон (вследствие их расчеса) с частичным отделением от наружной поверхности тонких волоконцев — фибрилл. В результате на поверхности волокон оказываются адсорбирующие воду гидроксильные группы, находившиеся до размола в толще волокна. Поэтому из гидратированных волокон получается прочный лист, размол с преимущественным укорочением волокон без их фибриллирования приводит к выработке «пухлой» Б. с малой прочностью и повышенной впитывающей способностью. Следует заметить, однако, что длинные волокна обладают склонностью к образованию хлопьев, что затрудняет изготовление однородной по свойствам Б. Поэтому некоторое укорочение волокон необходимо во всех случаях.

Вобщем, с длиной волокон связь сложная и не надо путать ее с мол.массой. Волокна - это макрообразования, они из мелких фибрилл и пр. состоят, которые, в свою очередь, - из макромолекул. Как-то так.
Окисляют целлюлозу обычно не для того, чтобы увеличить прочность сцепления макромолекул, а чтобы придать необходимые свойства и очистить от примесей. ММ и прочность при этом снижаются (стараются сделать это снижение незначительным).

kika
Сообщения: 7533
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Связь длины волокна с прочностью

Сообщение kika » Ср апр 29, 2015 1:51 pm

Коллеги, огромнейшее вам спасибо!
2rin, Вам отдельное спасибо за ссылку на источник!
Дело в том, что я не разбираюсь ни в бумаге, ни в том, как она перерабатывается,
какими свойствами должна/не должна обладать и т.д.
Единственно, что в моих силах - это окислить целлюлозу.
И вот приходит некто с предложением это самое окисление провести, мол,
с увеличением карбоксиловых групп, по информации из какой-то статьи,
должна увеличиться прочность бумаги.
И мне, конечно, стало интересно, так ли это.
Благодаря вашим мыслям и рассуждениям, поняла, что это спорный
вопрос и что лучше всего это экспериментально проверить.
Буду просить образцы такой бумаги или "киси-миси", как тут говорилось, :-)
чтобы иметь какое-то осязаемое представление...
Еще раз, огромное спасибо!

Ответить

Вернуться в «общехимические вопросы / general chemical issues»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 8 гостей