Отчет по практике. Отчет по практике Голубев. Автономная некоммерческая организация высшего образования Российский новый университет
 Скачать 60.25 Kb.
|
1.4 Влияние наноцеллюлозы в композиции печатной бумаги на ее упругопластические свойства.Упругопластические свойства волокнистых материалов и изготовленной из них бумаги определяют потребительские качества изготовляемых из нее изделий. Качество печати определяется в основном степенью контакта между печатной формой и поверхностью бумаги. Чем выше способность бумаги сжиматься под натиском печатной формы, тем полнее контакт между бумагой и печатной краской. Степень деформации бумаги по ее толщине зависит как от упругопластических свойств бумаги, так и от применяемого при печати удельного давления, различного в зависимости от вида печати. Определение упругопластических свойств бумаги, предназначенной для различных видов печати, важно для характеристики ее печатных свойств, где под упруго-пластическими свойствами подразумевается способность бумаги к обратимым и необратимым деформациям как при ее сжатии, так и при растяжении. На различных этапах технологического процесса при печати бумага испытывает разные по величине и характеру деформации: на сжатие, растяжение, изгиб. 1.5 Влияние температуры сушки на механические свойства бумаги в зависимости от количества наноцеллюлозы и порядка введения компонентов в композицию бумажной массы.В процессе сушки на бумагоделательной машине не только обезвоживается бумажное полотно, но и одновременно происходит дальнейшее его уплотнение и сближение волокон, при сближении волокон между свободными гидроксильными группами устанавливаются водородные связи, а в бумажном листе образуются межволоконные связи. Введение НЦ в композицию упаковочных видов бумаги и картона из 100% макулатуры приводит к повышению водоудерживающей способности волокнистой суспензии. Это может быть использовано для направленного регулирования свойств бумажной массы перед подачей на формующую часть БДМ (КДМ). Введение гидрогеля НЦ в состав бумажной массы способствует удержанию мелкого волокна. Это обеспечит содержание взвещенных веществ в подсеточной воде и снижение нагрузки на локальные очистные сооружения осветления оборотной воды и значительно исключит возврат «мертвого» волокна в поток бумагоделательного производства. Исходя из этого, можно сделать обоснование, что использование НЦ даст в перспективе достаточный эффект по ряду направлений. На основании исследованных данных можно говорить о том, что мировой рынок наноцеллюлозы ожидает рост в среднем на 19,5% к 2022 году. Нано-фибриллированная целлюлоза заняла более 40% рынка, далее идет сегмент нанокристаллической целлюлозы. Наибольшим спросом пользовалась нанокристаллическая целлюлоза в упаковочной промышленности. 1.6 Развитие научно-технического прогресса в нанотехнологии.Разработка новых материалов, технологий их получения и переработки представляет собой один из важнейших экономических аспектов и приоритетных направлений развития современного научно-технического прогресса. Развитие фундаментальных и прикладных знаний о наноматериалах и нанотехнологиях может привести к кардинальным изменениям в различных сферах человеческой деятельности, таких как машиностроение, материаловедение, информатика, медицина, экология и др. К наноматериалам условно относят дисперсные и массивные материалы, содержащие структурные элементы (зерна, кристаллиты, блоки, кластеры), геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками. К нанотехнологиям можно отнести технологии, обеспечивающие возможность контролируемым образом создавать и модифицировать наноматериалы, а также осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба. Среди основных составляющих науки о наноматериалах и нанотехнологиях можно выделить следующие: 1) фундаментальные исследования свойств материалов на наномасштабном уровне; 2) развитие нанотехнологий как для целенаправленного создания наноматериалов, так и поиска и использования природных объектов с наноструктурными элементами, создание готовых изделий с применением наноматериалов и интеграция наноматериалов и нанотехнологий в различные отрасли промышленности и науки; 3) развитие средств и методов исследования структуры и свойств наноматериалов, а также методов контроля и аттестации изделий и полуфабрикатов для нанотехнологий . Уникальные свойства соединений в нанокристаллическом состоянии позволили не только создать совершенно новые поколения материалов и устройств, но и изменить фундаментальные представления об окружающем нас мире. Наночастицы благодаря их уникальным физико-химическим свойствам находят широкое применение при создании функциональных наноматериалов. Это связано с тем, что уменьшение размеров частиц до нанометровых приводит к значительному изменению свойств полученных с их использованием материалов, таких как температура плавления, теплоемкость, электропроводность и др. Кроме того, у таких материалов появляются новые оптические, магнитные и электронные свойства. Эти изменения проявляются тем сильнее, чем меньше размеры частиц. Отличие свойств наночастиц от объемных материалов при одном и том же химическом составе связано со значительным увеличением доли поверхности. В нанообъектах отношение площади поверхности к объему деталей намного больше, чем у деталей обычных размеров. Для наночастиц доля атомов, находящихся в тонком поверхностном слое (примерно 1 нм), по сравнению с микрочастицами заметно возрастает. У поверхностных атомов задействованы не все связи с соседними атомами. Для атомов, находящихся на выступах поверхности, ненасыщенность связей еще выше. В результате в приповерхностном слое возникают сильные искажения кристаллической решетки, и даже может происходить смена типа решетки. Другим аспектом является тот факт, что свободная поверхность – это место сосредоточения (стока) кристаллических дефектов. При малых размерах частиц их концентрация заметно возрастает за счет выхода большинства структурных дефектов на поверхность. Установлено, что процессы деформации и разрушения протекают, в первую очередь, в тонком приповерхностном слое с опережением по сравнению с внутренними объемами металлического материала, что во многом определяет механические свойства (прочность, пластичность). Следующей причиной специфики свойств наноматериалов является увеличение объемной доли границ раздела с уменьшением размера зерен или кристаллитов в наноматериалах. Границы зерен носят неравновесный характер, обусловленный присутствием высокой концентрации зернограничных дефектов. Эта неравновесность характеризуется избыточной энергией границ зерен и наличием дальнодействующих упругих напряжений. В то же время границы зерен имеют кристаллографически упорядоченное строение, а источниками упругих полей выступают зернограничные дефекты. Неравновесность границ зерен вызывает возникновение искажений кристаллической решетки, изменение межатомных расстояний и появление значительных смещений атомов, вплоть до потери упорядоченности. Результатом является значительное повышение микротвердости. Важным фактором, действующим в наноматериалах, является также склонность к появлению кластеров (скоплений атомов, молекул). Облегчение миграции атомов (групп атомов) вдоль поверхности и по границам раздела, а также наличие сил притяжения между ними часто приводят к процессам самоорганизации островковых, столбчатых и других кластерных структур. Этот эффект уже используют для создания упорядоченных наноструктур в оптике и электронике. Технологические аспекты получения наноразмерных частиц существенным образом влияют на их состав и структуру. При одном и том же химическом составе наноразмерных частиц в зависимости от применяемой технологии можно получить различные по структуре и активности частицы. Морфология углеродных наноматериалов чрезвычайно разнообразна и в значительной степени определяется методами их получения. |