Архив статей журнала
Проведенные исследования влияния композиционного состава по волокну на водопоглощение подтвердили факт возможного решения задачи повышения качества как целлюлозы-основы, так и получаемой из нее флафф-целлюлозы – сердцевинного слоя одноразовых водопоглощающих санитарно-гигиенических изделий (ОВ СГИ) на основе композиций целлюлозосодержащих материалов. Получены данные об эффективности сочетания в составе целлюлозы хвойных и лиственных пород древесины и целлюлозы специальной химической обработки (ЦСО). По сравнению с целлюлозой в ЦСО главный показатель – «Средневзвешенная длина волокна» для ЦСО оказался в почти в 2 раза ниже. Уменьшилась ширина волокна, в 2 раза уменьшился изгиб волокна, в 3 раза увеличилась скручиваемость волокна и почти в 3 раза увеличилась площадь мелочи. Такие глубокие изменения в целлюлозе ожидаемо сказались на качестве целлюлозы-основы. Исследовались композиции по волокну для отлива образцов целлюлозного материала: целлюлоза – 100%; целлюлоза – 75% + ЦСО – 25%; целлюлоза – 50% + ЦСО – 50%; ЦСО – 100%. Для сравнения проводился опыт с хлопком, из которого получается наилучшая флафф-целлюлоза. По существу, продукт из хлопка принимается за эталон качества. Были исследованы композиции: целлюлоза – 75% + хлопок – 25%; целлюлоза – 50% + хлопок – 50%; хлопок – 100%.
Сочетание целлюлозы и ЦСО в различных долях от 25 до 50% позволило получить образцы целлюлозного материала-основы с высокими свойствами водопоглощения – на 22%, при повышении водоудержания на 3–5%. При сравнении показателей качества целлюлозы-основы и хлопка выявлено, что целлюлозный материал, состоящий из целлюлозы – 50% + ЦСО – 50 % сравним или несколько превышает качество флафф-целлюлозы из хлопка. Исследования в целом показали перспективность разработки флафф-целлюлозы на основе различных целлюлозосодержащих материалов для создания конкурентоспособных материалов и выполнения задачи развития и импортозамещения флафф-целлюлозы в РФ.
В данной работе комплексом методов исследованы структурные характеристики и свойства нанокристаллитов целлюлозы и свободных нанокристаллических частиц (НЧ) целлюлозы. Показано, что нанокристаллиты целлюлозы обладают тремя основными отличительными особенностями. Первой отличительной особенностью нанокристаллитов целлюлозы является их стержнеобразная форма с достаточно высоким аспектным отношением и низким порогом перколяции. Второй отличительной особенностью нанокристаллитов является их высокоразвитая удельная поверхность, что приводит к спонтанной кристаллизации и агрегации стержнеобразных кристаллитов их боковыми плоскостями. Такой процесс агрегации термодинамически выгоден, поскольку приводит к уменьшению удельной поверхности нанокристаллитов и снижению термодинамического потенциала. Третьей отличительной особенностью нанокристаллитов целлюлозы является паракристаллическая структура их поверхностных слоев, которая существенно влияет на такие структурные характеристики, как искажения решетки, межплоскостные расстояния, параметры и объем элементарной кристаллической ячейки и т. д. Наряду со структурой паракристаллическая фракция влияет также на важные физические и физико-химические свойства целлюлозы, такие как доступность к дейтерированию, содержание CII-алломорфа после подщелачивания целлюлозы, температура плавления нанокристаллитов и т. д. Получены корреляционные уравнения, позволяющие прогнозировать структурные характеристики и свойства нанокристаллитов по содержанию паракристаллической фракции.