Formation of deformation and strength properties of bamboo pulp during the refining
Authors: Кхоа Х.М. , Казаков Я.В. , Окулова Е.О. 
Published: April 2023

Установлены количественные закономерности, описывающие формирование деформационных и прочностных свойств сульфатной небеленой целлюлозы из бамбука Bambusa blumeana (число Каппа 17,3) в процессе размола. Свойства образцов изучали на лабораторных отливках массой 60 г/м2, изготовленных на листоотливном аппарате Estanit BBS-2, после размола на мельнице Йокро при концентрации 6% до степени помола 20, 30, 40 и 60 ШР. Испытания на растяжение проводили на образцах размерами 100 15 мм, скорость растяжения 50 мм/мин. Анализ хода кривых напряжение-деформация показал, что изменение деформационного поведения целлюлозы из бамбука при размоле является типичным для целлюлозно-бумажных материалов. При увеличении степени помола кривые идут выше, увеличиваются жесткость в упругой области деформирования, общая деформация до разрушения и разрушающее напряжение. Выполненное сравнение с целлюлозой из древесины лиственных и хвойных пород показало, что поведение целлюлозы из бамбука при размоле во многом аналогично традиционным полуфабрикатам из северных пород древесины. Показано, что величины деформационных и прочностных характеристик у бамбуковой целлюлозы имеют более низкие значения. Однако степень изменения прочностных характеристик бамбука в результате размола выше, чем у хвойных и лиственных целлюлоз. Разрывная длина у бамбука при размоле от 20 до 60 ШР возрастает на 50% и приближается по величине (8000 м) к значениям лиственной и хвойной целлюлозы (8200 м). В наибольшей степени у целлюлозы из бамбука изменяется удлинение до разрыва, рост составляет 34-66% и достигает величины 3,73%, что выше, чем у лиственной (1,79%) и хвойной (2,65%). В отличие от лиственной и хвойной целлюлозы, при размоле бамбука выше 50 ШР не наблюдается снижения прочностных и упругих показателей. При 60 ШР прочность при растяжении целлюлозы из бамбука приближается к лиственной ихвойной, а деформация разрушения и ТЕА превышает их. Поэтому для достижения необходимого уровня прочностных свойств целлюлозы из бамбука требуется размол до более высокой степени помола.

Quantitative regularities have been established that describe the formation of deformation and strength properties of kraft unbleached pulp from bamboo Bambusa blumeana (Kappa number 17.3) during refining. The properties of the samples were studied on handheets 60 g/m2, made on an Estanit BBS-2 Rapid Ketten sheet former, after refining in a Yokro mill at a concentration of 6% to a refining degree of 20, 30, 40, and 60 SR. Tensile tests were carried out on samples with dimensions of 100 × 15 mm, the tensile rate was 50 mm/min. An analysis of the stress-strain curves showed that the change in the deformation behavior of bamboo pulp during refining is typical for pulp and paper materials. With an increase in the degree of refining, the curves go higher, the stiffness the deformation to failure and the breaking stress are increased. A comparison with hardwood and softwood pulps showed that the behavior of bamboo pulp during refining is similar to traditional pulps from northern woods. It is shown that the values of deformation and strength characteristics of bamboo pulp have lower values. However, the degree of change in the strength characteristics of bamboo as a result of refining is higher than that for softwood and hardwood pulps. The breaking length of bamboo during refining from 20 to 60 SR increases by 50% and approaches in value (8000 m) the values of hardwood and softwood pulp - 8200 m. To the greatest extent shows elongation to break, changes in bamboo pulp growth is 34-66%, and reaches a value of 3.73%, which is higher than that of hardwood (1.79%) and softwood (2.65%) pulp. Unlike hardwood and softwood pulp, when refining bamboo above 50 SR, there is no decrease in strength and elastic properties. At 60 SR, the tensile strength of bamboo pulp approaches that of hardwood and softwood, and the strain at fracture and TEA exceed them. Therefore, to achieve the required level of strength properties of bamboo pulp, refining to a higher degree of refining is required.