Способ определения величины неоднородности распределения структуры волокнистого материала и удельной энергии Советский патент 1980 года по МПК G01N33/34 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и может быть использовано для определения структурно-физических характеристик бумаги.

Известен способ определения структурно-физических характеристик бумаги путем измерения электрического сопротивления образца, соизмеримого со средней длиной волокна, и определения величины структурно-физических характеристик .

Однако указанный способ определения имеет большую погрешность , которая вызвана низкой точностью замера сопротивлений.

Цель изобретения - повышение точИЮсти определения.

Указанная цель достигается тем, что измеряют электрическое сопротивление с нижней и верхней сторон образца, затем определяют относительную связанную поверхность (ОСП) волокон на каждой стороне, после чего вычисляют коэффициент вариации относительно связанной поверхности волокон с нижней и верхней сторон и по нему устанавливают величину неоднородности структуры волокнистого материала, патом определяют работу,

затраченную на пластическую деформацию образца при общем его деформировании до 70% от четвертой части средней длины волокна, а удельную энергию, затраченную на разрушение межволоконных связей, вычисляют по формуле

Д. yA miocn. + Ocn,)

ОСП,где

4i

/а..

ОСП

2-1 -21текущие значения относительной связанной поверхности волокон на верхней и нижней сторонах бумаги при деформации образца до 70% от четвертой части средней длины волокна;

Anrf- удельная энергия, затраченjfe

ная на разрушение межволоконных связей, дж/кг, - работа, затраченная на пластическую деформацию образца, дж ;

- масса деформируемого образца волокнистого материала,кг; -г„- текущие значения электрических сопротивлений, соот ветствующие общей деформации до 70% от четвертой ча ти средней длины волокна с верхней и нижней сторон бу маги , Ом. При этом относительную связанную поверхность волокон определяют соот ветственно на калщой стороне по фор мулам ОСП, .. 2) .р Pk-j- HjV P где ОСП относительная связанная поверхность волокон на верхней и нижней стороне волокнистого матер усилие при разрыве стандартного образ ца, Н; усилие при разрыве стандартного образ ца при нулевом рас стоянии между зажи мами , Н ;электросопротивленобразца волокнисто го материала соответственно до и по ле деформирования до величины, равно четвертой части средней длины воло на. Ом. На чертеже изображена блок-схема устройства для определения структур но-физических параметров. В зажимах 1 устройства закладывается и фиксируется образец 2 бумаги размером 10x15 мм. Причем зажим-эдектроды работают в паре I -1 , . Затем одновременно включается блок 3,обеспечивающий циклическое деформирование по программе, и блок 4 измерения электросойротивления.с параллельной записью усилий и электросопротивления от дефор мации на обеих парах зажимов-электррдоБ. После этого экстраполяцией зависимости электросопротивлениедеформация по точкам электросопротивления, соответствующим необратимой деформации , равной четвертой .части средней длины волокон, определяют электросопротивление образца после деформирования г , г а по началу отсчета - г, , г По кривым определяют усилие разряда, а усилие разрыва при нулевом расстоянии между зажимами определяют известными способами. Таким образом, по полученным величинам Гц , Н2 р р рассчитывают К 2 Н ( относительную связанную поверхность волокон на нижней и верхней сторонах листа бумаги. По достаточному числу параллель,ных опытов, используя известные статистические зависимости, рассчитывают коэффициенты вариации относительной связанной поверхности с обеих сторон образца, по которым судят о величине неоднородности структуры листа бумаги в его плоскости и по толщине . Удельная энергия, идущая на разрушение межволоконных связей, рассчитывается по формуле (1), в которой работа А| определяется как зашунтированная площадь на зависимости усилие-деформация с отсечкой по деформации придб 0,7 L/4 и соответствующей корректировкой по масштабу, а ОСП, и ОСП 2 отражает структуру бумаги при дй и рассчитывается по зависимости (la) и (16). Ниже приводится сопоставление относительной связанной поверхности волокон в листе бумаги массой 50 г/м, изготовленной из волокон сульфитной беленой целлюлозы при помоле 24 и 45°ШР, рассчитанной по предлагаемому способу, в сравнении с известным (ZP 1000 Н, L- 3,2 и 1,6 мм при 24 и 45°ШР соответственно). Пример 1. ОСП ,2 13 (известный) . ОСП 0,857 (предлагаемый способ); ОСП2 0,557 (предлагаемый способ), ОСП 0,707. р 2. ОСП 1 (известный ) Приме 1,07, ОСП 0,794 (предлагаемый способ), ОСП2 0,388 (предлагаемый способ), ОСП 0,591. По двадцати параллельным замерам ОСП рассчитан ее коэффициент вариации в плоскости листа бумаги и по толщине. Пример 1. ,22;С2 0,18, С 0,20. Пример 2. С 0,18, Cg 0,12; С.,р 0,15. Работа, затраченная для разрушения мелсволоконных связей, численно равна: Пример. ОСП2 0,224; ОСП 0,600; ОСП 0,412. 1 25 - 10 УА 2747lO 6 o7224 07412 1,27-10 дж/кг Пример 2. . ОСП 4 0,750,OCHj 0,285; ОСП 0,513, 0,625-10 274Т 10-5 Т 075ТЗ 51 дж/кг. Из экспериментальных данных следует, что известный способ дает значения ОСП (2 и ОСП 1/3 больше 1, хотя физически ОСП 1. Формула изобретения Способ определения структурнофизических характеристик волокнист го материала путемизмерения элект ческого сопротивления образца, соизмеримого со средней длиной волок на, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оп ределения, измеряют электрическое -сопротивление с нижней и верхней сторон образца, затем определяют связанную отрицательную поверхност волокон на каждой стороне, после чего, определяют коэффициент вариации относительной связанной поверх ности волокон с нижней и верхней с рон и. по нему определяют величину неоднородности структуры волокнистого материала, затем определяют р боту, затраченную на пластическую деформацию образца при общем его деформировании до 70% от четвертой части средней длины волокна, а уде ную энергию определяют по формуле , , .2М У т1осп 4осп2) . ОСП. относительная связанная поверхность волокон на верхней и нижней стороне бумаги при деформации образца до 70% от четвертой части средней длины волокна. удельная энергия , затраченная на разрушение межволоКОННЫХ связей, дж/кг/ работа, затраченная на пластическую деформацию образца, дж; масса деформируемого образца волокнистого материала,кг; текущие значения электрических сопротивлений, соответствующие общей деформации до 70% от четвертой части средней длины волокна с верхней и нижней сторон бумаги. Ом; электрические сопротивления образца волокнистого материала до деформирования, соответственно с нижней и верхней сторон, Ом. сточники информации, во внимание при экспертизе орское свидетельство СССР кл. G 01 N 33/34, 1977.

rU V Л I

V ч

г///