Моделирование структуры и деформационных характеристик бумажного листа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.03, кандидат наук Лебедев Иван Владимирович

• Лебедев Иван Владимирович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Лебедев Иван Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Структура бумаги и методы ее оценки

1.1.1 Свойства и особенности элементов микроструктуры бумаги

1.1.2 Макроструктура бумаги и методы ее оценки

1.1.3 Изменение структуры бумаги в процессе ее изготовления

1.2 Методы и алгоритмы моделирования структуры бумаги

1.2.1 Лучевые методы моделирования структуры бумаги

1.2.2 Получение 3D-моделей на основе информации о волокне

1.3 Прогнозирование деформационных и прочностных свойств

1.4 Выводы по обзору литературы и постановка задач исследования

2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Определение структурно-морфологических характеристик волокна

с помощью анализатора L&W FiberTester

2.2 Изготовление образцов и подготовка к испытаниям

2.3 Определение физических свойств лабораторных образцов

2.4 Определение межволоконных сил связи

2.5 Определение сопротивлению разрыву при нулевом зазоре

2.6 Анализ качества формования бумаги

2.7 Определение направления максимальной эластичности волокон

2.8 Определение деформационных характеристик при растяжении

2.9 Определение удельной поверхности волокон

2.9.1 Подготовка образцов

2.9.2 Получение электронных фотографий

2.9.3 Измерение на автоматическом анализаторе величины удельной поверхности

2.10 Алгоритмы построения 3D-моделей 68 2.10.1 Программные инструменты для построения 3D-моделей

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3. 1 Исследование закономерностей изменения свойств волокнистых материалов при химическом и механическом воздействии в процессах получения технической целлюлозы и бумаги

3.1.1 Исследование целлюлозных волокон

3.1.1.1 Анализ изменения фундаментальных (по Кларку) свойств волокна с различным содержанием лигнина в процессе размола

3.1.1.2 Анализ изменения структурно-морфологических характеристик волокна с различным содержанием лигнина в процессе размола

3.1.2 Исследование поверхности волокон технической целлюлозы

3.1.2.1 Визуальная оценка состояния поверхности волокон

с использованием микрофотографий

3.1.2.2 Количественная оценка изменения величины удельной поверхности волокон с различным содержанием лигнина при механическом воздействии

3.1.3 Установление количественных закономерностей формирования физико-механических характеристик бумаги из растительных волокон с различной степенью разработки

3.1.3.1 Характеристика бумаги на уровне макроструктуры с помощью физико-механических характеристик, получаемых не-разрушающими методами

3.1.3.2 Характеристика бумаги на уровне листа с помощью физико-механических характеристик, получаемых разрушающими методами

3.2 Разработка алгоритмов 3D моделирования волокнистой структуры

бумаги

3.2.1 Установление законов распределения характеристик отдельных волокон промышленных волокнистых полуфабрикатов

3.2.2 Влияние технологических факторов на закономерности изменения параметров распределения характеристик волокон

3.2.3 Алгоритм 3D моделирования отдельного волокна

3.2.4 Разработка алгоритма моделирования трехмерной структуры бумажного полотна

3.2.5 Описание программы для моделирования структуры бумажного

листа

3.3 Исследование модели структуры бумажного листа

3.4 Прогнозирование механических свойств модельных образцов бумаги 128 4 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 133 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 13 5 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование структуры и деформационных характеристик бумажного листа»

ВВЕДЕНИЕ

Целлюлозно-бумажный волокнистый материал обладает неоднородной анизотропной структурой, которая формируется в основном из волокон растительного происхождения, распределенных в листе стохастическим образом, и которую, в первом приближении, можно представить в виде волокнистой сетки. От других волокнистых материалов бумагу отличает плоская форма волокон в структуре и наличие системы развитых межволоконных связей. Исследование распределения волокон в бумаге и их взаимодействия друг с другом позволяет понять, как исходное сырье (волокна целлюлозы) влияет на физико-механические показатели готовой бумаги и ее свойства и в дальнейшем прогнозировать их изменение.

Поиск оптимальных значений физико-механических параметров может происходить различными путями. Традиционный путь - экспериментальный, когда над исходным материалом проводят большое количество опытов и по итогу выбирают наилучшие параметры обработки материала для получения требуемых свойств. В реальности, из-за многостадийности процесса изготовления бумаги и неоднородности структуры, результаты испытаний не обязательно повторятся даже при тех же условиях процесса. Альтернативой является новый и перспективный метод исследования с применением численного моделирования структуры бумаги, который позволяет создать 3-мерную модель материала, которая будет обладать теми же свойствами, что и реальный материал. Работая с созданной моделью, можно избирательно проследить влияние различных параметров и свойств, не выполняя экспериментальной работы. Построение визуальной компьютерной модели дает наглядное представление о расположении и взаимодействии волокон в структуре листа и зависимости физико-механических свойств моделируемых образцов от изменяемых факторов и может быть использовано для прогнозирования деформационного поведения целлюлозно-бумажных материалов.

Современное лабораторное оснащение позволяет получить широкий набор структурно-морфологических, фундаментальных и деформационно-прочностных характеристик, установление взаимосвязей между которыми дает возможность комплексно охарактеризовать как микро-, так и макроструктуру целлюлозно-бумажных волокнистых полуфабрикатов и предсказать их поведение, основываясь

на изменении всего лишь нескольких базовых свойств (типа исходного сырья, степени химического и механического повреждения). Интерпретация получаемых зависимостей в устойчивые математические модели с достаточной степенью достоверности и их перенос в программную среду ЭВМ позволит произвести наглядные наблюдения, что происходит с структурой и свойствами волокнистого материала при изменении данных базовых свойств.

Целью данной работы является разработка компьютерной модели структуры и деформирования бумажного листа на основании установленных закономерностей формирования структурно-морфологических характеристик целлюлозных волокон с учетом параметров технологии.

Для выполнения данной цели в работе были поставлены следующие задачи:

1) анализ структурно-морфологических свойств хвойных и лиственных целлюлозных волокон, в зависимости от глубины делигнификации и степени разработки поверхности, и деформационно-прочностных свойств образцов, формируемых из данных волокон;

2) установление математически формализованных зависимостей структурно-морфологических свойств целлюлозных волокон и физико-механических свойств лабораторных образцов бумаги из них, от факторов технологии;

3) разработка математического аппарата и программного обеспечения для построения трёхмерной модели волокна и бумажного листа;

4) привязка модели к установленным математически формализованным зависимостям по влиянию технологических факторов на структуру и свойства бумаги;

5) проведение компьютерных имитационных экспериментов по прогнозированию деформационных и прочностных свойств модельной бумаги.

Выносятся на защиту следующие положения диссертационной работы:

- установленные и математически формализованные закономерности изменения структурно-морфологических, фундаментальных и деформационно-прочностных свойств хвойных и лиственных полуфабрикатов при различном содержании остаточного лигнина в процессе размола;

- качественные и количественные данные об изменении поверхности волокон хвойных и лиственных полуфабрикатов в процессе размола при различном содержании остаточного лигнина;

- вероятностно-статистический метод генерирования адекватной по геометрическим свойствам модельной выборки волокон, связанной с параметрами технологии, с учетом видов распределения длины, ширины и фактора формы волокон;

- алгоритмы и результаты трехмерного моделирования отдельных волокон и волокнистой структуры бумаги;

- способ прогнозирования деформационных и прочностных характеристик модельных листов бумаги при различных условиях моделирования, связанных с параметрами технологии.

Научная новизна. На основании установленных зависимостей разработаны обобщающие математические модели, связывающие структурно-морфологические свойства целлюлозных волокон с деформационно-прочностными характеристиками бумаги их них, в зависимости от глубины механического воздействия для полуфабрикатов с различным содержанием остаточного лигнина.

Получены новые качественные и количественные данные по изменению величины удельной поверхности хвойных и лиственных волокон с различным содержанием лигнина в процессе размола, и количественно установлена тесная взаимосвязь между величиной поверхности волокон и упругими свойствами бумаги.

С применением вероятностно-статистических методов установлены величины параметров распределения и закономерности их изменения для основных структурно-морфологических характеристик (длины, ширины и фактора формы) хвойных и лиственных волокон с различной степенью делигнификации.

Практическая ценность. Разработан вероятностно-статистический метод генерирования адекватной по геометрическим свойствам модельной выборки волокон, связанной с параметрами технологии, с учетом видов распределения длины, ширины и фактора формы волокон. На основании установленных зависимостей разработаны алгоритмы моделирования отдельных целлюлозных волокон и бумажного полотна в целом. Разработанная виртуальная модель структуры бумаги формируется с учетом задаваемых технологических параметров, и обладает расчетным уровнем деформационных и прочностных характеристик, вычисляемых на

основе феноменологической модели деформирования упруго-эластического тела. Алгоритмы реализованы в программе Paper Model, для которой осуществляется процедура получения свидетельства об официальной регистрации.

Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на XIV, XV и XVI Всероссийской научно-технической конференции в п. Караваево (2013-2015 гг.), VI и VII Всероссийской конференции «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья», г. Барнаул, 2014 и 2017 гг.; Второй Всероссийской научно-практической интернет-конференции с международным участием «Структура и физико-химические свойства целлюлоз и нанокомпозитов на их основе», г. Петрозаводск, 2016 г.; Международном семинаре «European Workshop on Lignocellulosics and Pulp», Autrans, France, 2016 г.; международном семинаре «Progress in Paper Physics», Darmstadt, Germany, 2016 г.; II, III и IV Международной научно-технической конференции памяти профессора В.И. Комарова «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов», г. Архангельск, 2013, 2015 и 2017 гг.

По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России.

Диссертация включает в себя: введение, аналитический обзор литературы, методическую часть, экспериментальную часть, включающую 4 раздела, общие выводы, библиографический список. Содержание работы изложено на 150 страницах, включая 69 рисунков и 14 таблиц, библиографический список содержит 163 наименования.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Структура бумаги и методы ее оценки

Бумага - листовой материал, состоящий в основном из растительных волокон, соответствующим образом обработанных и соединенных в тонкий лист, в котором волокна связаны между собой поверхностными силами сцепления [1]. Структура бумаги имеет гетерогенный состав и на начальном этапе изготовления в основном определяется морфологическим строением растительных волокон исходных полуфабрикатов. В дальнейшем структура бумаги изменяется в зависимости от процессов обработки, применяемых при изготовлении готовой продукции, таких как размол, проклейка, наполнение и др. На рисунке 1.1 представлены фотографии бумаги, сделанные с применением электронного микроскопа.

Рисунок 1.1 - Микрофотографии бумаги: а - край среза бумажного листа; б - стохастическое распределение волокон в бумажном листе [2]

Для изучения структуры бумаги можно выделить два основных подхода: изучение микро- и макроструктуры бумаги. При изучении микроструктуры рассматривают особенности строения элементов композиции бумаги, их морфологическое строение и характер связи между ними. Исследование макроструктуры подразумевает собой изучение рассмотренных элементов в объеме и на поверхности бумажного листа [3]. В связи с этим в данном обзоре будут рассмотрены вопросы, касающиеся обоих уровней изучения структуры бумажного листа.

1.1.1 Свойства и особенности элементов микроструктуры бумаги

Для производства бумаги используются, в основном, волокнистые полуфабрикаты различных пород древесины и древесного сырья, также в последнее время стали применяться искусственные, минеральные, синтетические и др. волокна. Главным составным элементом растительных клеток древесных полуфабрикатов являются целлюлозные волокна, которые обладают набором положительных свойств, необходимых для производства бумаги. Они хорошо набухают в воде, способны фибриллироваться на более мелкие волокна (фибриллы и микрофибриллы), имеют высокую прочность и стойкость к воздействию температуры и химических веществ, легко диспергируются в воде и имеют прочную межволоконную связь благодаря свободным гидроксильным группам, появляющимся в процессе разработки поверхности волокон [4].

Наиболее ценными являются волокна, получаемые из древесины хвойных пород. Они имеют хорошие бумагообразующие свойства и представляют собой клетки лентообразной формы, называемые трахеидами. Полуфабрикаты из древесины лиственных пород обладают более короткими волокнами, которые менее однородны по своему анатомическому строению и состоят из относительно коротких и толстостенных клеток либриформа и сосудистых клеток неволокнистого строения [5]. Также в настоящее время распространена тенденция использования смеси волокон лиственной целлюлозы и хвойной с целью уменьшения стоимости производства готовой продукции, а в некоторых случаях и для улучшения структуры бумажного листа [6]. Состав древесины некоторых хвойных и лиственных пород приведен в таблице 1.1 [7,8].

Строение исходных волокон во многом определяют их бумагообразующие свойства. Волокна трубчатого строения способствуют получению пухлых видов бумаги, из волокон ленточного строения получается плотная прочная бумага с сомкнутой поверхностью. Волокна твердых пород древесины, как правило, обеспечивают непрозрачность, пухлость, воздухопроницаемость, и впитывающую способность бумаги. Волокна мягких пород придают бумаге относительно более высокую прозрачность, плотную структуру и высокие показатели сопротивления раз-рьшу [1].

Древесина Количество растительных клеток, % от объема древесины

Прозенхимные клетки Паренхимные клетки

трахеид либри-форма сосудов Сердцевинных лучей Парен-химной ткани всего

Хвойная

Ель 95,3 - - 4,7 - 4,7

Сосна 93,1 - - 5,5 1,4 6,9

Пихта 90,4 - - 9,6 - 9,6

Лиственная

Береза - 64,8 24,7 10,5 - 10,5

Осина - 60,9 26,4 12,7 - 12,7

Бук - 37,4 31,0 27,0 4,6 31,6

Несмотря на многообразие видов исходных полуфабрикатов [9], согласно методике, предложенной Дж. Кларком [10,] для успешного предсказания бумаго-образующих свойств следует принимать во внимание по крайней мере 5 основных факторов, характеризующих волокна целлюлозы, которые также называются в литературе как фундаментальные [11] и на основе которых прогнозируются многие другие свойства целлюлозы [12].

Средняя длина волокна. Для определения данного фактора применяют несколько различных методов, из которых основными являются: определение среднеарифметической длины волокна, среднемассовой и средневзвешенной.

Определение среднеарифметической длины осуществляется по формуле:

Xь

и =^, с1.1)

где Ь- длина отдельного волокна; N - количество волокон.

Данный метод определения средней длины является относительным и часто несет за собой высокую погрешность, когда в расчет включаются очень короткие волокна, представляющие собой в основном обрывки волокон, что увеличивает N

но незначительно сказывается на X Ь. Поэтому для определения данного фактора

часто пользуются среднемассовой длиной волокна, находимой по методу ТАРР1 Т233 [13], в котором производится фракционирование целлюлозы и средняя длина определяется по формуле:

^ср.мас = + ^2 + №313 + ^4 + ^з) : Ж , (1.2)

где Wl, W2, wз, W4, №5 - масса сухих волокон в каждой секции; Ж - общая масса полуфабриката, поступившего во фракционатор; ¡1, ¡2,¡3, /4, ¡5 - среднемассовая длина волокон в каждой секции.

Определение средневзвешенной длины волокна ведется по следующему алгоритму. Для анализа берут 6 г абс. сухого волокна, разбавляют 2 л воды и после перемешивания выливают в сосудпри закрытом клапане. Затем в сосуд устанавливают рамку и открывают клапан. Волокнистую суспензию спускают в кружку, а рамку вместе с волокнами, которые задержались на лезвиях, переносят на рычажные весыи взвешивают. Вес сырых волокон, выраженный в дециграммах, дает так-называемый весовой показатель, который характеризует длину волокна. Этот весовой показатель можно перевести всредневзвешенную длину волокна по соответствующей таблице [6]. Также средневзвешенная длина волокна может быть найдена по формуле [14]:

/ (13)

сР аР '

где Ж и Ь - масса и длина отдельных волокон.

В ряде исследований [1, 15-17] утверждается, что длина волокон влияет на физико-механические свойства бумаги, например,ее увеличение положительно влияет на такие характеристики, как: сопротивление излому и сопротивление про-давливанию.

Способность к уплотнению во влажном состоянии. Это свойство волокон дает им возможность сжиматься и образовывать плотный лист. Оно может быть определено измерением плотности или пухлости листа. На данный фактор определяющее влияние имеет толщина стенок волокон с учетом фибриллирования их внутренней и внешней структуры. Фибриллы приводят к увеличению межволоконных сил связи и росту сил поверхностного натяженияпри удалении воды из влажных волокон. Данный фактор имеет одно из самых значительных влияний на деформационно-прочностные свойства полотна бумаги и проявляет себя в наибольшей степени в результатеизменения свойств бумаги при непосредственном ее изготовлении (размоле, формовании, прессовании, сушке и т.д.) [18-20].

Собственная прочность волокна. Данный фактор оценивают с помощью двух групп методов измерений: прямых и косвенных [21]. При прямых методах производят испытания над отдельными волокнами, а при косвенных - над совокупностью волокон, например, измерение нулевой разрывной длины бумаги, полученной в результате ее определения по стандарту ТАРР1 Т231 [22] при нулевом расстоянии между зажимами разрывной машины. К примеру, для сульфатной целлюлозы данный показатель достигает 46 километров разрывной длины [23]. Определение разрывной длины при нулевом расстоянии обусловлено тем, что при обычном разрыве бумажного листа, в большей степени рвутся фибриллы, соединяющие волокна, и в меньшей сами волокна. В методе по стандарту ТАРР1 Т231 этот недостаток исключен, так как образец жестко фиксируется между зажимами, которые расположены на нулевом расстоянии друг от друга. Тем не менее, у обеих групп методов имеются существенные недостатки, которые могут служить причиной, не позволяющей считать полученные результаты прочности истинными. Для прямых методов - это методологические и аппаратурные особенности [23]; для косвенных - получение результатов прочности структуры на линии разрыва, а не прочности отдельного волокна [24].

Когезионная способность. Это мера интенсивности сил когезии между волокнами, подвергнутыми натяжению в плоскости листа бумаги. Она в значительной степени зависит от укладки волокон в виду того, что включает в себя не только собственную когезионную способность целлюлозы, но и истинную эффективную площадь зон контакта между волокнами. Существует множество способов для определения когезионной способности [25-28], из которых самым распространенным является определение усилия сдвига при разрыве двухслойных образцов [29].

Величина межволоконных сил связи определяется собственной когезионной способностью целлюлозы и площадью контакта между волокнами [29] и поэтому в сильной степени зависит от ориентации волокон. Межволоконные силы связи обусловлены наличием водородных связей, силами Ван-дер-Ваальса и силами трения между волокнами. В недавнем времени была разработана методика [30], по кото-

или

рой определяются 4 типа взаимодействия между волокнами: межволоконные силы связи, прочность межволоконных сил связи на растяжение, прочность электростатических сил связи на сдвиг, сила трения между волокнами. С помощью данной

методики можно комплексно охарактеризовать когезионную способность волокон любого волокнистого полуфабриката и тем самым дать количественную оценку степени их межволоконных взаимодействий.

Грубость волокон. Это масса в миллиграммах ста метров волокна. Грубость в зависимости от полуфабриката варьируется от 7 до 30 мг/100 м и выше. Для определения данного фактора часто пользуются стандартным методом TAPPI T 234 [31]. Для этого известное количество окрашенных волокон наносят на влагопрочную фильтровальную бумагу в стандартном листоотливном аппарате и подсчитывают число пересечений волокон с линией известной длины. Затем подсчитывают децигрекс (массу в ста метрах волокна) в соответствии с законом вероятности. Чем меньше пересечений дают волокна, тем крупнее (грубее) они будут. Влияние и методы определения грубости также раскрыты в работах Seth [32] и Paavilainen [33].

Наибольшей грубостью отличаются более длинные волокна; волокна поздней древесины и волокна, имеющие более толстую клеточную стенку; волокна хвойной древесины по отношению к лиственной.

Также Дж. Кларк выделяет шестой фактор для предсказания бумагообразу-ющих свойств - способность к размолу, которую можно более или менее точно определить на основе 5 вышеприведенных факторов.

Автор утверждает [10], что этих шести факторов вполне достаточно для исчерпывающей оценки целлюлозного полуфабриката. К примеру, об ожидаемых печатных свойствах бумаги можно получить данные по таким факторам, как способность к уплотнению во влажном состоянии и грубость волокон; а о прочности влажного полотна можно судить по длине, тонкости и когезионной способности волокон [34]. Таким образом, в большинстве случаев, для комплексной характеристики структуры полуфабриката, находящегося на начальном этапе изготовления бумаги, является достаточным нахождение и применение приведенных факторов.

1.1.2 Макроструктура бумаги и методы ее оценки

Бумага - твердое тело, имеющее как организованную (с правильным чередованием частиц в пространстве - «дальний» порядок частиц), так и бесструктурную

(«ближний» порядок частиц) составляющие [35]. Неоднородный состав структурных элементов бумаги оказывает непосредственное влияние на все свойства и характеристики получаемого бумажного листа. Данная особенность в сумме с технологическими факторами производства приводит к анизотропии как элементов в объеме и поверхности листа, так и его свойств [36]. Изучение бумаги на уровне макроструктуры дает возможность оценить данные неоднородности и получить количественные результаты, позволяющие предсказать необходимые показатели качества.

Основной причиной возникновения неоднородностей структуры бумаги является флокуляция волокон бумажной массы. Появление неоднородностей и не-равномерностей макроструктуры бумаги ведет к ухудшению качества бумаги и множества ее свойств, как печатных, так и прочностных [3, 37]. Основными факторами, влияющими на степень флокуляции и равномерность макроструктуры являются [38, 39]: вид волокнистых полуфабрикатов и композиция; концентрация бумажной массы, степень и характер разработки волокон; наличие флокулирующих и дефлокулирующих добавок; условия напуска, формования и обезвоживания бумажного полотна. Согласно работе [39] макроструктура бумаги с позиции оптической неоднородности представляетсобой тонкий лист, на обеих поверхностях которого расположены выступы (флокулы) и впадины (промоины). Примеры макроструктуры бумаги приведены на рисунке 1.2.

а б

Рисунок 1.2 - Макроструктура бумаги: а - неразмолотая небеленая целлюлоза; б - неразмолотая беленая целлюлоза [39]

Для оценки неоднородности пространственного строения бумаги пользуются косвенными методами, основным принципом которых является пропускание того или иного вещества сквозь структуру бумаги. Одним из самых простых методов является контроль толщины бумаги с использованием толщиномеров различных видов. Данный метод не всегда может точно отразить макрооднородность распределения структурных составляющих бумажного листа, поэтому обладает высокой погрешностью [39]. Более сложным методом оценки неравномерности структуры является определение пористости бумаги с помощью пропускания сквозь нее газов, паров воды и различных жидкостей [40].

В последние годы все большее распространение получили методы на основе излучений различных типов (ультразвукового, СВЧ, радиоактивного, оптического и др.). Ультразвуковой метод основан на изучении связи скорости распространения ультразвука и затухания амплитуды ультразвуковых колебаний со свойствами первичных структурных элементов и характером их агрегирования, т. е. микро- и макроструктурой бумаги [41]. В основе метода с использованием радиоактивного излучения лежит свойство материалов ослаблять проходящий сквозь них поток в-частиц, при котором степень ослабления излучения пропорциональна толщине или массе материала, приходящейся на единицу площади [42].

Несмотря на множество перечисленных методов для оценки неоднородности преимущественное распространение получили устройства оптического сканирования с применением проходящего или отраженного света. При применении данного метода происходит контроль неравномерности просвета (облачности), который посредством колебаний светопроницаемости связан с неоднородностью распределения массы по площади листа [43]. Получаемые в ходе исследования с применением данного метода результаты были представлены на рисунке 1.2. Причем современные приборы позволяют получать не только качественную характеристику неоднородности (фото), но и количественную (например, индекс просвета или неравномерность массы). В совокупности с применением современных компьютерных технологий данный метод становится пригоден для оценки неравномерности формования бумажного листа в трехмерной системе координат, как это было сделано авторами работы [39] и показано на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Пример изображения структуры бумаги в трехмерной системе координат:

а - вид сверху; б - вид сбоку [39]

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что флокуляция волокон бумажной массы является одним из определяющих процессов, влияющих на неравномерность макроструктуры бумаги. Уровень флокуляции зависит от множества факторов и оценивается методами различных типов. Неоднородность бумажного листа напрямую влияет, как на технологическую, так и на экономическую составляющие, и должна тщательно контролироваться и анализироваться.

1.1.3 Изменение структуры бумаги в процессе ее изготовления

Процесс перехода волокнистого полуфабриката в готовую бумажную продукцию, который включает в себя такие операции, как: размол, наполнение, напуск массы на сетку, прессование, сушка и т.д. оказывает непосредственное влияние на структуру и бумагообразующие свойства листа.

Размол - одна из важнейших операций бумажного производства, от которой в значительной степени зависит большинство свойств бумаги. В виду важности данной тематики она затрагивается многими исследователями целлюлозно-бумажной промышленности [4,6,10, 44-51]. Каким бы не был размол, он ведет к изменению структуры волокон, которое движется в двух направлениях - укорачивании и фибриллировании. Изменение структуры волокон в процессе размола неизбежно ведет к изменению общей структуры листа, как правило, с улучшением его бумагообразующих свойств.

Процесс размола решает несколько важных задач: подготавливает волокнистый полуфабрикат к отливу; делает волокна гибкими и пластичными; увеличивает поверхность взаимодействия волокон, освобождая свободные гидроксильные группы; придает требуемую структуру и физические свойства листу.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лебедев Иван Владимирович, 2017 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Фляте Д.М. Технология бумаги: Учебник для вузов. - М.: Лесн. пром-ть, 1988. - 440 с.

2. Knut-Erik Persson. Paper Technology CEPATEC AB [Электронный ресурс].

- Sweden, 2001. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).

3. Смолин А.С., Аксельрод Г.З. Технология формования бумаги и картона.

- М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 120 с.

4. Примаков С.Ф. Производство картона. - М.: Экология (Библиотечка бумажника), 1991. - 224 с.

5. Никитин В.М., Оболенская А.В., Щеголев В.П. Химия древесины и целлюлозы. - М., Лесн. пром-сть, 1978. - 368 с.

6. Иванов С.Н. Технология бумаги. Изд. 3-е. -М.: Изд-во «Школа бумаги».

- 2006. - 696 с.

7. Alm A. "Paperi ja Puu". - № 47, V1, 1965. - P. 3-13.

8. Huber B., Schmidt E. "Wochenbl. Papierfabr" - № 71, 1940. - P. 125-130.

9. Непенин Н.Н. Технология целлюлозы. В 3-х т. Т.1. Производство сульфитной целлюлозы. Изд. 2-е, перераб. Под ред. д-ра техн. наук Ю.Н. Непенина. -М., Лесн. пром-сть, 1976. - 624 с.

10. Кларк Дж. Технология целлюлозы (Наука о целлюлозной массе и бумаге, подготовка массы, переработка её в бумагу, методы испытаний). Пер. с англ. А.В. Оболенской, Г.А. Пазухиной. -М.: Лесн. пром-сть, 1983. 456 с.

11. Комаров В.И. Деформация и разрушение волокнистых целлюлозно-бумажных материалов. - Архангельск: Изд-во Архангельского государственного технического университета, 2002. - 440 с.

12. Комаров, В.И. Связь фундаментальных свойств (по Кларку) неразмоло-той сульфатной небеленой целлюлозы с характеристиками деформативности и прочности / В.И. Комаров, Я.В. Казаков. // ИВУЗ Лесной журнал. № 2-3. 1993.

- С. 112-116.

13. TAPPI T 233 cm-95. Fiber length of pulp by Classification // TAPPI Test Methods. - Atlanta, USA: "TAPPI PRESS", 1996.

14. Гид по волокну. Анализ волокна и его применение. Справочное пособие / под ред. Хокан Карлссон, Лорентцен и Веттр АБ, Швеция (Перевод - д.т.н. Кряжева А.М). - 133 с.

15. Апсит, О.С. Бумагообразующие свойства волокнистых полуфабрикатов / О.С. Апсит, А.В. Клименко. - М.: Лесн. пром-сть, 1972. - 88 с.

16. Прибытковская, Е.А. Влияние фракционного состава массы на качество полуцеллюлозы / Реферативная информация «Целлюлоза, бумага и картон». - М.: Изд-во ВНИИПИЭИ «Леспром». № 5. 1972. -С. 8-10.

17. Комаров В.И. Критическая длина волокна - фактор, определяющий де-формативность и прочность целлюлозно-бумажных материалов // ИВУЗ Лесной журнал. № 4. 1993. - С. 79-83.

18. Clark, J. Pulp Technology and Treatment for Paper miller / J. Clark. - San Francisco, USA: "Freeman Publications, Inc.", 1978. - 456 p.

19. Cottrall, L.G. Introduction to Stuff Preparation for Paper Making / L.G. Cot-trall. - London, UK: "Griffin", 1952. - 103 p.

20. Hatton, J.V. Relationship between bulk and handsheet physical properties for kraft pulps / J.V. Hatton, M. Samkova - TAPPI Journal. Vol. 55. Nr. 1. 1972. -P. 73-96.

21. Бывшев, А.В. Механическое диспергирование волокнистых материалов / А.В. Бывшев, Е.Е. Савицкий. - Красноярск: Изд-во Красноярского университета, 1991. - 216 с.

22. TAPPI T 231 pm-96. Zero-span breaking strength of pulp (Dry Zero-Span Tensile) / TAPPI Test Methods. - Atlanta, USA: "TAPPI PRESS", 1996.

23. Дернов, А.И. Оценка прочности целлюлозных волокон. Прямые методы испытаний / А.И. Дернов, Е.В. Дьякова, А.В. Гурьев // ИВУЗ. Лесной журнал. № 1/325, 2012. - C. 94-102.

24. Дернов, А.И. Оценка прочности волокон в структуре целлюлозно-бумажных материалов. Косвенные методы испытаний / А.И. Дернов, Е.В. Дьякова и др. // Вестник САФУ. Серия «Естественные науки». № 4. 2012. - C. 98-107.

25. SCAN-P 80:98. Papers and boards Z-directional tensile strength // Secretariat of Scandinavian pulp, paper and board testing committee. - Stockholm, Sweden, 1996. - 4 p.

26. TAPPI T 541 om-10. Internal bond strength of paperboard (z-Direction Tensile) // TAPPI Test Methods. - Atlanta, USA: «TAPPI PRESS», 1996.

27. ISO 15754. Paper and board - Determination of z-directional tensile strength // International Organization for Standardization Datasheets for Standards and Technical Documents, 2009.

28. TAPPI T 833 Test for interfiber bond using the internal bond tester // TAPPI Test Methods. - Atlanta, USA: "TAPPI PRESS", 1996.

29. Иванов С.Н. Силы сцепления волокон в бумаге // Бум. пром-сть. №3. 1948. - C. 8-17.

30. Дулькин, Д.А. Свойства целлюлозных волокон и их влияние на физико-механические характеристики бумаги и картона / Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров, Л.А. Блинова; под ред. В.И. Комарова. - Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2011. - 176 с.

31. TAPPI T 234 cm-84. Coarseness of Pulp Fibers // TAPPI Test Methods. - Atlanta, USA: "TAPPI PRESS", 1996.

32. Seth R.S. Fiber quality factors in papermaking II. The importance of fibre coarseness // International Conference "Pulp, Paper, and Wood Industries" materials. -San Francisco, USA. 1990. - P. 143-161.

33. Paavilainen L. Importance of cross-dimensional fibre properties and coarseness for the characterization of softwood sulphate pulp // PaperijaPuu. Nr. 75. 1993. -P. 343-351.

34. Clark J. Components of the strength qualities of pulp. - Tappi, V7. № 56. 1973. - P. 122-125.

35. Плаченов, Т.Т. Порометрия / Т.Т. Плаченов, С.Д. Колосенцев. - Л.: Химия, 1988. - 176 с.

36. Вайсман, Л.М. Структура бумаги и методы ее контроля. / Л.М. Вайсман. - М.: Лесн. пром-сть, 1973. - 152 с.

37. Смолин А.С. Макроструктура бумаги - измерение, формирование, влияние // Целлюлоза. Бумага. Картон. № 7-8, 1999. - С. 26-27.

38. Махотина, Л.Г. Исследование влияния химикатов для флокуляции бумажной массы на процесс формования бумаги для печати / Л.Г. Махотина, Т.В. Мандре, А.Ю. Мандре, О.А. Логинов, В.В. Тесленко, Э.Л. Аким. // Целлюлоза. Бумага. Картон. № 5-6. 2002. -С. 20-27.

39. Абрамова В.В. Анализ равномерности формирования макроструктуры бумаги в 2-0 и 3-0 проекциях / В.В. Абрамова, А.В. Гурьев, М.А. Холмова, Дмитриева О.Б. // В сб. «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. I Междунар. науч.-техн. конф. - Архангельск; Северн. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2011. -С. 95-101.

40. Вайсман Л.М. Измерение толщины конденсаторной бумаги. Сборник трудов УкрНИИБ. Вып. 13. 1970. -С. 38-44.

41. Фляте Д.М. Влияние температуры сушки на пористость бумаги / Д.М. Фляте, М.Р. Каган // Бум. пром-сть. № 9. 1971. -С. 7-8.

42. Фоменко В.А. Измерение скорости распространения и затухания ультразвуковых колебаний в бумажном полотне / В.А. Фоменко, А.Е. Бойко //Сборник трудов УкрНИИБ. Вып.13. 1970. - С. 1-13.

43. Сырников, Ю.П. Бумага. Неоднородность просвета. Номенклатура показателей / Ю.П. Сырников, В.М. Зайцев, Б.В. Галактионов, А.В. Широков, И.А. Ферсман // ОСТ 13-299-87. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 18 с.

44. Хованский, В.В. Технология бумаги и картона: учебное пособие / В.В. Хованский, В.К. Дубовый, П.М. Кейзер; под ред. проф. А.С. Смолина. - СПб.: ГОУВПО СПбГТУРП. 2010. - 98 с.

45. Комаров В.И. Корреляция характеристик структуры стенки волокна и деформативности и прочности образцов сульфатной небеленой целлюлозы, изменяющихся в процессе размола / В.И. Комаров, Я.В. Казаков, О.Ю. Деркачева, Д.А.Сухов // Лесн. журн. (Изв. высш. учеб. заведений) 1998. №1. -С. 57-66.

46. Сухов Д.А. Модель строения физической структуры целлюлозы и ее применения при рассмотрении процессов размола. / В сб. «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. I Междунар. науч.-техн. конф. - Архангельск; Северн. (Арктич.) федер. ун-т им М.В. Ломоносова, 2011. -С. 104-109.

47. Шуркина В.И. Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве / дис...канд. техн. наук. -Красноярск, 2016. - 145 с.

48. Алашкевич Ю.Д. Основы теории гидродинамической обработки волокнистых материалов в размольных машинах. / дис...докт. техн. наук. - Красноярск, 1986 - 170 с.

49. Joshi K. Effect of drying and refining on the fibre-fibre shear bond strength measured through acid exposure / K. Joshi, W. Batchelor, K.-A. Rasid // Progress in Paper Physics Seminar 2011 Conference Proceedings. Graz, 2011. - P. 209-210.

50. Joung Y.-J. Effects of dry milling on physical and chemical properties of pulp / Y.-J. Joung, T. Kim, S. Lee // Progress in Paper Physics Seminar 2011 Conference Proceedings. Graz, 2011. - P. 247-254.

51. Кашин А.Н. Исследование влияния параметров размола на бумагообра-зующие свойства целлюлозы / А.Н. Кашин, В.Г. Темрук, Т.В. Соловьева, В.В. Гор-жанов // Труды БГТУ. №4. Химия, технология органических веществ и биотехнология. Т1, №4. 2011. - C. 167-170.

52. Хинчин Я.Г. Бумажная промышленность, 1941, № 1.

53. Lyne L., Gallay W. Tappi, №37, V.1, 1954. - P. 581-596.

54. Казаков Я.В. Изучение формирования структуры целлюлозных волокнистых материалов с применением материалов криофиксации / Я.В. Казаков, Д.Г. Чухчин // В сб. Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов: материалы II Междунар. науч.-техн. конф. - Архангельск: САФУ, 2013. -C. 56-63.

55. Bialkowsky H . "Paper Trade J.", 97, 13, 1933. -P. 141-158.

56. Schutz F., Clauditz W. "PapierFabrikant", 31, 1933. - 296 p.

57. Jayme G., Seidel W. "Das Papier", 11, 1957. - 500 p.

58. Крылатов Ю.А. Проклейка бумаги / Ю.А. Крылатов, И.Н. Ковернинский. - М.: Лесн. пром-сть, 1987. - 288 с.

59. Махотина Л.Г. Научные основы создания многослойных целлюлозных композиционных материалов для высококачественной упаковки. / дис...докт. техн. наук. - Санкт-Петербург, 2008 - 332 с.

60. Капуцкий Ф.Н. Направленное применение вспомогательных добавок для упрочнения бумаги. / Ф.Н. Капуцкий, Н.В. Черная, Н.В. Жолнерович, Д.И. Шиман, С.Г. Грибовская // В сб. «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. I Междунар. науч.-техн. конф. - Архангельск: САФУ, 2011. - С.195-200.

61. Горжанов В.В. Повышение потребительских свойств бумаги для печати поверхностной проклейкой комбинированными составами / В.В. Горжанов, В.Г. Темрук, Т.В. Соловьева // Труды БГТУ. №4. Химия, технология органических веществ и биотехнология. Т1, №4. 2009. -С. 282-284.

62. Щербакова Т.О. Особенности получения синтетических высокодисперсных соединений и их применения для наполнения бумаги / Т.О. Щербакова, Н.В. Черная // Материалы. Технологии. Инструменты. Т. 19, №4, 2014. -С. 67-70.

63. Черная Н.В. Влияние новых упрочняющих добавок на свойства макулатурных видов бумаги / Н.В. Черная, В.Л. Колесников, Ф.Н. Капуцкий, Д.И. Шиман, Н.В. Жолнерович, П.А. Чубис, С.Г. Грибовская // Труды БГТУ. №4. Химия, технология органических веществ и биотехнология. Т. 1. № 4. 2011. - С. 163-164.

64. Кейси Дж. Производство полуфабрикатов и бумаги / Дж. Кейси - т. I, кн. 2. - Л.: Гослесбумиздат, 1958. - 338 с.

65. Huber O. «Wochenbl. Papierfabr» / O. Huber // 88, 8, 1960. - P. 299-308.

66. Brecht W. «PapierFabrikant» / W. Brecht, H. Pfretschner // 1937. -P. 10-13.

67. Смолин А.С. Структурообразование в гидросуспензиях растительных волокон / А.С. Смолин, Р.О. Шабиев, Е.С. Николаев // В сб. «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. I Междунар. науч.-техн. конф. - Архангельск: САФУ, 2011. - С.40-44.

68. Lindstrom Stefan B. Modelling and simulation of paper structure development / Stefan B. Lindstrom // Thesis for degree of Doctor of Technology - Sundsvall, 2008. - 64 p.

69. Дубовый В.К. Лабораторный практикум по технологии бумаги и картона: учебное пособие / В.К. Дубовый, А.В. Гурьев, Я.В. Казаков и др.; под ред. В.И. Комарова, А.С. Смолина. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. - 230 с.

70. Parker J. D. The sheet forming process / J. D. Parker // TAPPI - Atlanta, GA,

1972.

71. Attwood B. Review paper: An update on forming developments. / B. Attwood // In Scientific and technical advances in forming, pressing, and drying - Helsinki. 2002. - 17 p.

72. Кугушев И.Д. Теория процессов отлива и обезвоживания бумажной массы: монография. - М.: Лесн. пром-сть, 1967. - 262 с.

73. Фляте Д.М. Свойства бумаги. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть, 1986. - 680 с.

74. Hii C. Quantification of the web structure in relation to process conditions during wet pressing and furnish composition / C. Hii, 0. Gregersen, G. Chinga-Carrasco,

0. Eriksen, K. Toven, F. Rosen, H. Vomhoff // Progress in Paper Physics Seminar 2011 Conference - Proceedings. Graz. 2011. - P. 223-224.

75. Воробьева Т.В. Исследование кинетических параметров формирования усадочных напряжений в структуре картона в процессе сушки. / Т.В. Воробьева, Я.В. Казаков // В сб. «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. I Междунар. науч.-техн. конф. - Архангельск: САФУ, 2011. - С. 244-250.

76. Казаков Я.В. Формирование характеристик вязкоупругости целлюлозно-бумажных материалов в процессе сушки. / Я.В. Казаков, Т.В. Воробьева, Р.Г. Хромцова // Лесн. журн. (Изв. высш. учеб. заведений), №5, 2013. - С. 184-192.

77. Karlsson M. Papermaking science and technology. Papermaking Part 2, Drying. Book 9, Drying Fapet Oy - Finland, 2000. - 496 p.

78. Lavrykov S. 3D network simulations of paper structure / S. Lavrykov, Stefan B. Lindstrom, K.M. Singh, B.V. Ramarao - Nordic Pulp and Paper Research Journal 27 (2), 2012. - P. 256-263.

79. Corte, H. Statistical geometry of a fibrous network / H. Corte, O.J. Kallmes // In: Formation and structure of paper, Trans. 2nd Fund. Res. Symp. - Oxford. 1961. -P. 13-46.

80. Deng, M. Paper: an Engineered Stochastic Structure / M. Deng, C.T.J. Dodson // TAPPI Press. 1994.

81. Bronkhorst C.A. Modeling paper as a two-dimensional elastic-plastic stochastic network / C.A. Bronkhorst // Int. J. Solids Struct., 40(20), 2003. - P. 5441-5454.

82. Heyden S. Network modeling for the evaluation of mechanical properties of cellulose fibre fluff: PhD thesis. Lund University, Lund, Sweden. 2000. - 199 p.

83. Raisanen V.I. Elastic-plastic behaviour in fibre networks / V.I. Raisanen, M.J. Alava, R.M. Nieminen, K.J Niskanen // Nordic Pulp and Paper Research Journal, 11(4), 1996. - P. 243-248.

84. Alava M. The Physics of Paper / M. Alava, K. Niskanen // Rep. Prog. Phys., 69(3), 2006. - P. 669-723.

85. Provatas N. Fiber deposition models in two and three spatial dimensions, colloids and surfaces / N. Provatas, M. Haataja, J. Asikainen, S. Majaniemi, M. Alava, T. Ala-Nissila // A physicochemical and engineering aspects, 165(1-3), 2000. -P. 209229.

86. Heyden S. Stress-strain performance of paper and fluff by network modelling / S. Heyden, P.J.Gustafsson // In: The science of papermaking, Trans. 12th Fund. Res. Symp. - Oxford 2001, Bury, UK, PPFRS, 2002. - P. 1385-1401.

87. Vincent R. Prediction of handsheet tensile strength by computational simulation of structure / R. Vincent, M.Rueff, C. Voillot // Tappi J., 9 (1), 2010. - P. 15-19.

88. Miettinen P.P.J. Simulated strength of wet fibre networks. / P.P.J. Miettinen, J.A. Ketoja, D.J. Klingenberg // J. Pulp Paper Sci., 33(4), 2007. - P. 198-205.

89. Switzer L.H. Handsheet formation and mechanical testing via fiber-level simulations / L.H. Switzer D.J. Klingenberg, C.T. Scott // Nordic pulp and paper research journal, 19(4), 2004. -P. 434-439.

90. Lindstrom S.B. Particle-level simulation of forming of the fiber network in papermaking / S.B. Lindstrom, T. Uesaka // Int. J. Eng. Sci., 46(9), 2008. - P. 858-876.

91. Vincent R. 3-D computational simulation of paper handsheet structure and prediction of apparent density / R. Vincent, M. Rueff, C. Voillot // Tappi J., 9 (1), 2009.

- P. 15-19.

92. Turpeinen T. Using image analysis to model 3d liquid-paper interaction. / T. Turpeinen, S. Svensson, C. Ostlund, J. Hyvaluoma, J. Timonen // Progress in paper physics seminar. Proceedings. - Helsinki University of Technology, TKK, Dipoli, Ota-niemi, Espoo, Finland, 2008. - P. 79-82.

93. Koivu V. X-ray micro-tomographic study of paper-making fabrics. / V. Koivu, T. Turpeinen, M. Kataja // Progress in paper physics seminar. Proceedings. - Helsinki University of Technology, TKK, Dipoli, Otaniemi, Espoo, Finland, 2008. - P. 25-28.

94. Mark A. Multi-scale simulation of paperboard edge wicking using a fiber-resolving virtual paper model / A. Mark, R. Sandboge, A. Berce, F. Edelvik, E. Glatt, S. Rief, A. Wieg-mann, M. Fredlund, J. Amini, R. Lai, L. Martinsson, U. Nymann, J. Tryding // Progress in Paper Physics Seminar. Conference Proceedings. - Graz. 2011.

- P. 41 47.

95. Golkhosh F. 3d structure & strength characterization of northern bleached softwood kraft paper. / F. Golkhosh, M. Targhagh, Y. Sharma, M. Martinez, W. Tsai, L. Courtois, D. Eastwood, P. Lee, A. Phillion // Progress in paper physics seminar. Proceedings. - Darmstadt, 2016. - P. 42-46.

96. Targhagh M. Simulation of the mechanical behavior of low density paper and an individual inter-fibre bond. / UBC MASc thesis, 2016. - 84 p.

97. Andra H. Micromechanical network model for the evaluation of quality controls of paper. / H. Andra, F. Edelvik, M. Fredlund, E. Glatt, M. Kabel, R. Lai, A. Mark, L. Martinsson, U. Nymann, S. Rief // Progress in Paper Physics Seminar. Conference Proceedings. - Graz. 2011. - P. 49-55.

98. Chen J. Investigation on deformation behavior of paper in Z-direction. / J. Chen, J. Neumann, E. Dorsam // Progress in paper physics, Raleigh, North Carolina, USA, 2014.

99. Абрамова В.В. Теоретические основы и практическая реализация объемного моделирования равномерности макроструктуры бумаги. / В.В. Абрамова, А.В. Гурьев, А.И. Попов, А.В. Рудалёв, А.А. Тюпин // В сб. «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. II Междунар. науч.-техн. конф. - Архангельск: САФУ, 2013. - С. 71-75.

100. Decain M. Numerical model of thermal properties of paper / M. Decain, du Roscoat S. Rolland, C. Geindreau, J.-F. Bloch // Progress in paper physics seminar. Proceedings. - Helsinki University of Technology, TKK, Dipoli, Otaniemi, Espoo, Finland, 2008. - P. 21.

101. Hamlen R.C. Paper structure, mechanics and permeability: computer aided modeling / PhD thesis, University of Minnesota. 1991.

102. Niskanen K. KCL-PAKKA: Simulation of the 3D structure of paper / K. Niskanen, N. Nilsen, E. Helleng, M. Alava // The fundamentals of papermaking materials, Trans. 11th Fund. Res. Symp. - Cambridge, Leatherhead Surrey, PIRA International, 1997. - P. 1273-1291.

103. Nilsen N.K. KCL-PAKKA: a tool for simulating paper properties / N. Nil-sen, M. Zabihian, K. Niskanen // Tappi J. 81 (5). 1998. -P. 163-166.

104. Drolet F. A stochastic structure model for predicting sheet consolidation and print uniformity / F. Drolet, T. Uesaka // Advances in Paper Science and Technology, Trans. 13th Fund. Res. Symp. - Cambridge, Bury, UK, PPFRS, 2005. - P. 1139-1154.

105. Miettinen P. Simulation of structure and deformation of wet fiber networks / P. Miettinen, J. Ketoja, T. Hjelt // Progress in paper physics seminar. Proceedings -

Helsinki University of Technology, TKK, Dipoli, Otaniemi, Espoo, Finland, 2008.

- P. 143-145.

106. Dickson A. Simulation of thickness distribution in random fiber networks /

A. Dickson, N. Doole, W. Sampson // Progress in paper physics seminar. Proceedings. -Helsinki University of Technology, TKK, Dipoli, Otaniemi, Espoo, Finland, 2008.

- P. 291-294.

107. Schmid C. F. Simulations of fibre flocculation: Effects of fiber properties and interfibre friction / C. F. Schmid, L. H. Switzer, D. J. Klingenberg // J. Rheol., 44. 2000. - P. 781-809.

108. Yamamoto S. Dynamic simulation of fiber suspensions in shear flow / S. Yamamoto, T. Matsuoka // J. Chem. Phys., 102. 1995. - P. 2254-2260.

109. Borodulina S. Constitutive modeling of a paper fiber in cyclic loading applications. / S. Borodulina, A. Kulachenko, D.D. Tjahjanto // Computational Materials Science.Vol. 110, 2015. - P. 227-240.

110. Казаков Я.В. Трехмерное моделирование целлюлозных волокон / В сб. «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья»: матер. IV Всерос. конф. Книга I. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2009. - C. 57-59.

111. Lavrykov S. Elasticity and stiffness of paper: a model based study of the influence of fibers. / S. Lavrykov, K. Singh, B. Ramarao // Progress in Paper Physics Seminar. Conference Proceedings. Graz. 2011. -P. 35-40.

112. Носкова Е.С. Применение двухпараметрического критерия разрушения структуры бумаги в практических исследованиях. / Е.С. Носкова, Е.В. Дьякова,

B.И. Комаров // В сб. «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. I Междунар. науч.-техн. конф. - Архангельск: САФУ, 2011. - С. 263-267.

113. Носкова Е.С. Совершенствование оценки механизма разрушения структуры бумаги и картона / дис...канд. техн. наук. Архангельск, 2009. - 130 с.

114. Смирнова E.r. Долговечность целлюлозных материалов для производства печатных видов бумаги / E.r. Смирнова, М.В. Афанасьев, С.А. Евтюхов, Е.М. Лоцманова // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2007. №12.- С. 33-35.

115. Sundvall О. Системы оценки качества целлюлозы (параметры волокна, прочность волокна, управление размолом) - он-лайн и лабораторный контроль -PulpEye и Pulmac. / О. Sundvall, T. Storsjo, O. Lindeberg, J. Cowan, Ю. Юха // В сб.

«Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. III Междунар. науч.-техн. конф. - Архангельск: САФУ, 2015. - С. 82-87.

116. Комаров В.И. Деформация и разрушение волокнистых целлюлозно-бумажных материалов. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2002. - 440 с.

117. Казаков Я.В. Практика использования характеристик деформативно-сти для оценки качества бумаги и картона. / В сб. «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. I Междунар. науч.-техн. конф. - Архангельск: САФУ, 2011 - С. 88-94.

118. Манахова Т.Н. Влияние структурно-морфологических свойств волокна на деформативность и прочность хвойной сульфатной небеленой целлюлозы / дис...канд. техн. наук. -Архангельск, 2014. - 170 с.

119. Свид. № 2013619256 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа для прогнозирования деформационных характеристик целлюлозы по результатам анализа волокна (Prognoz) / Я.В.Казаков, Т.Н.Манахова: заявитель и правообладатель ФГАОУ ВПО САФУ (RU). № 2013617338; заявл. 13.08.2013; опубл. 30.09.2013, Реестр программ для ЭВМ. 1 с.

120. Brandberg A. The effect of geometry on the mechanical properties of the fiber bonds / A. Brandberg // Progress in paper physics seminar. Proceedings. - Darmstadt, 2016. - P. 180-184.

121. Li Y., Stapleton S., Reese S., Simon J. Multi-scale modeling of paper / Y. Li, S. Stapleton, S. Reese, J. Simon // Progress in paper physics seminar. Proceedings. -Darmstadt, 2016. - P. 200-203.

122. Руководство по эксплуатации прибора Lorentzen&Wettre Fiber Tester (Анализатор волокна). - СПб.: 2009. - 32 с.

123. Lorentzen&Wettre Fibre Tester: [Электронный ресурс]. 2017. URL:http://l-w.com/produkt/lw-fiber-tester/ (Дата обращения: 30.01.2017).

124. ГОСТ 14363.4-89. Целлюлоза. Метод подготовки проб к физико-механическим испытаниям. - М.: Изд-во стандартов, 1993. - 14 с.

125. Мельница Йокро. Инструкция по эксплуатации. «PTA-Санкт-Петербург». -11 с.

126. ISO 5264-3/1979: Размол в лабораторных условиях. Метод размола в мельнице Йокр». 1979. - 7 с.

127. ГОСТ Р 50068-92. Волокнистые полуфабрикаты. Ускоренный метод определения концентрации массы. - М.: Изд-во стандартов, 1993. - 4 с.

128. Дезинтегратор (модель № 95568). Паспорт. - «PTA-Санкт-Петербург».

- 10 с.

129. Листоотливной аппарат для изготовления отливок «Rapid-Köthen». Инструкция по эксплуатации. - 36 с.

130. ГОСТ 13523-78. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод кондиционирования образцов. - М.: Изд-во стандартов, 1978. - 4 с.

131. ГОСТ 16932-93. Целлюлоза. Определение содержания сухого вещества. - М.: Изд-во стандартов, 1995. - 6 с.

132. ГОСТ 27015-86. Бумага и картон. Методы определения толщины, плотности и удельного объема. - М.: Изд-во стандартов, 2002 (переиздание). - 4 с.

133. ГОСТ Р ИСО 534-2012. Бумага и картон. Определение толщины, плотности и удельного объема. Введен 14.11.2012. - М.: Стандартинформ, 2014.

- 12 с.

134. Инструкция по эксплуатации на микрометр SE250 - Lorentzen&Wettre. 2001. - 30 с.

135. ГОСТ 13199-88. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения массы продукции площадью 1 м2. Введен 01.01.1990. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 6 с.

136. Машина испытательная ТЕСТСИСТЕМА 101-0,5 (Инв. № 0001352084). Инструкция по эксплуатации. - 1 с.

137. TAPPI T 273 pm-95. Zero-span breaking strength of pulp // TAPPI Test Methods. - Atlanta, USA: "TAPPI PRESS", 1996.

138. Z-Span 1000. Руководство пользователя. - 13 c.

139. Инструкция по эксплуатации прибора PTA-Line Formation Tester (Модуль формования, модель Р63200). - СПбю, 2011. - 14 с.

140. Роговин З.А. Основы химии и технологии химических волокон: Т.1.

- М.: Химия, 1974. - 518 с.

141. Монкрифф Р.У. Химические волокна - М.: Легкая индустрия, 1964.

-227 с.

142. Инструкция по эксплуатации прибора Lorentzen&Wettre TSO Tester (Ультразвуковой тестер для определения направления максимальной эластичности волокон). - СПб.: 2002. - 54 с.

143. Data sheet for Lorentzen&Wettre TSO Tester. ABB. 2016. - 4 p.

144. Свид. № 2001610526 Российская Федерация. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Программное обеспечение лабораторного испытательного комплекса для оценки деформативности и прочности целлюлозно-бумажных материалов (KOMPLEX). / Я.В. Казаков, В.И. Комаров; заявитель и правообладатель ГОУ ВПО АГТУ (RU). № 2001610250; заявл. 11.03.2001; опубл. 10.05.2001, Реестр программ для ЭВМ. 1 с.

145. Чухчин Д.Г. Исследование суспензий целлюлозных волокон методом электронной микроскопии / Д.Г. Чухчин, Е.А. Варакин, Е.В. Новожилов, К.Ю. Те-рентьев, Е.В. Смирнов, Е.А. Белых // В сб. «Физикохимия растительных полимеров»: Матер. V междун. конфер. - Архангельск, Ин-т экол. проблем Севера УрО РАН, 2013. - С. 46-50.

146. Казаков Я.В. Изучение формирования структуры целлюлозных волокнистых материалов с применением криофиксации и лиофилизации / Я.В. Казаков, Д.Г. Чухчин // В сб. «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»: матер. II Междун. науч.-техн. конф. - Архангельск; Северн. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2013. - С. 56-63.

147. ZEISS Sigma Family. Your field emission SEMs for high quality imaging and advanced analytical microscopy. // EN_40_011_096 | CZ 06-2015 | Design, scope of delivery, and technical progress subject to change without notice. - Carl Zeiss Microscopy Germany. - 24 p.

148. Белецкая М.Г. Технология углеродных адсорбентов. Физико-химический анализ активных углей: учеб. пособие к лабор. практикуму / М.Г. Белецкая, Н.И. Богданович, Н.А. Макаревич - Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова. Архангельск: САФУ, 2015. - 96 с.

149. Вячеславов А.С. Определение площади поверхности и пористости материалов методом сорбции газов: Метод. разработка МГУ. / А.С. Вячеславов, М. Ефремова - М.: 2011. - 65 с.

150. Анализаторы удельной поверхности и пористости адсорбционные ASAP 2020. - Свидетельство об утверждении типа средств измерений (с приложением). 2012. - 6 с.

151. Алексеев Е.Р. Программирование на языке С++ в среде QtCreator / Е.Р. Алексеев, Г.Г. Злобин, Д.А. Костюк, О.В. Чеснокова, А.С. Чмыхало - М.: ALT Linux, 2015. - 448 с.

152. Казаков Я.В. Характеристики деформативности как основополагающий критерий в оценке качества целлюлозно-бумажных материалов / Я.В. Казаков

- дис...докт. техн. наук. Архангельск, 2015. - 534 с.

153. Свид. № 2012612982 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа для анализа и моделирования распределения по длине и ширине целлюлозных волокон в бумажной массе (Моделирование фракционного состава). / Я.В. Казаков: заявитель и правообладатель ФГАОУ ВПО САФУ (RU). - № 2012610536; заявл. 30.01.2012; опубл. 26.03.2012, Реестр программ для ЭВМ. - 1 с.

154. Дернов А.И. Комплексная оценка свойств волокон и межволоконных взаимодействий в структуре целлюлозных материалов / А.И. Дернов. - дис...канд. техн. наук. Архангельск, 2014. - 135 с.

155. Примаков С.Ф. Производство бумаги. - М.: Лесн. пром-сть, 1987.

- 222 с.

156. Лебедев И.В. Развитие поверхности растительных волокон при делиг-нификации и размоле / И.В. Лебедев, Я.В. Казаков, Д.Г. Чухчин, К.А. Романенко // Матер. IV Всеросс. отраслевой научно-практич. конфер. «Инновации - основа развития целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности» -Пермь, 2016. - С. 135-142.

157. Лебедев И.В. О взаимосвязи поверхности растительных волокон и бу-магообразующих свойств волокнистых полуфабрикатов / И.В. Лебедев, Я.В. Казаков, Д.Г. Чухчин, К.А. Романенко // В сб. «Структура и физико-химические свой-

ства целлюлоз и нанокомпозитов на их основе»: Вторая Всеросси. научно-практич. Интернет-конфер. с междунар. участием. - Петрозаводск, 2016. - С. 150-153.

158. Николаев Е.С. Влияние процессов массоподготовки и формования на равномерность макроструктуры бумаги / Е.С. Николаев - Дис...канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2015. - 184 с.

159. Денисенко В.П. Корреляционный анализ в целлюлозно-бумажном производстве / В.П. Денисенко, М.И. Тертицкий // - М.: Лесная пром-сть, 1968. -152 с.

160. Лебедев И.В. Моделирование структуры бумажного листа / И.В. Лебедев, Я.В. Казаков // ИВУЗ Лесной журнал. 2017. № 2/356. - С. 160-172.

161. Лебедев И.В. Характеристика структурно-размерных свойств волокон хвойной сульфатной целлюлозы с применением статистического моделирования / И.В. Лебедев, Я.В. Казаков //Хвойные бореальной зоны, 2016. Т. XXXVII. №5-6. - С. 333-337.

162. Казаков Я.В. Характеристика геометрических параметров волокон целлюлозных полуфабрикатов с использованием вероятностных методов // Химия растительного сырья. 2014. №1. - С. 269-275.

163. Циглер Ф. Механика твердых тел и жидкостей, пер. с англ. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотичная динамика», 2002. - 912 с.