Сопротивление бумаги разрыву

  Главная      Учебники - Производство бумаги     Технология бумаги (Фляте Д.М.) - 1988 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  ..

 

Механическая прочность и деформационные свойства бумаги

 

 

Сопротивление бумаги разрыву

 

 

 Выше было указано (см. § 7), что в бумажной промышленности сопротивление бумаги

разрыву характеризуют показателями разрывного груза или разрывной длины.

Если на полоску бумаги воздействовать все возрастающей силой и затем построить график зависимости удлинения бумаги от величины нагрузки, то в первый период времени бумага ведет себя как упругое тело и согласно закону Гука начальный участок кривой будет прямолинейным подобно тому, как это наблюдается при испытании металлов. После прекращения действия дальнейшего удлинения растянутая полоса бумаги восстановит свои первоначальные свойства и сожмется до удлинения, равного нулю. Упругая деформация возникает и исчезает мгновенно при приложении и снятии нагрузки. В последующем проявляются пластические свойства бумаги и вследствие ее текучести прямолинейная зависимость между нагрузкой и деформацией переходит в криволинейную.

На рис. 112 графически представлена зависимость удлинения бумаги от нагрузки для образца бумаги при постоянной скорости удлинения 0,003 мм/с. Точка, являющаяся границей между первоначальным прямолинейным и криволинейным участками графика, характеризует предел упругости образца бумаги. Этой точке на оси абсцисс соответствует деформация удлинения при пределе упругости, а на оси ординат — нагрузка при пределе упругости.

Нагрузка, превышающая предел упругости, влечет за собой появление эластической деформации, постепенно нарастающей и полностью исчезающей при снятии нагрузки. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к появлению пластической деформации. Как видно из рис. 112, криволинейный участок графической зависимости в дальнейшем переходит вновь в прямолинейный, который может быть продолжен до момента разрыва бумаги, т. е. до точки, характеризующей предел ее прочности.

Физический смысл происходящих явлений при деформировании бумаги под влиянием приложенной к ней силы сводится к следующему. Область упругой деформации характеризуется изменением межмолекулярных расстояний в структуре бумаги,

а также отдельных волокон. Замедленно упругая деформация, или эластическая, называемая также деформацией упругого последействия, характеризуется изменение конфигурации макромолекул, составляющих волокон и изменением расстояний между взаимно связанными молекулами на поверхности волокон, а также конфигурации волокон в целом. При пластической деформации волокна смещаются необратимо с нарушением молекулярных связей между сопряженными поверхностями.

 

 

Рис. 112. Зависимость удлинения бумаги от нагрузки

 

 

 



С точки зрения современных представлений понятие о пределе прочности тела следует рассматривать не как твердо установленную критическую точку — константу твердого тела. Наблюдения показывают, что величина предела прочности закономерно зависит от времени и температуры. Длительное воздействие механического напряжения понижает предел прочности, а кратковременное нагружение — повышает.

Действительно, при испытании прочности бумаги на разрыв важным фактором является продолжительность приложения нагрузки. Чем быстрее разрывается полоска бумаги, тем больше ее разрывной груз. Разрыв бумаги может наблюдаться при малой величине разрывного груза, если нагрузка длительно прикладывается к бумаге. Например, определенный на разрывной машине в течение 4 с разрывной груз одного вида бумаги составлял 98 Н. Однако при приложении нагрузки в 88,3 Н полоска той же бумаги обрывалась через 11 мин. Под воздействием груза в 78,5 Н полоска обрывалась через 14 ч, а в 39,2 Н — только через 220 сут. Результаты указанных наблюдений связаны с известным явлением усталости материала. Таким образом, принятие в бумажной промышленности определения разрывного груза и разрывной длины бумаги по показаниям стандартной разрывной машины носит условный характер.

Иногда в литературе можно встретить показатели среднего разрывного груза, средней разрывной длины и другие усредненные показатели, представляющие собой среднее арифметическое из соответствующих показателей бумаги в машинном и поперечном направлениях. Этот усредненный показатель, физический смысл которого не определен, искажает характеристику истинной прочности бумаги.

Действительно, можно получить среднюю разрывную длину бумаги (или средний разрывной груз) как при большом, так и при малом различии между собой соответствующих показателей бумаги в машинном и в поперечном направлениях. Хотя средний показатель бумаги в указанных обоих случаях может быть одинаковым, фактическая же характеристика прочности бумаги одного и того же направления листа будет различной.

Экспериментально установлено, что разрывная длина бумаги, не содержащей в композиции минерального наполнителя, изменяется в линейной степени от плотности бумаги. Это положение справедливо как для бумаги однослойного отлива, так и

 

для многослойной бумаги, изготовленных из бумажной массы различной степени помола.

X = Kd, (63)

где X — разрывная длина, км; К — постоянный коэффициент для данного рода массы; d — плотность бумаги, г/см3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  ..