Search

This article presents the classification of the resulting types of powdered cellulosic materials, their scope, as well as the problems arising during production. The main properties of powder cellulose materials are considered. Analyzed the quality indicators of the pulp, previously ground in a disc mill. The main technological parameters of the experimental setup and the comparative characteristics of the used knife grinding sets are presented. In the course of the experimental research, knife grinding sets with straight and curved knives were used. The data obtained confirmed the previously put forward hypothesis about the predominant fibrillation of cellulose fiber milled using a grinding set with a curved blade shape. This feature of the headset design is especially important when grinding hardwood pulp, which has a lower initial value, compared to softwood pulp. The data obtained in determining the degree of grinding, water retention capacity, fiber length of softwood and hardwood cellulose after knife grinding and the degree of polymerization after hydrolysis are presented. A method for producing powdered cellulose material with characteristics similar to microcrystalline cellulose is considered. The regulated parameters of the hydrolysis process are set and a comparison is made of the degree of polymerization of the considered samples of powdered cellulose., В данной работе представлены классификация получаемых видов порошковых целлюлозных материалов, сферы их применения, а также проблемы, возникающие при производстве. Рассмотрены основные свойства порошковых целлюлозных материалов. Проанализированы качественные показатели волокнистой массы, предварительно размолотой на дисковой мельнице. Представлены основные технологические параметры экспериментальной установки и сравнительная характеристика используемых ножевых размалывающих гарнитур. В ходе проведения экспериментальных исследований применялись ножевые размалывающие гарнитуры с прямолинейной и криволинейной формой ножей. Полученные данные подтвердили ранее выдвинутое предположение о преимущественном фибриллировании целлюлозного волокна, размолотого с использованием размалывающей гарнитуры с криволинейной формой ножей. Эта особенность конструкции гарнитуры особенно важна при размоле лиственной целлюлозы, обладающей более низкими исходными показателями, в сравнении с хвойной целлюлозой. Представлены данные, полученные при определении степени помола, водоудерживающей способности, длины волокна хвойной и лиственной целлюлозы после ножевого размола и степени полимеризации после проведенного гидролиза. Рассмотрен способ получения порошкового целлюлозного материала с характеристиками, подобными микрокристаллической целлюлозе. Заданы регулируемые параметры процесса гидролиза и произведено сравнение степени полимеризации рассмотренных образцов порошковой целлюлозы.

В работе исследовано эпоксидное связующее на основе смолы ЭД-20 и отвердителя аминного типа Этал-23Х. Цель работы – исследование реологических, физико-механических и термомеханических свойств образцов связующего, отвержденного при различных режимах. Вязкость и изменение вязкости связующего определяли на ротационном вискозиметре. Температуру стеклования определяли методом ТМА по ГОСТ 32618.2-2014, степень полимеризации и температуру стеклования – методом ДСК по ГОСТ Р 57687-2017 и ГОСТ Р 55135-2012 соответственно, прочность при растяжении – по ГОСТ 11262-2017. Исследование реологии связующего показало, что оно имеет низкую начальную вязкость (1,4 Па∙с), связующее при комнатной температуре малоактивное и может перерабатываться около 5-ти часов. Результат испытания образцов связующего на растяжение показал, что оно имеет достаточно хорошую прочность после отверждения 4 ч при 60 °С (69,4 МПа), не уступающую другим составам из этого же класса. Дополнительная термообработка при температуре 100 °С приводит к небольшому понижению прочности (до 58,8 МПа). Температура стеклования возрастает с 85 °С до 90 °С при увеличении времени и температуры выдержки (от 60 °С до 100 °С), соответственно. Степень полимеризации образцов связующего, определенная методом ДСК – составляет 93-95 %, температура стеклования – 80 °С, что соответствует данным ТМА. Таким образом, рекомендованный режим отверждения (2 ч при 23 °С + 4 ч при 60 °С) обеспечивает оптимальное сочетание физико-механических, термомеханических свойств связующего с отвердителем Этал-23Х, не уступающее другим связующим «холодного» отверждения., Here we examined an epoxy binder based on ED-20 resin and Ethal-23X curing agent. Thisstudy aimed to explore rheological, physicomechanical and thermomechanical properties of the binder specimens cured at different regimes. The viscosity and the variation in viscosity of the binder were measured on a rotational viscometer. The glass transition temperature was determined by the TMA technique as per GOST R 32618.2-2014; the degree of polymerization and glass transition temperature were measured by the DSC technique as per GOST R 57687-2017 and GOST R 55135-2012, respectively; the tensile strength was determined pursuant to GOST R 11262-2017. The rheological study of the binder demonstrated that it had a low initial viscosity (1.4 Pa∙s); the binder was low-active at room temperature and could be processed for about 5 h. The tensile test results of the binder specimens showed that they had a fairly good strength after 4-h curing at 60 °С (69.4 MPa) being not inferior to other formulations of the same class. Additional thermal treatment at 100 °С slightly decreased the strength (down to 58.8 MPa). The glass transition temperature increased from 85 °С to 90 °С with increasing time and residence temperature (from 60 °С to 100 °С), respectively. The degree of polymerization of the binder specimens, as measured by DSC, was 93-95 % and the glass transition temperature was 80 °С, which is consistent with the TMA data. Thus, the recommended curing regime (2 h at 23 °С + 4 h at 60 °С) provides an optimum combination of physicomechanical and thermomechanical properties of the binder with Ethal-23X hardener, which is as good as a cold-cure binder., Южно-Сибирский научный вестник, Выпуск 3 (21) 2020

Показаны преимущества метода, принятого в РФ для определения степени полимеризации обмоток силовых трансформаторов согласно СТО 34.01-23.1-001-2017 «Объём и нормы испытаний электрооборудования», перед стандартом МЭК 60450. Приведены и обсуждены различия в построениях кинетических закономерностей деструкции изоляции обмоток силовых трансформаторов, принятых в РФ и согласно рекомендациям СИГРЭ. Описаны физико-химические механизмы деградации изоляции обмоток силовых трансформаторов, совокупность которых обусловливает тот факт, что процесс деградации витковой изоляции при различных нагрузках силовых трансформаторов, определяющих среднюю температуру их эксплуатации, описывается семейством кинетических кривых полулогарифмических анаморфоз. На примере образцов витковой изоляции обмоток, отобранных из трёхфазного блочного трансформатора типа ТДЦ-125000/110, установлено, что результаты модельных кинетических расчётов остаточного срока службы витковой изоляции силовых трансформаторов согласно рекомендациям СИГРЭ отличаются в зоне риска повреждений трансформатора вследствие деградации изоляции обмоток ( P ≤ 400) от подобных результатов, полученных на основе реальной кинетики деградации изоляции в эксплуатации, на 40 - 60 % в меньшую сторону. Последнее важно, поскольку реальный срок замены силового трансформатора от разработки проекта до постановки его в эксплуатацию может составлять 2-2,5 года., The advantages of the method adopted in the Russian Federation for determining the degree of polymerization of power transformer windings according to the Standard of the organization "Public joint stock company Russian networks" № 34.01-23.1-001-2017 "Scope and standards for testing electrical equipment", before the IEC 60450 standard are shown. Differences in the construction of kinetic regularities of power transformers windings insulation destruction adopted in the Russian Federation and according to the recommendations of SIGRE are presented and discussed. Physical and chemical mechanisms of power transformers windings insulation degradation are described. The combination of these mechanisms leads to the fact that the process of coil insulation degradation under various loads of power transformers, which determine the average temperature of their operation, is described kinetically by a family of semi-logarithmic anamorphoses. In a specific example, samples of windings turn insulation selected from a three-phase unit transformer of type TDC-125000/110, the results of kinetic model calculations of residual service life of power transformers winding insulation according to the recommendations of CIGRE differ in risk of the transformer damage due to the degradation of the winding insulation ( P ≤ 400) from similar results obtained on the basis of the real kinetics of insulation degradation in operation at 40 - 60 % less. The latter is important, since the actual period for replacing a power transformer from project development to commissioning may be 2-2,5 years., Энергетик, Выпуск 7 2020

В работе исследовано эпоксидное связующее на основе смолы ЭД-20 и отвердителя аминного типа Этал-М7. Цель работы – исследование реологических, физико-механических и термомеханических свойств образцов связующего на основе Этал-М7, отвержденного при различных режимах. Начальную вязкость связующего и изменение вязкости определяли на ротационном вискозиметре по ГОСТ 25276-82. Температуру стеклования определяли методом ТМА по ГОСТ 32618.2-2014, степень полимеризации и температуру стеклования – методом ДСК по ГОСТ Р 57687-2017 и ГОСТ Р 55135-2012 соответственно. Прочность при растяжении определяли по ГОСТ 11262-2017. Результаты исследования реологии связующего показали, что оно имеет начальную вязкость (2,75 Па∙с), при комнатной температуре малоактивное и может перерабатываться 2,5 часа. Связующее имеет довольно хорошую прочность при растяжении (69,5 МПа) после отверждения 4 ч при 60 °С, не уступающую другим составам из этого же класса. ТМА-анализ показал, что связующее с отвердителем Этал-М7 имеет две температуры стеклования: первая – основная, в диапазоне температур 52 – 66 °С и вторая – при температурах 83 – 108 °С. Температура стеклования после отверждения 3 сут при комнатной температуре составляет диапазон 56–62 °С, после 12 суток 53–66 °С. После отверждения 2 ч при 23 °С, затем 4 ч при 60 °С температурный переход повышается до 73–80 °С, второй пик не проявляется. Метод ДСК связующего отвержденного при режиме (2 ч при 23 °С + 4 ч при 60 °С) показал, что первый эндоэффект соответствует температуре стеклования 79,8 °С, а второй пик эндоэффекта – 120,3 °С соответствует второй температуре стеклования., Here we examined an epoxy binder based on the ED-20 resin and the Ethal-M7 hardener of an amine type. This study was aimed at exploring the rheological, physicomechanical and thermomechanical behavior of Ethal-M7-based binder specimens cured at different modes. The initial viscosity of the binder and the viscosity variation were measured on a rotation viscometer as per GOST 25276-82. The glass transition temperature was measured by the TMA technique pursuant to GOST 32618.2-2014; the degree of polymerization and the glass transition were determined by the DSC technique as per GOST R 57687-2017 and GOST R 55135-2012, respectively. The tensile strength was measured by GOST 11262-2017. The rheological study results for the binder demonstrated that it had an initial viscosity of 2.75 Pa∙s, was low active at room temperature, and could be processed for 2.5 h. The binder had a fairly good tensile strength of 69.5 MPa after 4-h curing at 60 °С, keeping up with other composites in the same class. The TMA analysis showed that the binder based on curing agent Ethal-M7 had two glass transitions: the first one was basic, ranging from 52 to 66 °С, and the second one was between 83 and 108 °С. The glass transition temperature after 3-day curing at room temperature ranged from 56 to 62 °С, and after 12 days, from 53 to 66 °С. Following 2-h curing at 23 °С and then 4-h curing at 60 °С, the temperature transition increased to 73–80 °С; the second peak did not show up. The DSC analysis of the binder cured in the mode of 2 h at 23 °С + 4 h at 60 °С demonstrated that the first endoeffect corresponded to the glass transition temperature of 79.8 °С, while the second endoeffect at 120.3 °С pertained to the second glass transition temperature., Южно-Сибирский научный вестник, Выпуск 4 (32) 2020

В работе исследовано эпоксидное связующее на основе смолы ЭД20 и отвердителя аминного типа Этал45М. Цель работы исследование физикомеханических и термомеханических свойств образцов связующего, отвержденных при различных режимах. Отверждение проводили при 5ти различных режимах с варьированием температуры и времени выдержки. Температуру стеклования определяли методом ТМА по ГОСТ 32618.22014, степень полимеризации и температуру стеклования методом ДСК по ГОСТ Р 576872017 и ГОСТ Р 551352012 соответственно, прочность при растяжении по ГОСТ 112622017, при изгибе по ГОСТ Р 568102015. Показано, что с увеличением температуры от комнатной до 120 С и времени отверждения возрастает степень полимеризации (до 99 ) и температура стеклования (от 47 С до 8693 С). Прочность образцов вначале возрастает, достигает максимума при отверждении в режимах 60 С / 4 ч и 80 С / 2 ч 52,1 МПа при растяжении и 94,3 МПа при изгибе, а затем снижается с повышением температуры и времени выдержки. Эти режимы рекомендованы для отверждения исследованного связующего на основе эпоксидной смолы и аминного отвердителя Этал45М., This paper investigates an epoxy binder based on ED20 resin and Etal45M aminetype curing agent. The study was aimed at examining the physicomechanical and thermomechanical behavior of the binder specimens cured in different modes. Curing was performed in five different modes by varying holding time and temperature. The glass transition temperature was measured by TMA as per GOST 32618.22014, and polymerization degree and glass transition were determined by the DSC technique pursuant to GOST R 576872017 and GOST R 551352012, respectively tensile strength was measured by GOST 112622017 and flexural strength by GOST R 568102015. As the temperature was raised from room temperature to 120 С and the curing time was increased, the degree of polymerization was found to rise to 99 and glass transition increased from 47 С to 8693С. The strength of the specimens was initially rising, reaching the maximum of 52.1 MPa in tension and 94.3 MPa in flexure when the specimens were cured at 60 С / 4 h and 80 С / 2 h, and then declining as the temperature and holding time were raised. These curing modes are advisable for curing the studied binder based on epoxy resin and Etal45M amine curing agent., №3(27) (2019)

С помощью математического планирования эксперимента разработаны оптимальные условия получения порошковой целлюлозы из беленой хвойной сульфатной целлюлозы, предназначенной для бумажного производства. По разработанным условиям получена порошковая целлюлоза для пищевой промышленности. По аналогичным условиям получен целлюлозный порошок из беленой лиственной сульфатной целлюлозы. Проведен сравнительный анализ свойств и структуры полученных образцов порошковой целлюлозы. With the help of the experiment planned mathematically, optimal conditions for the production of powdered pulp from bleached softwood sulphate pulp for papermaking were developed. According to the developed conditions powered cellulose for the food industry was obtained. Under similar conditions, pulp powder from bleached hardwood sulphate pulp was obtained. A comparative analysis of the properties and structure of the obtained samples of powdered cellulose was carried out.

It is shown that from wood coniferous sawdust it is possible to obtain powder cellulose using the following stages: delignification (cooking) of the initial wood raw materials, hydrolysis of nitric acid by the obtained technical cellulose with the formation of powder, bleaching with a solution of hydrogen peroxide of powder cellulose. Показано, что из древесных хвойных опилок можно получить порошковую целлюлозу с использованием следующих стадий: делигнификации (варки) исходного древесного сырья, гидролиза азотной кислотой полученной технической целлюлозы с образованием порошка, отбелки раствором пероксида водорода порошковой целлюлозы.

Ozonation is a method of vegetable raw substrates pretreatment in relation to cellulose as well as monosaccharides processing. It was investigated the process of ozone consumption by wood of various water content. The data on lignin and polysaccharides transformations in aspen wood ozonation are presented in the paper. It was considered a gradual transformation of the substrate: wood – ozonated wood – cellulose-containing product – holocellulose – cellulose. Yields of ozonated wood, cellulose-containing product, water soluble ozonaton products, holocellulose, and cellulose were determined. The lignin content in the cellulose-containing product was determined. Both holocellulose and cellulose samples were studied by IR spectroscopy method. The degree of polymerization, and molecular mass distribution of cellulose obtained from ozonated wood were determined. It is shown that destruction of wood by ozone impact is accompanied by lignin, hemicelluloses, and cellulose degradation. It is found that physicochemical properties of cellulose obtained from ozonated wood can be regulated by the variation of the initial water content of the substrate. Wood destruction is due to reactions of molecular ozone as well as radical species which have been generated by ozone reactions with water presenting in the substrate structure., Озонирование рассматривается как метод предобработки растительной биомассы в процессах получения целлюлозы и моносахаридов. В работе представлены результаты изучения процесса поглощения озона древесиной осины с различным содержанием воды. Рассмотрено поэтапное превращение субстрата: исходная древесина – озонированная древесина – целлюлозосодержащий продукт озонирования – холоцеллюлоза – целлюлоза. Определены выходы озонированной древесины, водорастворимых продуктов озонирования древесины, выходы холоцеллюлозы и целлюлозы. Определен выход целлюлозосодержащего продукта озонирования и содержание остаточного лигнина в нем. Образцы холоцеллюлозы и целлюлозы изучены методом ИК-спектроскопии. Определены степень полимеризации и молекулярно-массовый состав целлюлозы из озонированной древесины.Показано, что превращения древесины под воздействием озона сопровождаются деструкцией лигнина, гемицеллюлоз и части целлюлозы. Установлено, что физико-химические свойства целлюлозы, полученной из озонированной древесины, зависят от содержания воды. Варьирование содержания воды в исходном образце позволяет регулировать свойства целлюлозы из озонированной древесины.Предполагается, что в процессе деструкции древесины участвуют как молекулярный озон, так и радикалы, образующиеся при взаимодействии озона с водой, присутствующей в клеточной структуре субстрата.

The growing demand of the Russian population for healthy food dictates the need in functional ingredients production increase. Inulin, the polysaccharide of natural origin, has a wide range of functional activity. This article grounds the expedience of inulin obtaining from Jerusalem artichoke tubers and considers effective technological methods of ensuring high yield and quality of the target product. It was demonstrated that application of vibration with frequency 24 Hz for 60 min at temperature 30-35°C intensifies the extraction process, and fractionation of the extract on membranes with pore diameter 2, 3 and 5 kDa allows to obtain inulin with certain physicochemical properties. The membrane separation results in three inulin fractions: low molecular (DP = 2 10), medium molecular (DP = 11 18) and high molecular (DP = 19 35) fraction. The medium molecular fraction of inulin, which is used as prebiotic and fat substitute in food technology, was studied using FTIR spectroscopy and 1H-13C NMR spectrometry. The obtained spectral characteristics have led to a conclusion that the investigated sample of inulin is highly competitive with the best world analogues. The authors thoroughly describe the method of determining the degree of polymerization and average molecular weight of the investigated polysaccharide using 1 H- 13 C NMR spectroscopy. It has been established that inulin obtained by improved technology has the degree of polymerization DP = 13-14 and molecular weight 2124-2286 Da. The results of this work have practical value for production of inulin from Jerusalem artichoke tubers and theoretical value for the chemistry of natural compounds.