Почтовый адрес: САФУ, Редакция «Лесной журнал», наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, Россия, 163002, ауд. 1425

Тел.: 8(8182) 21-61-18
Сайт: http://lesnoizhurnal.ru/ 
e-mail: forest@narfu.ru

RussianEnglish



архив

Барьерные и прочностные свойства мешочной бумаги с покрытием из агар-агара. Стр. 169–178

 Версия для печати

Л.Р. Галеева, А.А. Хадеева, С.Н. Якупов, Е.И. Байгильдеева

Рубрика: Технология химической переработки древесины и производство древесно-полимерных композитов

Скачать статью (pdf, 0.9MB )

УДК

676.26

DOI:

10.37482/0536-1036-2025-6-169-178

Аннотация

Получены образцы мешочной бумаги марки М78 с покрытием из агар-агара (биоразлагаемый полимер, производимый из бурых и красных водорослей) толщиной 15–70 мкм. Показано, что при нанесении на мешочную бумагу водного раствора, содержащего агар-агар, происходит формирование сплошного эластичного покрытия, причем часть полимера проникает в объем бумаги, заполняя межволоконное пространство и, возможно, макро- и микропоры самих волокон. При увеличении толщины полимерного покрытия капельная впитываемость материала растет, а затем выходит на некоторое стабильное значение (с учетом ошибки эксперимента). Выяснено, что толщина покрытия из агар-агара 40 мкм достаточна для придания барьерных свойств мешочной бумаге по отношению к действию влаги. При этом капельная впитываемость бумаги с покрытием составляет ~1000 с, а впитываемость при полном погружении – ~40 %. Для оценки механических свойств целлюлозно-бумажных материалов предложен способ определения прочностных свойств полученных образцов, подразумевающий всестороннюю деформацию образцов, позволяющий пренебречь анизотропией. Показано, что тангенциальная жесткость мешочной бумаги с покрытием из агар-агара на 15–20 % выше, чем у исходной бумаги. Разработан механизм данного упрочнения, заключающийся в следующем. При приложении нагрузки на бумажный материал его разрушение происходит за счет как разрыва целлюлозных волокон, так и отделения волокон друг от друга. В случае недостатка связующего нагрузка от волокна к волокну передается только посредством силы трения. В бумаге, поверхностный слой которой пропитан агар-агаром, нагрузка от волокна к волокну идет через полимер, поэтому деформационно-прочностные свойства повышаются. Природа целлюлозных волокон и агар-агара обусловливает проявление хорошей адгезии между ними. Сделан вывод о том, что мешочная бумага с покрытием из агар-агара экологична, т. к. оба ее компонента являются биоразлагаемыми.

Сведения об авторах

Л.Р. Галеева1, канд. техн. наук; ResearcherID: AAE-8448-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9004-4549
А.А. Хадеева1, аспирант; ResearcherID: NBW-6648-2025, ORCID: https://orcid.org/0009-0005-7756-3770
С.Н. Якупов2, канд. техн. наук; ResearcherID: R-6951-2016, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0047-3679
Е.И. Байгильдеева1, канд. техн. наук; ResearcherID: OLR-1648-2025, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4611-4412
1Казанский национальный исследовательский технологический университет, ул. К. Маркса, д. 68, г. Казань, Россия, 420015; l.musina@yandex.ru, khadeeva1999@mail.ru, baigildeeva_e_i@mail.ru
2Казанский научный центр РАН, ул. Лобачевского, д. 2/31, г. Казань, Россия, 420111; tamas_86@mail.ru

Ключевые слова

мешочная бумага, агар-агар, капельная впитываемость, водопоглощение, тангенциальная жесткость, биоразлагаемость

Для цитирования

Галеева Л.Р., Хадеева А.А., Якупов С.Н., Байгильдеева Е.И. Барьерные и прочностные свойства мешочной бумаги с покрытием из агар-агара // Изв. вузов. Лесн. журн. 2025. № 6. С. 169–178. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-6-169-178

Литература

  1. Басырова С.И., Галиханов М.Ф., Галеева Л.Р. Поверхностные свойства модифицированного картона // Изв. вузов. Лесн. журн. 2019. № 6. С. 233–240. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2019.6.233

  2. Ешбаева У.Ж., Исмаилова Г.И., Нишонов А.М., Абдуалимова Л.З. Свойства бумаги, содержащей проклеивающее вещество полиакриламидa // Universum: технические науки: электрон. науч. журн. 2021. № 7(88). Ч. 2. С. 30–33. 

  3. Захаров И.В., Захарова Н.Л., Канарский А.В., Окулова Е.О., Казаков Я.В., Дулькин Д.А. Физико-механические свойства картона, обработанного биомодифицированным глютеном // Изв. вузов. Лесн. журн. 2017. № 6. С. 135–144. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2017.6.135

  4. Иванов С.Н. Технология бумаги: учебное пособие. 4-е изд. М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2022. 696 с.

  5. Муштари Х.М., Галимов К.З. Нелинейная теория упругих оболочек. Казань: Таткнигоиздат, 1957. 431 с. 

  6. Назмиева А.И., Галиханов М.Ф., Мусина Л.Р., Нафикова А.Р., Альметова Г.Ф. Влияние пшеничного нативного крахмала и действия коронного разряда на свойства мешочной бумаги // Вестн. Казанск. технол. ун-та. 2015. Т. 18, № 16. С. 151–153. 

  7. Патент RU 2805748 C2. Композиция для создания защитного слоя на поверхности бумаги: № 2021132383: заявл. 08.11.2021: опубл. 23.10.2023. Бюл. № 30 / В.В. Ригин. 

  8. Тимошенко А.Б., Никандров А.Б. Эффективные химикаты для удержания и обезвоживания бумажной массы при производстве картона из макулатурного сырья // Современная целлюлозно-бумажная промышленность. Актуальные задачи и перспективные решения: материалы II Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов ЦБП. СПб.: ВШТЭ СПбГУПТД, 2021. Т. II. С. 71–76. 

  9. Филатов Н.М., Уваров Б.А., Апанович Н.А. Полиэфирные лаки и эмали для защиты тары. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2015. 232 с. 

  10. Якупов Н.М., Галимов Н.К., Якупов С.Н. Методика исследования неплоских пленок и мембран сложной структуры // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85, № 2. С. 55–59. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-2-55-59

  11. Basyrova S.I., Galikhanov M.F., Shaymukhametova I.F., Bogdanova S.A. The Influence of the Unipolar Corona Discharge on Surface Energy of Modified Cardboard. AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2174, iss. 1, art. no. 020203. https://doi.org/10.1063/1.5134354

  12. Galikhanov M.F., Galeeva L.R., Nazmieva A.I. Strengthening of Paper Materials under the Action of Unipolar Corona Discharge by Increasing the Level of Interaction between Cellulose Fibers. Fibre Chemistry, 2020, vol. 51, pp. 387–391. https://doi.org/10.1007/s10692-020-10117-6

  13. Kanie O., Ishikawa H., Ohta S., Kitaoka T., Tanaka H. Study on Characteristics of Paper Laminated with Biodegradable Plastics, 1. Burial Test in Soil. Journal of the Faculty of Agriculture, Kyushu University, 2002. vol. 47, no. 1, pp. 89–96. https://doi.org/10.5109/24463

  14. Kanie O., Tanaka H., Mayumi A., Kitaoka T., Wariishi H. Composite Sheets with Biodegradable Polymers and Paper, the Effect of Paper Strengthening Agents on Strength Enhancement, and an Evaluation of Biodegradability. Journal of Applied Polymer Science, 2005, vol. 96, iss. 3, pp. 861–866. https://doi.org/10.1002/app.21523

  15. Rastogi V.K., Samyn P. Bio-Based Coatings for Paper Applications. Coatings, 2015, vol. 5, no. 4, pp. 887–930. https://doi.org/10.3390/coatings5040887

  16. Tanpichai S., Srimarut Y., Woraprayote W., Malila Y. Chitosan Coating for the Preparation of Multilayer Coated Paper for Food-Contact Packaging: Wettability, Mechanical Properties, and Overall Migration. International Journal of Biological Macromolecules, 2022, vol. 213, pp. 534–545. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.05.193

  17. Wang Y., Zhang X., Kan L., Shen F., Ling H., Wang X. All-Biomass-Based Eco-Friendly Waterproof Coating for Paper-Based Green Packaging. Green Chemistry, 2022, iss. 24, pp. 7039–7048. https://doi.org/10.1039/D2GC02265F

  18. Yakupov S.N. Influence of Scratches on the Stiffness Properties of Thin-Walled Elements. Lobachevskii Journal of Mathematics, 2019, vol. 40, рp. 834–839. https://doi.org/10.1134/S1995080219060258

  19. Zhang S., Sun P., Lin X., Wang H., Huang X., Liu H., Xu X. Strong, High Barrier, Water- and Oil-Resistant Cellulose Paper-Based Packaging Material Enabled by Polyvinyl Alcohol-Bentonite Coordination Interactions. International Journal of Biological Macromolecules, 2025, vol. 285, art. no. 138076. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.138076

  20. Zhu R., He Z., Sun C., Jin S., Ma R., Zhang D., Long Z. Fabrication of Recyclable High-Barrier Water- and Oil-Proof Paper by Sodium Alginate/Cellulose Nanofiber/Ethyl Cellulose/Polyvinyl Butyral. Industrial Crops and Products, 2023, vol. 203, art. no. 117084. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.117084