Механические параметры бумаги и картона определяют срок службы и назначение изделий, в изготовлении которых они были применены. Продукция целлюлозно-бумажной промышленности востребована в производстве упаковки, периодической печати, книг, кроющей бумаги для мебели и напольных покрытий, канцелярских и санитарно-гигиенических товаров. Способность противостоять растяжению – одно из ключевых качеств, влияющее на срок службы и удобство использования продуктов.
Для получения высокоточных показателей, характеризующих удлинение бумаги и картона, прочности материалов на разрыв проводятся испытания. Лабораторные тесты выполняют в рамках приемо-сдаточных работ и сертификации. Исследования также проводят с целью отработки технологий изготовления, изучения характеристик вновь разработанного состава, адгезии сцепляющего вещества.
Тестирование бумаги и картона на прочность при растяжении
В производстве бумаги и картона задействовано множество разнородных компонентов, каждый из которых влияет на прочностные показатели итогового продукта. Структурной основой являются короткие и длинные целлюлозные волокна органического и синтетического происхождения. Функциональными дополнениями служат наполнители, красители, связующие вещества.
Способность бумаги и картона противостоять растягивающим нагрузкам зависит преимущественно от силы сцепления волокон и эластичности составляющих целлюлозного сырья. Устойчивость к разрывным нагрузкам определяется прочностью и размерами сечения волокон, на механические показатели практически не влияет длина. Немаловажную роль играет плотность укладки и ориентация сырьевых компонентов.
Методики изучения сопротивляемости бумаги и картона растягивающим нагрузкам устанавливают следующие нормативные документы:
- ГОСТ ИСО 1924-1-96. Документ регламентирует правила тестирования бумаги и картона на стойкость к растяжению, воздействующему с постоянной скоростью. По результатам тестирования определяют величину удлинения, которую регистрируют при приложении нагрузки, и предельное значение прочности на разрыв. Методика не распространяется на гофрированный картон. Для исследований подходят все вариации испытательных аппаратов, способных разорвать образец за 20±5 с.
- ГОСТ ИСО 1924-2-2012. Стандарт декларирует методику исследований стойкости бумаги и картона к растягивающим усилиям, прикладываемым с постоянной скоростью в 20 мм/мин. В результате испытаний определяют зависимость удлинения от величины прилагаемой силы. Получают значения предела прочности и относительного удлинения, зафиксированного при разрушении. Информация используется в расчетах модуля эластичности, индексов прочности и энергии. Тестирование проводят на разрывных машинах с регулировкой скорости, силы.
- ГОСТ 13525.1-79. Документ устанавливает порядок лабораторных испытаний, которым подвергают волокнистые полуфабрикаты, бумагу, картон. Методика предназначена для определения максимальной силы, вызывающей необратимое разрушение образца, и регистрации удлинения в период растяжения. Скорость нагружения не регламентируется. Правила не распространяются на гофрированные сорта картона.
Испытания бумажно-целлюлозной продукции предоставляют возможность своевременно выявить технологические нарушения, недоработки. Устойчивость к растяжению и последующему разрыву резко падает, если не соблюдена степень фибриллирования и уплотнения листа, использовалась вода, у которой жесткость выше допустимого значения, или связующего вещества недостаточно.
Технические средства для изучения стойкости бумаги и картона к растяжению
Для исследования механических характеристик целлюлозно-бумажной продукции, определяемых при растяжении, потребуются:
- Универсальная испытательная машина МИМ. Прогрессивный лабораторный аппарат разработан для выполнения широкого спектра статических испытаний, предполагающих приложение усилий с равными или плавно изменяющимися показателями мощности, скорости. Многофункциональная установка растягивает, прокалывает, сжимает, разрывает, изгибает образцы. Для контроля прилагаемой силы и деформационных изменений машина оснащена высокочувствительными датчиками, для мониторинга процессов – цифровым экраном. Процессы регистрации показаний, обработки, анализа и передачи в ПК лаборанта можно автоматизировать, подключив БСПД – разработанный сотрудниками компании «ГОСТ» уникальный модуль с предустановленным софтом «ГОСТ-ТЕСТ».
- Прижимные устройства. Специализированные зажимы фиксируют исследуемые образцы бумаги, картона. Исключается возможность скольжения, высвобождения, смещения и преждевременного повреждения в области крепления. Устройства обеспечивают высокую точность позиционирования нарезанных листов в зоне испытаний.
- Измерительные инструменты. Для вычисления индекса прочности нужны весы, определяющие массу образцов. Для расчета модуля эластичности понадобится толщиномер, штангенциркуль. Для контроля скорости и периода приложения нагрузки требуется секундомер. В испытаниях, предполагающих определение затрат энергии до момента разрушения, необходим дополнительный датчик силы или интегратор.
Эксперты компании «ГОСТ» готовы проконсультировать по интересующим вопросам, помочь в выборе испытательных машин и сопутствующих атрибутов, оказать содействие в оформлении заявки.