Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0825U001808, Дисертація доктора філософії На здобуття Доктор філософії Дата захисту 23-06-2025 Статус Наказ про видачу диплома Назва роботи Розробка технологій одержання із недеревної рослинної сировини наноцелюлози та її використання у виробництві паперу і картону Здобувач Якименко Ольга Сергіївна, Керівник Барбаш Валерій Анатолійович Опонент Пінчевська Олена Олексіївна Опонент Козак Роман Олегович Рецензент Трембус Ірина Віталіївна Рецензент Черьопкіна Романія Іванівна Опис Концепція циркулярної економіки передбачає замкнутий кругообіг речовин у природі і максимальне збереження сировини в процесах виробництва товарів широкого споживання, до яких відноситься, зокрема, картонно-паперова продукції. У світовій целюлозно-паперовій промисловості основним джерелом для виробництва паперу і картону залишається целюлоза із хвойних і листяних порід деревини. У контексті стійкого розвитку та збереження лісових ресурсів актуальною проблемою для України, як країни з розвинутим сільським господарством, є розробка екологічно безпечних технологій виробництва целюлозовмісних матеріалів із недеревної рослинної сировини (НДРС), яка має низьку вартість у порівнянні з деревиною і щорічно відновлюється. Для досягнення необхідних показників якості паперу і картону у процесі їх виробництва, як правило, додають різні хімічні допоміжні речовини (ХДР) із вичерпних джерел – нафти, газу, вугілля, що призводить до забруднення довкілля. В останні роки в світовій практиці активно розвиваються дослідження, спрямовані на переробку рослинної сировини у целюлозовмісні матеріали з високою доданою вартістю, зокрема у наноцелюлозу (НЦ), що має унікальні властивості: високі значення модулю пружності, висока питома поверхня, оптична прозорість, хімічна реакційна здатність, низький коефіцієнт теплового розширення, здатність до біологічного розкладання і біосумісність, низька легкість і вартість виробництва в порівнянні із синтетичними полімерами. До асортименту багатотоннажної картонно-паперової продукції відносяться такі технічні її види, як: електроізоляційний папір, папір-основа для шпалер, папір для пакування харчових продуктів, картон для плоских шарів гофрокартону, картон тарний вологостійкий, тощо. Для досягнення передбачених стандартами специфічних показників якості такої продукції необхідна наявність розроблених відповідних ресурсозберігаючих технологій їх виробництва, зокрема з використанням наноцелюлози для покращення показників якості паперу і картону та зменшення витрати шкідливих синтетичних ХДР. Тому розробка екологічно безпечних способів одержання із НДРС целюлози і наноцелюлози та використання їх у виробництві паперу і картону є актуальною науково-практичною задачею. Мета дисертаційної роботи полягає в науковому обґрунтуванні розроблення інноваційних технологічних підходів до отримання з вітчизняної недеревної рослинної сировини наноцелюлози та визначення оптимальних її витрат в композиції технічних видів паперу і картону для досягнення їх експлуатаційних характеристик. Для реалізації мети було сформульовано наступні завдання: 1. Удосконалити методику одержання із пожнивних решток кукурудзи, стебел соняшника, очерету, волокон конопель целюлози, придатної для подальшої екстракції з неї наноцелюлози. 2. Визначити вплив технологічних параметрів процесів одержання наноцелюлози методами гідролізу розчинами сульфатної кислоти, окиснення в середовищі 2,2,6,6-тетраметилпіперидин-1-оксилу (ТЕМПО) та глибоких евтектичних розчинників (DES) на показники її якості. 3. Встановити вплив додавання отриманої наноцелюлози у волокнисту композицію і на поверхню зразків паперу і картону на показники їх якості та на зменшення витрат шкідливих хімічних допоміжних речовин. 4. Визначити точки введення наноцелюлози у технологічні потоки виробництва паперу і картону. Об’єкт дослідження – екологічно безпечні процеси перероблення НДРС у целюлозу і наноцелюлозу та використання їх у виробництві масових видів паперу і картону. Предмет дослідження – технологічні параметри процесів одержання з вітчизняної НДРС целюлози і наноцелюлози та рекомендованих їх витрат у процесах виробництва масових видів картонно-паперової продукції. Наукова новизна отриманих результатів: - теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність комбінування стадій лужної обробки та пероцтового варіння з метою отримання целюлози з пожнивних решток кукурудзи, стебел соняшника, очерету та волокон конопель, придатної для екстракції з неї наноцелюлози; - встановлено зростання показників якості наноцелюлози (щільності, міцності на розрив, прозорості, індексу кристалічності, термічної стабільності) у такій послідовності залежно від середовища її одержання: глибоких евтектичних розчинників – 2,2,6,6-тетраметилпіперидин-1-оксилу – сульфатної кислоти; - встановлено лінійну кореляцію між міцністю на розрив і прозорістю наноцелюлози та щільністю наноцелюлозних плівок. Ключові слова: недеревна рослинна сировина, органосольвентне варіння, целюлоза, гідроліз, наноцелюлоза, папір, картон Дата реєстрації 2025-05-20 Додано в НРАТ 2025-05-20 Закрити