打浆对草浆纤维形态的影响

在打浆过程中纤维没有发生化学变化。

不论应用何种型式的打浆设备，主要都是使纤维产生切断、压溃、润胀和细纤维化作用，而这些都是纤维细胞壁的变化。

在植物纤维化学中已经讲过，植物纤维的构造可分为胞间层（L）、初生壁（P）、次生壁外层（S1）、次生壁中层（S2）、次生壁内层或称三生壁（S3）。

根据观察分析，纤维各层细胞壁无论在物理结构和化学组成上都是不同的，因而就具有不同的特性。

可以认为，初生壁是一层类似塑料的多孔层薄膜，它的厚度为0.1~1微米，其细纤维成网状的排列。

从结构观点来看，它是各向同性的，且木素含量较高，因而它只能透水，而不能润胀，反而还会在打浆时限制次生壁中层的润胀。

至于次生壁外层，它是介于初生壁与次生壁中间的一个过渡层，在物理结构或化学成分上都比较接近初生壁的性质。

次生壁中层是纤维的主要部分，比其它各层都显得厚得多，它的厚度为1.0~5.0微米，其细纤维的排列是高度各向异性的，且与纤维的轴向呈一定的角度，因而造成纤维的纵向结合强度大，而横向的结合强度弱，所以沿着纤维的横向润胀就较为容易。

次生壁中层的木素含量较低，这一情况极其有利于纤维在打浆时的润胀。

次生壁内层较薄，其木素含量也较低。

一般认为，打浆对纤维的作用和纤维的变化除压溃、揉搓、分裂以外，大体可主要分为以下五方面细胞壁的位移和变形，初生壁和次生壁外层的破除、润胀、细纤维化和切断等。

当然这几方面的作用不是截然分开的，而是交错进行的。

现分述如下：（一）细胞壁的位移和变形一些研究者认为，在次生壁中层的细纤维能发生位移。

用偏光显微镜可以很容易观察到纤维上的亮点,这就是细纤维的位移.根据观察,未打浆的纤维有位移,而开始打浆后又出现了新的位移点,随着打浆过程的进行,位移点逐步扩大,并变得更为清晰。

根据用偏光显微镜拍照所得的照相图，位移可分为三种型式。

打浆的机械作用使得次生壁中层一定位置的细纤维弯曲，这样细纤维之间空隙有所增加，以致能够进入较多的水分。

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
造纸打浆对纤维的作用
打浆对纤维的作用，主要是使其发生物理及化学变化，不论使用何种类型的打浆设备，都使纤维产生切断、压溃、吸水润胀和纤维细化。

当纤维受到上述作用后，其主要变化都发生在纤维的细胞壁上，纤维细胞壁的变化有如下几种形式：
（1）打浆使纤维细胞壁产生位移和变形
细胞壁产生位移和变形的原因是由于纤维在打浆过程中受到机械作
用力以后，使次生壁中层一定位置上的微纤维产生弯曲变形，使微纤维之间空隙有所增加，这就为纤维吸收更多的水分创造了条件，纤维吸水变形后变得柔软，对除去初生壁和次生壁外层具有重要作用。

（2）打浆使纤维初生壁和次生壁发生破除
未去掉初生壁的纤维显得光滑、挺硬、不易吸水润胀，因此必须利
用打浆设备的机械作用力和纤维之间的相互摩擦力，将初生壁和次生壁的外层破除，使次生壁中层的细纤维分离出来，才能达到纤维的充分润胀和细纤维化的目的。

在通常情况下，不同种类的纤维原料的初生壁和次生壁外层的除去难易程度也不相同，因此在打浆时细纤维化的难易程度也不相同，如草浆比木浆去除要困难，硫酸盐木浆比亚硫酸盐木浆的去除要困难。

（3）打浆后纸浆纤维吸水发生润胀
纤维初生壁未被打破之前，纤维的吸水润胀程度较慢，经过打浆处
理后，纤维初生壁及次生壁外层不断被打破，增大了纤维的吸水润胀，使纤维变得柔软可塑，外表面积增大，内部组织结构松弛，分子间内聚力下降，有利于细纤维化的进行。

由于纤维素和非纤维素分子结构中存在着有
专注下一代成长，为了孩子。

打浆度的原理打浆度（Pulpability）是指在特定温度和时间下，纤维在打浆设备中被分解成纤维束的能力。

浆料的浆度反映了纤维分散的程度和纤维的彼此联系程度，是纸浆制备过程中的一个重要指标。

本文将从纤维分散和纤维束形成两个方面分析打浆度的原理。

一、纤维分散纤维分散是指纤维在浆料中的均匀分散程度。

打浆机械通常通过碰撞、摩擦和剪切等作用使纤维分散，从而提高纤维和筛网的接触面积和传递效率。

纤维分散的原理主要包括以下几个方面。

1. 断裂纤维在打浆设备中，纤维与纤维之间相互碰撞和摩擦，以及与设备表面的摩擦力会使一部分纤维发生断裂。

这种断裂纤维会进一步裂解为更短的纤维，增加纤维的分散程度。

2. 剥离纤维束纸浆中常常存在纤维束，纤维束的存在影响了纤维的分散程度。

打浆设备的高速切割和剪切作用可以将纤维束剥离为单根纤维，从而增加纤维的分散。

3. 摩擦和离解力在打浆设备中，纤维与设备表面之间存在摩擦力和离解力。

摩擦力使纤维在设备中发生搅拌、滚动和撞击，从而导致纤维的分离。

离解力则是纤维与浆液中的分散剂之间的作用力，使纤维从纤维束中分离出来。

4. 挤压和吸力效应打浆设备中的挤压和吸力作用也促使纤维分散。

当纤维通过间隙或孔隙时，纤维受到挤压力和吸力的作用，从而分离出更多的纤维。

纤维分散度的提高有助于纤维之间的接触面积增加，以及纤维与其他成分的接触面积增加，有利于后续加工和成型过程的进行。

二、纤维束形成随着纤维分散的增加，纤维之间会形成不同程度的纤维束。

纤维束是指纤维在特定条件下相互结合或聚集形成的一种结构。

纤维束的形成与纤维间的各种吸附力、螺旋形状和表面特性等有关。

纤维束形成的原理包括以下几个方面。

1. 亲和力纤维之间存在一定的吸引力，如静电吸引力、范德华力等。

这种吸引力使纤维之间结合形成纤维束，同时也有助于纤维在纸浆制备过程中的分散。

2. 纤维自身特性纤维本身的螺旋形状和表面特性也影响着纤维束的形成。

纤维螺旋的结构可以使纤维之间相互捕捉，从而形成纤维束。

打浆的作用
打浆是指将植物纤维等原料通过机械或物理方法进行处理，使其纤维变得柔软、可塑，并形成一定形状的过程。

打浆是一个复杂的过程，它对纤维产生多种作用。

首先，打浆的机械作用使次生壁中层的细纤维同心层发生位移和变形，这导致细纤维之间的间隙增大，从而使水分子更容易渗入纤维中。

这种润胀为纤维创造了有利条件，使其变得更柔软。

此外，打浆还对初生壁和次生壁外层起到破除的作用，使得次生壁中层的细纤维得以松散和润胀。

主要有以下五个方面作用：
1. 细胞壁的位移和变形：打浆的机械作用是次生壁中层的细纤维同心层发生位移和变形，使细纤维之间的间隙增大，水分子更容易渗入，为纤维素酶作用提供条件。

2. 初生壁和次生壁外层的破除：打浆过程中，纤维表面的初生壁和次生壁外层被破坏，使得纤维素酶能够更好地接触到纤维素分子。

3. 纤维的吸水润胀和细纤维化：打浆后，纤维表面的初生壁和次生壁外层被破坏，水分容易渗入到纤维内部，使纤维发生膨胀和细纤维化。

4. 横向切断、压溃、揉搓等作用：打浆时，纤维主要发生横向切断、压溃、揉搓等作用。

5. 改善纸张质量：打浆能够改变纸浆所产生的纤维结构和胶
体性质，从而提高纸张的强度、韧性和印刷性能。

重复打浆对纸浆纤维造成的不良影响⏹重复打浆或者循环打浆是打浆过程中的一种错误习惯，形成这种错误的原因就是对打浆机理不清楚。

⏹佟柏在工作期间对几个车间的浆料搜集了一些纤维形态方面的资料，从显微镜照片看，浆料中的细小纤维量比较高。

⏹付希尧在公司实习期间，对打浆方式做了经一步分析。

本文由付西尧编写，刘丽影修改。

⏹本文从打浆机理、打浆过程对纤维形态的影响、产生细小纤维的原因，以及过渡打浆的纤维和打浆不足的纤维对纸页性能的影响做了详细的分析。

对改变错误的打浆方式有一定帮助。

⏹对长纤维而言，要特别重视通过正确的打浆发挥长纤维的性能，否则就失去了使用长纤维的意义。

为什么需要打浆？未经打浆的浆料中含有很多纤维束，纤维太粗太长，表面光滑挺硬而富有弹性，纤维的比表面积小而又缺乏结合性能。

用它直接抄造，在网上难以获得均匀的分布，成纸疏松多空，表面粗糙容易起毛，结合强度低，纸页性能差，不能满足生产要求。

打浆——浆料中的纤维受到剪切力的作用。

a.打浆刀的机械作用b.纤维与流体间的速度梯度所产生的剪切力。

打浆前后纸浆性质的变化打浆过程中，浆料的纤维束被疏解分散成单根纤维，纤维的初生壁和次生壁外层受到破坏，纤维发生了润胀和细纤维化，也有部分纤维被横向切断，纤维的比表面积增加，平均长度降低，纤维变得柔软可塑，因而反映整个浆料滤水性能降低。

打浆与纸张物理性能的关系（1.结合力,2.裂断长,3.耐着度,4.撕裂度,5.纤维平均长度,6.吸收性,7.透气性,8.收缩率,9.紧度）打浆与纤维结合力及纤维长度的关系A.纤维结合力随着打浆度的增加，纤维润胀和细纤维化增加，纤维的比表面积增大，游离出更多的羟基，促进纤维间的氢键结合，使纤维结合力不断上升曲线特征：初期上升很快，逐渐缓慢达到最高点。

B.纤维长度纤维长度不断减短，会使纸页的各种强度指标下降。

随着打浆度的不断提高，浆料纤维结合力上升和纤维长度下降，两者共同作用，使得纸张的裂断长，耐折度和撕裂度的曲线中出现拐点。

外，还有表皮细胞、导管、薄壁细胞等，后者统称为非纤维细胞。

这些非纤维细胞在麦草中约占40%（面积法）。

另外，一般说来，草类纤维的长度又较短。

用普通显微镜和电子显微镜观察，发现麦草纤维细胞壁也是分为初生壁（P），次生壁外层（S）、次生壁中层（S2）、次生壁内层（S3），其中以次生壁中层最厚。

麦草的薄壁细胞的细胞壁也分三层，内、外层较薄，而中层较厚。

此外，导管亦分为初生壁、次生壁外层、次生壁中层、次生壁内层等几层。

多年来，一直认为草浆不易打浆，即草浆不易实现外部细纤维化。

我国一些研究者近年来对麦草化学浆进行了研究，在实验室用球磨对用NaOH+Na2S蒸煮的草浆进行磨浆，在磨浆过程中取样，用光学显微镜和电子显微镜进行观察，并在不同磨浆条件下抄成纸页测定其物理强度，以探讨在打浆过程中纤维形态的变化，试图找到使草浆较易取得细纤维化的方法，确定草浆的较合理的打浆途径。

用普通显微镜观察，磨浆过程纤维形态主要经历以下的变化：磨浆一开始纤维就起毛，薄壁细胞则因其壁薄而开始破碎；随后纤维就掉下了一些碎片，有如剥皮一样，随着磨浆作用加剧而逐渐剥下，这些易于剥下的部分是纤维的初生壁。

麦草纤维的初生壁亦是网状结构，不会像次生壁中层那样在打浆时出现纵裂状细纤维化。

初生壁像一层易破裂而发脆的皮肤，或像一个套筒裹在次生壁的外面，在打浆刚开始的阶段就被剥落下来。

当初生壁被剥落干净以后，纤维就显得光滑。

磨浆继续进行，纤维形态变化不大，而切断逐渐增多。

在磨浆过程中，纤维不断吸水润胀，渐渐变得柔软。

一直到80~90。

SR时，纤维才有较明显的纵裂分丝。

在此以后，纤维继续发展外部细纤维化，但此时纤维已被切得相当短，在显微镜视野内很难找到完整长度的纤维。

原浆纤维长度0.79毫米，磨了18万转之后，打浆度为93。

SR，而纤维长度被打短到0.44毫米，长度下降近于一半。

麦草的薄壁细胞多，在打浆过程中很易破碎，这是使麦草浆打浆度迅速升高的一个重要原因。

打浆过程对再生植物纤维回用品质的影响
张学良;万金泉
【期刊名称】《中华纸业》
【年(卷),期】2009(030)008
【摘要】在实验室条件下,通过分析按木纤维形态和浆张性能参数变化,研究打浆过程对再生植物纤维回用品质的影响.结果表明:打浆使细小纤维含量增加10%以上,6%的打浆浓度对纤维切断作用不明显,一、二次回用纤维重均长度仅分别下降了8%和8.16%;打浆能够有效改善二次纤维回用品质,使三次回用纤维浆张抗张指数分别提
高39.90%、27.77%、18.90%;纤维润胀性得到改善,一次回用纤维和三次回用纤
维保水值分别增加32.06%、37.7%;但随着回用次数的增加,打浆对改善二次纤维
回用品质的作用逐渐减弱.
【总页数】5页(P31-35)
【作者】张学良;万金泉
【作者单位】华南理工大学环境科学与工程学院,广州510640;华南理工大学环境
科学与工程学院,广州510640
【正文语种】中文
【中图分类】TS752;TS749+.7
【相关文献】
1.纤维化学组分对再生植物纤维品质衰变影响的研究 [J], 肖青;万金泉
2.植物纤维打浆及其对无石棉胶乳抄取板强度的影响研究 [J], 夏新兴;张俊苗
3.植物纤维的回用品质及其衰变特性初探(Ⅱ)——植物纤维衰变原因的分析和探讨[J], 何北海;肖萍;黄应刚;梁健文;陈雪青
4.植物纤维的回用品质及其衰变特性初探(I)——制浆造纸工艺对回用纤维品质的影响 [J], 何北海;黄应刚;肖萍
5.改善循环回用植物纤维品质的研究进展 [J], 卓宇;詹怀宇;李兵云
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作者简介:魏亚静，女，硕士研究生，研究方向:制浆造纸过程控制与计算机模拟*基金项目:广东省科技厅“造纸纤维制备过程节能、节水关键技术与装置示范合作项目”(项目编号:2006D90704003)中浓打浆对机械浆纤维和纸页性质的影响*魏亚静朱小林(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广东广州510640)摘要:打浆是造纸过程非常重要的一个环节，长期以来大多造纸企业以低浓打浆为主，随着中浓盘磨的开发研究，中浓打浆的优越性将使得中浓打浆成为打浆的主流。

本研究以某造纸厂商品机械浆为原料作为研究对象，以华南理工大学造纸与污染控制工程研究中心研制的中浓盘磨作为实验设备进行研究，讨论了打浆浓度与纸浆纤维形态，成纸性能的关系。

关键词:打浆浓度;纤维形态;成纸强度;加拿大标准游离度中图分类号:TS752文献标识码:A文章编号:1671－4571(2011)01-0027-051前言影响打浆质量效果的因素很多，打浆浓度作为首要因素，对成浆纤维特性具有一系列重要影响。

不同浓度下打浆纤维形态不同，而不同纤维形态的纤维在不同打浆度的情况下可以抄造出同样物理性能或性能接近的纸张。

由于纤维的抄造与成纸特性在很大程度上取决于纤维的形态参数，纸浆纤维的形态参数主要有纸浆纤维的长度、宽度、卷曲、扭结、纤维粗度和纤维强度等。

［1－3］这些参数是评价纤维质量的重要指标。

纤维质量的好坏不仅影响纸浆的质量，还直接关系到成品纸的质量。

纤维的长度、粗度和强度是造纸纤维的三个基本性质，与纸张的性能有着密切的关系。

前两者反映了纤维形态的基本特征，纤维长度和强度的变化主要影响纸页的强度，而纤维粗度的影响几乎遍及所有纸页的性质。

粗度对纸张的多数强度性能、空气和液体渗透性以及表面平滑度均有重要的影响。

粗度与每克重的纤维数之间有一个相反的关系。

纤维强度对纸页强度的影响也与纤维结合程度有关。

［4］对结合较差的纸页，其影响程度很小，因为纸页断裂主要发生在结合部位，并不是纤维断裂;而对结合良好的纸页，纤维强度大大地影响受纤维裂断控制的那些强度性质，纤维强度的降低会导致抗张强度、耐破度、耐折度和撕裂度的明显下降，尤其是耐折度下降更多。

·纸浆聚合度和纤维长度·蒸煮及打浆过程中剑麻浆聚合度和纤维长度的变化规律李文强李兵云雷以超李海龙*胡健（华南理工大学轻工科学与工程学院，广东广州，510640）摘要：本研究以剑麻为原料，探究了蒸煮和打浆过程对纸浆聚合度（DP ）及纤维长度的影响。

研究发现，在蒸煮过程中，随着用碱量增大、蒸煮温度升高，剑麻纸浆聚合度及纤维长度均呈减小趋势；随保温时间延长，二者呈现先增大后减小的趋势。

在打浆过程中，纸浆聚合度及纤维长度随打浆度升高而减小。

此外，讨论了不同蒸煮和打浆工艺下剑麻纸浆聚合度与纤维长度之间的关系。

结果表明，纸浆聚合度与纤维长度在2种处理方式下均为正相关关系。

在蒸煮过程中，纸浆聚合度及纤维长度都因纤维发生碱性降解而变化；在打浆过程中，微米/毫米尺度的纤维切断作用使纤维长度变短，但其对纸浆聚合度几乎没有影响，纳米尺度纤维的分丝帚化、吸水润胀及细纤维化等变化才会使纸浆聚合度显著下降。

纸浆聚合度在2种处理过程中均随纤维长度减小呈现先缓慢后快速的下降趋势，原因与处理方式对纤维的作用机理相关。

关键词：聚合度；纤维长度；蒸煮；打浆中图分类号：TS743文献标识码：ADOI ：10.11980/j.issn.0254-508X.2022.03.003Variations of Sisal Pulp Polymerization Degree and Fiber Lengthin in Cooking and BeatingLI Wenqiang LI Bingyun LEI Yichao LI Hailong *HU Jian（School of Light Industry and Engineering ，South China University of Technology ，Guangzhou ，Guangdong Province ，510640）（*E -mail ：felhl@ ）Abstract ：In this paper ，sisal was used as the raw material to discuss the effect on polymerization degree （DP ）and fiber length of cooking and beating.During the cooking process ，the results showed that both the DP and fiber length of sisal pulp decreased with the increase of the amount of alkali and cooking temperature ，and showed an increasing following by decreasing trend with the extension time.During the beat⁃ing process ，the DP and fiber length decreased with the increase of the beating degree.In addition ，the relationship between DP and fiber length of sisal pulp under different cooking and beating conditions was discussed.The results showed that there was a positive correlation be⁃tween the DP and the fiber length under two treatments.In the cooking process ，the DP of pulp and fiber length were changed due to the al⁃kaline degradation of fiber.In the beating process ，fiber sevring on micron/millimeter -scale resulted in shorter fiber lengths ，but had almost no effect on the DP .The changes of nano -scale fibers such as fibrillation ，water swelling and fine fiberization would significantly reduce the DP .The DP of pulp in two treatments showed a trend of first slowly and then rapidly decreasing as the fiber length reduced.The reasons were related to the mechanism of the treatments on the fiber.Key words ：polymerization degree ；fiber length ；cooking ；beating物理强度是纸张材料最重要的指标之一，纸浆聚合度和纤维长度均是影响纸张物理强度的重要因素。

纸浆造纸原理与工程考试整理资料湖北工业大学09轻化一班打浆原理：打浆对纤维的作用：1细胞壁的位移和变形，打浆的机械作用使S2层中的细纤维同心层产生弯曲，发生位移变形，使纤维之间的空隙增大，水分子容易渗入；2初生壁P和次生壁S1外层的破除，蒸煮和漂白后的纤维仍存在一定数量的P层和S1层，影响纤维润胀，需在打浆过程中破除，以利于纤维的润胀和细纤维化；3吸水润胀，经打浆破除P层和S1层后水分子大量渗入纤维素的无定形区，使纤维润胀加快；4细纤维化，纤维的细纤维化在吸水润胀后大量产生，细纤维化包括外部细纤维化和内部细纤维化；5横向切断或变形，切断指纤维横向发生断裂现象，是由于受到打浆设备的剪切力和纤维之间的摩擦力；6产生纤维碎片。

打浆任务：1利用物理方法，使纤维受到剪切力，改变纤维形态，使纸浆获得某些特征（机械强度、物理性能），保证抄造出来的产品取得预期质量要求；2通过打浆，控制纸料在网上的滤水性能，以适用纸机生产需要。

打浆浓度对打浆效果有什么影响？1低浓打浆（10%以下）：主要靠刀片直接对纤维的冲击、剪切、压溃和摩擦，低浓打浆的均匀性较差，并产生较多切断，当浆料浓度低于10%，适当提高打浆浓度可减少纤维的切断，促进纤维之间的挤压与揉搓作用，有利于纤维的分散、润张和细纤维化，适宜打黏状浆；2中浓打浆（10%-20%）：纤维之间产生了巨大的内部摩擦力，使纤维初生壁P和次生壁S1外层破除，纤维纵向撕裂，分丝帚化，纤维长度降低减少并获得良好的细纤维化作用，纤维的结合力和成纸强度大幅提升，纸页有较好的裂断长和伸长率，中浓打浆效率高，能耗低；3）高浓打浆（20%以上）：打浆过程中产生的摩擦热使得浆料软化，有利于浆料的离解，打浆过程中打浆度上升较慢，浆料的滤水性能好，成浆的撕裂度较高，但对长纤维来说，高浓打浆过程中纤维不能受到足够的切断，成浆容易絮聚打浆对纸页的不同性质有什么不同影响？结合力：上升；裂断长：先上升（打浆度在70°SR（木浆）50°SR （草浆）达到最高）后下降；耐破度；50°SR左右达到最高，之后下降；耐折度：先上升后下降撕裂度：先上升后下降；紧度：上升；不透明度：降低；伸长率和伸缩性：上升；吸收性和透气度：下降；脆性：先下降后上升。

第一章打浆第一节概述一、定义利用物理的方法处理悬浮于水中的纸浆纤维，纤维因受到剪切力的作用而使其具有造纸机生产所要求的特性，生产出符合质量要求的纸和纸板，这一操作过程，称为打浆。

打浆刀的机械作用（飞刀底刀，动盘定盘）作用力纤维与流体之间的速度梯度和加速度梯度所产生的剪切力二、打浆的目的（纸浆为什么要通过打浆才能造纸？）（1）将纤维束分离成单根的细小纤维，基本不含有胞间层。

（2）使光滑挺硬、富有弹性的纤维表面起毛，纤维变得柔软可塑。

（增大纤维的比表面积，增强纤维的结合性能，成纸组织紧密均匀，强度大。

）（3）将长纤维进行适当的切短。

（长纤维强度好，但不利于成形，产品疏松多孔，表面粗糙，强度很低，不能满足使用要求。

）三、打浆的任务（1）利用物理的方法，对水中悬浮的纤维进行机械或流体处理，使纤维受到剪切力的作用，改变纤维的形态，使纸浆获得某些特性。

（2）通过打浆控制纸料在网上的滤水性，适应造纸机生产的需要，使纸页获得良好的成形，改善纸页的匀度和强度。

第二节打浆理论一、纤维细胞壁的结构（回忆）细胞是构成植物体的基本结构单元。

活细胞由细胞壁和原生质体所组成，细胞壁是由原生质体分泌代谢的产物形成。

造纸用的细胞是原生质体消失，失去生命力的死细胞，也就是我们所说的纤维细胞。

纤维细胞由细胞壁和细胞腔两部分构成。

纤维细胞壁形成过程：纤维素大分子链原细纤维微细纤维细纤维细胞壁各层氢键40个700个细胞壁是由许多结构和化学性质都不相同的层次组成，根据形成的先后可分为：胞间层（M），初生壁（P），次生壁（S）。

胞间层（M）：位于细胞壁最外层，为相邻两个细胞所共有。

成分：90%左右的木素，少量果胶和半纤维素。

制浆时，必须将此层溶掉。

初生壁（P）：是细胞生长过程中最早形成的一层。

主要成分是木素和半纤维素。

很薄，由微细纤维杂乱无章的排列，呈网状。

牢牢的束在次生壁上，不利于纤维的吸水润胀和细纤维化，因此打浆时需要将P层打碎破除。

次生壁（S）：比初生壁厚，是纤维的主体，又可再分为三层，S1、S2、S3。

高浓打浆——提高原生纤维综合效益的新举措⊙ 付盼（湖南正达纤科机械制造有限公司）高浓打浆是一种可提高纤维利用效益的工艺技术，该技术为优化原生纤维综合效益、提高成纸性能提供了新思路。

对此，湖南正达纤科机械制造有限公司付盼经理介绍高浓打浆的新举措，他表示与低浓打浆相比，高浓打浆对纤维长度无明显切断，在纤维内部结构、纤维形态等方面都有明显优势，正达纤科的高浓磨浆机、双圆网浓缩机等满足了高浓打浆的需要，可以适用于文化用纸、包装用纸和生活用纸等多个纸种的生产，改善了成纸质量。

统包含浓缩设备、输送设备和高浓磨浆机。

浆料通过浓缩设备将浓度提升至15%～30%，经过打散均匀后，由螺旋输送强制喂入高浓磨浆机，浆料在磨区依靠纤维之间相互揉搓、挤压和摩擦作用使得纤维分丝帚化。

从图2对比可以看出，低浓打浆主要是刀盘对单根纤维的作用，高浓打浆除了刀盘对纤维的作用力外，还有纤维之间的挤压和摩擦力。

由于作用力不同，两种磨浆的工艺效果有很大的差距。

从图3可以看出，高浓打浆对纤维表面及内部结构的影响。

未打浆前化学纤维是完整的，比较硬，表面有角质层；机械浆高浓打浆由于能耗非常高，纤维表面细纤维化非常明显；化学浆高浓打浆能耗低，不能看到很多的外部细纤维化，但可以看到大量的卷曲、扭结及微压缩，其内部产生了大量的分层，这也叫作纤维内部细纤维化。

通过表1我们可以更清楚看到高低浓打浆后的差异：纤维长度方面，高浓打浆无明显切断，从而保留了纤维长度；低浓打浆以切断为主，纤维越来越短。

纤维外部细纤维化方面，高浓打浆以纤维外部分我们国家纤维组成非常丰富，各自的特征显著。

针叶木纤维长2.5～5.5 m m，纤维表面纯净；竹子纤维长1.5～2.5 m m，细胞硬挺，最大的特点是杂细胞多，细胞壁厚，相对而言，竹子是比较难打浆的；阔叶木纤维长0.8～1.2 m m，纤维表面平滑细腻；麦草纤维长1～1.5 m m，纤维细长硬脆，杂细胞多，细胞壁厚。

阔叶木和草浆因为纤维短也存在难打浆的问题。

造纸打浆的作用
造纸打浆是造纸过程中非常重要的一步，它的作用有很多。

首先，造纸打浆可以将纤维素和木质素等纤维素类物质与水分离开。

这样就可以将废纸、竹子等原料转化为可用的纤维素浆料，以便进行纸张的制造。

其次，打浆可以提高纤维素纤维的柔韧性和延展性，使其更容易被搅拌和分散。

这样可以让纤维素更好地与其他添加剂混合，从而使纸张具有更好的质量。

此外，打浆还可以去除纤维素纤维中的杂质，如沙子、木屑和树皮等。

这些杂质会影响纸张的质量和外观，所以去除它们十分重要。

最后，造纸打浆还可以改变纤维素纤维的形态和结构，从而使得纸张的强度、韧性、白度和光泽等性能得到提升。

总之，造纸打浆是造纸过程中不可或缺的一个环节，它的作用十分重要，直接关系到纸张的质量和性能。

- 1 -。

磨浆机对纸浆纤维形态和结构的影响和改进策略磨浆机是纸浆制备过程中至关重要的设备之一。

其主要作用是将纸浆中的纤维进行破碎和搅拌，使其变得更加细化和均匀。

磨浆机的性能对纸浆质量和生产效率有着重要的影响。

本文将探讨磨浆机对纸浆纤维形态和结构的影响，并提出相应的改进策略。

首先，磨浆机对纸浆纤维形态的影响是显著的。

纤维长度、直径和丝径比等参数直接影响着纸张的强度、光泽和透气性等性能。

磨浆机的破碎效果将直接影响纤维的形态特征。

过度破碎可能导致纤维断裂，降低纸张的强度和抗拉性能。

因此，磨浆机应根据不同纸种和工艺要求，合理控制破碎程度，以保证纤维形态的合理分布。

其次，磨浆机还对纸浆纤维结构有着重要的影响。

纤维结构的好坏直接关系到纸张的物理性能和加工性能。

纤维结构的松散程度、纤维的交织度以及纤维的附着情况都会受磨浆机破碎过程的影响。

过度的破碎可能导致纤维结构的松散，影响纸张的密度和平滑度。

在实际生产中，可以通过调节磨浆机的破碎时间和破碎方式，控制纤维结构的形成，以达到优化纸张性能的目的。

针对上述问题，可以从以下几个方面进行改进策略。

首先，要合理选择磨浆机的设备参数。

磨浆机的转速、进浆浓度、破碎器的形状和材料等参数会直接影响磨浆的效果。

通过研究和实验，选用适合的设备参数，以提高纤维的破碎程度和纤维形态的合理分布。

其次，可以采用多级磨浆的方式。

多级磨浆将纸浆分级进行破碎，能够更好地保持纤维的整体性。

通过设置合理的磨浆机数量和级数，可以减少过度破碎对纤维结构的影响，提高纤维的机械性能和纸张质量。

另外，可以引入适当的化学助剂。

在磨浆过程中，添加一定量的化学助剂，如表面活性剂和分散剂，可以增加纤维的可溶性和分散性，改善纤维的形态和结构，提高纸张的均匀度和质量。

此外，优化破碎工艺也是改进的重要方向之一。

通过改进破碎器的结构和工作方式，提高破碎效率和均匀度。

同时，研究新型破碎器材料和工艺技术，使纤维在破碎过程中得到更好的保护，从而降低纤维断裂和损伤的风险。

№.2 陕西科技大学学报 Apr.2008・42・ J OU RNAL OF SHAANXI UN IV ERSIT Y OF SCIENCE&TECHNOLO GY Vol.26　文章编号:100025811(2008)022*******打浆对草浆纤维形态的影响刘　叶,王志杰,罗　清(陕西科技大学制浆与造纸工程学院,陕西西安　710021)摘　要:在实验室条件下,研究了麦草浆及苇浆不同打浆方式及打浆程度对纤维形态的影响,利用纤维质量分析仪(FQA)分析了纤维长度、粗度、卷曲、扭结等形态参数及细小纤维含量的变化.结果表明,较之低浓打浆,经中浓打浆的纤维重均长度、粗度、扭结和卷曲指数高而细小纤维含量低,且随着打浆度上升,低浓打浆使扭结指数和卷曲指数上升,中浓打浆使扭结和卷曲指数下降,中浓打浆粗度下降比低浓打浆快.关键词:草浆;打浆;纤维形态中图分类号:TS71+3 文献标识码:A0　引言打浆对植物纤维形态和特性影响重大,有关纤维长度及宽度等形态参数已有不少研究,但打浆对纤维粗度、卷曲和扭结等形态参数的影响研究却较少,尤其是对于非木材纤维的研究就更少[123].据估计,到2010年,非木材纤维的利用将减少25%[4].然而,非木材纤维在中国仍然占据着很重要的地位.本课题在实验室条件下,分别对麦草浆及苇浆进行了不同方式的打浆,研究了打浆对纤维形态参数,包括重均长度、卷曲指数、扭结指数、粗度及细小纤维含量等的影响,旨在为优化短纤维的打浆工艺提供一定的理论指导.1　实验1.1　原料实验所用原料为陕西某纸厂漂白麦草浆,水分81.6%;新疆某纸厂漂白苇浆板,水分9.8%.1.2　打浆(1)中浓打浆.纸浆经标准纤维解离器解离后在PFI磨中进行打浆,浆浓10%.(2)低浓打浆.低浓打浆在瓦利打浆机中进行,浆浓2%.1.3　分析与检测纤维长度、卷曲指数、扭结指数、细小纤维含量和纤维粗度等纤维形态参数采用加拿大Optest仪器公司生产的纤维质量分析仪(FQA)测定.2　结果与分析2.1　中浓打浆对纤维形态的影响2.1.1　中浓打浆对纤维重均长度的影响较之算术平均长度和双重均长度,纤维重均长度对纸张的物理强度影响最大[5],因此本文以纤维重均3收稿日期:2008-02-16作者简介:刘　叶(1978-),女,陕西省大荔县人,工程师,在读硕士生,研究方向:造纸湿部化学基金项目:陕西科技大学自选科研项目(ZX05202)第2期刘　叶等:打浆对草浆纤维形态的影响长度表示纤维长度.由图1可见,随着打浆度的提高,麦草浆和苇浆的纤维重均长度均呈下降趋势,麦草浆的纤维长度下降趋势几乎呈一直线,打浆度由20°SR 上升到60°SR ,其纤维重均长度由0.738mm 下降到0.512mm.苇浆的纤维重均长度开始下降比较快,到达40°SR 后,下降开始趋于缓慢.在打浆过程中,麦草浆打浆度在40°SR 之前打浆度上升很快,而在40°SR 后上升很慢.图1　中浓打浆对纤维重均长度的影响 图2　中浓打浆对纤维卷曲指数的影响2.1.2　中浓打浆对纤维卷曲指数的影响由图2可知,中浓打浆时,麦草浆及苇浆的卷曲指数都随着打浆度上升而下降.在20～60°SR 范围内,苇浆的卷曲指数大于麦草浆.卷曲是指纤维逐渐连续的弯曲,按如下公式计算:卷曲指数=L l -1(1) 式中:L 为纤维的实际长度,l 为纤维末端对末端的直线长度.打浆使纤维变得柔韧,产生了变形、压溃、切断和细纤维化等作用,因此卷曲指数的下降主要是因为纤维被部分切断而引起的.2.1.3　中浓打浆对纤维扭结指数的影响扭结是指纤维曲率的急剧变化[6],扭结指数按如下公式计算:扭结指数=(2N (21～45)+3N (46-90)+4N (91～180))L 总(2) 式中:N 为样品在某一角度范围内突变点的数量;L 总为样品纤维总长度;N 的下标(21～45)、(46～90)、(91～180)分别为扭结角度的范围.由图3可知,两种浆料的扭结指数都随着打浆度的上升而下降.麦草浆扭结指数随打浆度的下降变化较快.扭结指数的下降主要是因为纤维被部分切断而引起的,由于草浆纤维长度随打浆度的上升下降更快,所以草浆扭结指数下降较快.图3　中浓打浆对纤维扭结指数的影响 图4　中浓打浆对纤维粗度的影响2.1.4　中浓打浆对纤维粗度的影响纤维粗度定义为单位长度纤维的质量.由图4可知,粗度都随着打浆度的提高而下降.由于打浆的机械作用和纤维之间的相互摩擦,p 层和s 1层会随着打浆的进行而被破除,继续打浆则纤维表面的细纤维也会不断脱落,因此纤维粗度随着打浆度的提高而下降.2.1.5　中浓打浆对细小纤维含量的影响细小纤维指长度小于0.2mm 的纤维.由图5可见,随着打浆度的上升,麦草浆和苇浆的细小纤维含・34・陕西科技大学学报第26卷量均不断提高.在打浆前期,即打浆度小于40°SR 时,细小纤维含量随打浆度上升提高较明显,之后细小纤维含量变化不大.图5　中浓打浆对细小 图6　不同打浆方式对苇浆纤维含量的影响 纤维长度的影响图7　不同打浆方式对苇浆 图8　不同打浆方式对苇浆扭结指数的影响 卷曲指数的影响图9　不同打浆方式对苇浆 图10　不同打浆方式对苇浆细小纤维粗度的影响　纤维含量的影响2.2　不同打浆方式对苇浆纤维形态的影响2.2.1　不同打浆方式对苇浆纤维长度的影响由图6可知,中浓和低浓打浆后纤维长度都随着打浆度的上升而下降.中浓打浆过程中,随打浆度上升,纤维长度下降较缓和;低浓打浆纤维长度下降较明显,特别是打浆度高于40°SR 时,纤维长度下降幅度明显增加.造成此种现象的原因可能是由于两种打浆设备对浆料的机械作用不同.瓦利打浆机对浆料的作用则主要是以切断为主,而PFI 磨对浆料的作用则主要是以挤压、碰撞为主.所以,浆料经过低浓打浆作用后的纤维长度要小于中浓打浆后的纤维长度.2.2.2　不同打浆方式对苇浆扭结指数和卷曲指数的影响由图7和图8可知,低浓打浆与中浓打浆对苇浆扭结指数和卷曲指数的影响明显不同.中浓打浆的卷曲和扭结指数比低浓打浆高.浆料经过瓦利打浆机打浆后的卷曲指数和扭结指数都随着打浆度的上升而上升,而PFI 磨浆后的卷曲指数和扭结指数都随着打浆度的上升而下降.一般来说,高浓打浆容易使纤维产生卷曲、扭结等变形.从本实验可得出,中浓打浆时卷曲指数和扭结指数只在打浆初始段上升,而随着打浆度的上升,低浓打浆使卷曲和扭结指数增加.・44・第2期刘　叶等:打浆对草浆纤维形态的影响2.2.3　不同打浆方式对苇浆纤维粗度的影响由图9可知,浆料经过两种机械作用后,纤维粗度都随着打浆度的上升而下降,低浓打浆纤维粗度下降趋势更快.在打浆度比较低时,低浓打浆的粗度要比中浓打浆的粗度高一些,到了40°SR 时,二者的粗度基本相等,在40～60°SR 范围内二粗度曲线下降趋势基本重合.2.2.4　不同打浆方式对苇浆细小纤维含量的影响由图10可知,随着打浆度的上升,中浓打浆和低浓打浆均使苇浆的细小纤维含量升高.在打浆前期,即打浆度小于40°SR 时,两种打浆方式的细小纤维含量增加幅度相近,均较小;当打浆度在40～60°SR 时,低浓打浆对苇浆细小纤维含量的影响更加显著,随着打浆度的上升,细小纤维含量显著上升.这可能是因为瓦利打浆机对纤维有较强的切断作用.4　结　论(1)PFI 磨浆对苇浆和麦草浆纤维形态参数的影响趋势基本相似.(2)苇浆低浓打浆时卷曲和扭结指数随着打浆度的上升而升高;中浓打浆时卷曲和扭结指数只在打浆初始段上升,随着打浆的继续进行,卷曲和扭结指数反而减小.(3)苇浆经过中、低浓打浆后纤维长度和粗度都随着打浆度的上升而下降且低浓打浆后纤维长度和粗度下降更显著.(4)随着打浆度的上升,中、低浓打浆均使苇浆的细小纤维含量升高.当打浆度大于40°SR 时,随着打浆度的上升,低浓打浆使苇浆细小纤维含量显著上升.参考文献[1]Mc K inney R W J.Fiber curl in recycling[J ].Pulp and Paper International ,1997,39(1):37.[2]吴学栋,陈　鹏.纸浆纤维的卷曲对纸和纸板性能的影响[J ].纸和造纸,2003,(3):70271.[3]Horn R A.Morphology of wood pulp fiber from soft woods and influence on paper strengt h[R ].USDA Forest Service Research Pa 2per FPL 242,Forest Product s Laboratory ,Madison ,Wisconsin ,1974,1232131.[4]Zhong X.J..Fiber resource availability for Chinese pulp and paper industry[C].Proceedings of International Papermaking and En 2vironment Conference ,Tianjin ,2004:228.[5]Lai Y.M.,Xie Y.M.,Average fiber lengt h and it s instrumental measurement result analysis[J ].Paper Science &Technology ,2003,(3):35237.EFFECT OF BEATING ON STRAW FIBER MORPH OLOG YL IU Ye ,WAN G Zhi 2jie ,L UO Qing(School of Pulp and Papermaking Engineering ,Shannxi Province Key Lab of Paper Technology and Specialty Paper ,Shannxi University of Science &Technology ,Xi ′an 710021,China )Abstract :This paper mainly focused on t he effect s of different refining met hods and beating degree on t he shape parameters of st raw fiber.Wheat st raw p ulp and reed p ulp were refined wit h PFI refiner and valley beater separately under t he laboratory conditions ,and t hen t he fi 2ber shape parameters containing fiber lengt h ,curl index ,kink index ,fiber coarseness and fines percent were measured by Fiber Quality Analyzer (FQA ).The result s showed t hat shape parameters of t he two kinds of p ulp s have similar variation ,and t he fiber lengt h ,fiber coarseness ,curl index and kink index of PFI refiner t reated fiber were higher t han t hat of valley beater t reated fiber.And t he fines percent of PFI refiner p ulp was lower t han t hat of valley beater.The curl index and kink index rose along wit h t he increase of beating degree when beating wit h valley beater ,but decreased when beating wit h PFI refiner.The coarse 2ness of PFI refiner decreased faster t han t hat of valley beater.K ey w ords :st raw p ulp ;fiber morp hology ;beating・54・。

打浆的影响因素很多，例如打浆比压、打浆时间、纸料浓度、纸料性质、刀间距离、刀的特性、打浆温度、纸料PH值以及打浆时添加物料等都足以影响打浆。

为了正确考虑打浆的内在联系，合理地制订打浆工艺规程，打出合乎纸张质量要求的纸料，因此有必要对上述因素加以讨论。

（一）打浆比压单位打浆面积上所受的力称为打浆比压。

打浆比压是决定打浆方式的首要因素。

也就是说，打浆究竟是属于游离状打浆或粘状打浆的范畴，先决条件在于打浆比压。

正确地决定比压，也是能否缩短打浆时间，提高纸料质量和节约电耗的关键。

在纤维润胀以前迅速落下刀辊，亦即采用较高的打浆比压和较小的刀距，在较低浓度下将纤维切短，这就是游离的浆；反之，粘状打浆是在较高浓度、较低打浆比压的情况下进行的。

在粘状打浆过程中，纤维获得较充分的润胀，具有一定弹性，因此大部分纤维只受到揉搓和压挤，仅有小部分被切断。

在一般情况，减小打浆比压可以避免过多切断纤维，但是降低比压的结果，又会延长打浆时间，所以一般打浆都是在尽可能不影响纸料性质的条件下，适当增加比压，因此提高打浆效率和节省动力消耗。

打浆所用的比压大小，决定于纸浆种类和纤维性质。

以不同纤维原料种类生产不同纸张时，所要求的打浆比压范围大体概括如表2-1-5所示。

表2-1-5打浆比压与纸张种类的关系纤维原料种类纸张种类打浆比压(公斤/厘米2)未漂亚硫酸盐木浆2号及3号书写印刷纸3~5中等紧度的薄型文化用纸 1~380~100克/米2的打孔卡片纸、书皮纸 5~7漂白亚硫酸盐木浆复写纸类薄纸 0.5~1.01号及2号书写纸、印刷纸 2~4绘图纸、地图纸、图画纸、吸水纸5~16未漂硫酸盐木浆电气绝缘纸4~8牛皮纸、纸袋纸10~12破布浆吸水纸 3~8漂白亚硫酸盐苇浆印刷纸 2~7漂白碱法草浆有光纸、印刷纸2~5除了比压大小之外，达到指定打浆比压的时间快慢也很重要。

一般说来，如果采用的是逐步增加打浆比压的办法，其结果是纤维吸水润胀程度大，切断作用小。

打浆对纸张的影响在打浆过程中纤维没有发生化学变化。

不论应用何种型式的打浆设备主要都是使纤维产生切断、压溃、润胀和细纤维化作用而这些都是纤维细胞壁的变化。

一、打浆对纤维的作用一般认为打浆对纤维的作用和纤维的变化除压溃、揉搓、分裂以外大体可主要分为以下五方面细胞壁的位移和变形初生壁和次生壁外层的破除、润胀、细纤维化和切断等。

当然这几方面的作用不是截然分开的而是交错进行的。

现分述如下一细胞壁的位移和变形一些研究者认为在次生壁中层的细纤维能发生位移。

用偏光显微镜可以很容易观察到纤维上的亮点这就是细纤维的位移.根据观察未打浆的纤维有位移而开始打浆后又出现了新的位移点随着打浆过程的进行位移点逐步扩大并变得更为清晰。

根据用偏光显微镜拍照所得的照相图位移可分为三种型式打浆的机械作用使得次生壁中层一定位置的细纤维弯曲这样细纤维之间空隙有所增加以致能够进入较多的水分。

当初生壁还没有被破除之前次生壁中层发生位移和润胀又会使纤维更加柔软从而促进初生壁的破坏。

有些研究结果认为对针叶树管胞来说在制浆和打浆之后位移和变形发生在髓射线的部位。

二初生壁和次生壁外层的破除蒸煮和漂白后的纤维仍存有一定数量的初生壁影响着纤维润胀。

同时它和次生壁外层都会妨碍次生壁中层细纤维的细纤维化影响着纤维的结合力。

因此需要在打浆过程中借助于机械作用把初生壁和次生壁外层破坏以利于纤维的润胀和细纤维化作用。

对于不同种类的纸浆初生壁和次生壁外层破除的难易程度和破除的情况亦是不尽相同的。

例如亚硫酸盐纸浆的初生壁和次生壁外层破除就比硫酸盐纸浆容易一些其原因可能是由于在蒸煮过程中亚硫酸盐的蒸煮药液和硫酸盐法的蒸煮药液无论在其化学性质特别是PH值或进入纤维的途径都是不相同的。

因而造成了亚硫酸盐纸浆纤维的初生壁甚至是次生壁外层在制浆过程中受到破坏的程度均比硫酸盐法纸浆的为高因而在打浆过程中较易于破除。

对初生壁破除情况进行的实验研究表明用PFI磨对漂白亚硫酸盐木浆和未漂白硫酸盐木浆进行打浆经过不同打浆时间的处理后在显微镜下观察100根纤维的情况并将观察结果分为四组。

打浆过程中纤维的润胀
肖德林
【期刊名称】《湖南造纸》
【年(卷),期】1994(000)001
【摘要】打浆是利用机械的方法处理悬浮于水中的纤维,并赋予纤维某些特性。

这些特性一般包括纸料的滤水性、柔软性、可塑性。

使纸料通过纸机抄造能达到预期的质量指标。

在打浆过程中,纤维形态发生了变化,这些变化集中反映在纤维细胞壁上。

纤维的润胀和细纤维化是纤维在打浆过程中的两种主要变化,是关系到
【总页数】4页(P34-37)
【作者】肖德林
【作者单位】赣南造纸厂
【正文语种】中文
【中图分类】TS745
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3.碱液润胀微晶纤维素吸附酸性矿山废水中的Cr(VI) [J], 康晓跃;毛玮阳;
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5.纤维素纤维局部化学改性的研究2.羧甲基纤维素吸附对纤维润胀和纸张强度的影响 [J],
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