制浆造纸原理与工程造纸第二章磨打浆华南理工大学.pptVIP

第 二章 磨（打） 浆 概 述 打浆—— 浆料中的纤维受到剪切力的作用。包括机械打浆、超声波打浆和水力打浆等。 打浆的主要任务： （一）改变纤维的形态，使纸浆获得某些特性（如机械强度、物理性能和胶体性质），以保证纸页的抄造质量。 （二）通过打浆调节和控制纸料在网上的滤水性能，以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指标。 打浆作用的性质 打浆是物理变化，打浆作用对纸浆产生的纤维结构和胶体性质的变化，都属于物理变化，并不引起纤维的化学变化或产生新的物质。 注意：打浆作用会使纤维表面暴露一些新的基团，但这是纤维本身原有的，与化学变化无关。 关于打浆——— “纸是在打浆机中打出来的” 生产不同品种的纸和纸板，需要不同的打浆设备、打浆方式和打浆工艺。 针对不同的纤维原料，也要采取不同的打浆设备、打浆方式和打浆工艺。 打浆理论 一、纤维细胞 壁的结构 胞间层 M 初生壁 P 次生壁外层 S1 次生壁中层 S2 次生壁内层 S3 各层的组成 胞间层（M，middle lamella） 是细胞间的连接层，厚度为1--2? m，含纤维素极少，主要成分是木素。 初生壁（P, primary wall） 是细胞壁的外层，由微纤维组成，与胞间层紧密相连，厚度为0.1—0.3 ? m，含有较多的木素和半纤维素。 各层的组成 初生壁是一层多孔的薄膜，不吸水、不容易润胀，微纤维在初生壁上作不规则的网状排列，有碍次生壁与外界接触及纤维的润胀和细纤维化，故在打浆时需将此层打碎破除。 各层的组成 次生壁外层（S1, secondary wall 1） 由若干层细纤维的同心层组成，厚度为0.1--1 ? m，是P层与S2层的过渡层，其化学成分与P层接近。微纤维排列的方向与纤维轴向呈70—90度角，不规则交错地缠绕在纤维壁上。 S1层微纤维的结晶度较高，对化学和机械作用的阻力较大，会限制S2层的润胀和细纤维化，故打浆时也需将此层打碎破除。 各层的组成 次生壁中层（S2, secondary wall 2） 由许多细纤维的同心层组成，是纤维细胞壁的主体。厚度为3--10 ? m，约占细胞壁厚度的70—80%。该层纤维素和半纤维素的含量高，木素的含量少，微纤维的排列呈螺旋单一取向，与纤维轴向呈0—45度角。 S2层是打浆的主要对象。 各层的组成 次生壁内层（S3, secondary wall 3） 由层数不多的细纤维同心层组成，厚度约0.1 ? m，在纤维壁中所占比例不到10%，木素含量低，纤维素含量高。该层的化学性能稳定，微纤维的排列与S1层相似，与纤维轴向呈70—90度角。 在打浆中一般不考虑S3层。 纤维 (fiber) 的组成 细纤维 (fibril) 直径 300--500? 微纤维 (micro fibril) 直径 250? 微细纤维 (finer micro fibril) 直径 120? 原细纤维 (elemental fibril) 直径 30? 纤维素微晶体 (crystallile) 用分辨率达1.5?的电子显微镜还不能看到。 二、打浆的作用 五种主要作用（排列次序与作用先后无关） （一）细胞壁的位移和变形 （二）初生壁和次生壁外层的破除 （三）横向切断或变形 （四）吸水润胀 （五）细纤维化 （一）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，为纤维润胀创造了有利条件； 对P层和S1层的破除起了重要的促进作用。 纤维次生壁的位移 （二）初生壁和次生壁外层的破除 通过打浆的机械作用和纤维之间的相互摩擦作用将P层和S1层破除，以便使S2层充分地润胀和细纤维化。 不同制浆方法和纤维原料，其P层和S1层破除的难易程度也不同。 对某些化学浆，在制浆过程中已经破除了P层，所以打浆时主要是破除S1层。 （三）横向切断或变形 切断是指纤维横向发生裂断的现象。主要是纤维受到打浆设备的剪切力作用和纤维间的相互摩擦作用所致。 纤维的切断与其润胀有一定的关系。润胀良好的纤维不容易被切断。 纤维切断后在断口处留下锯齿状的末端，利于纤维的分丝帚化和细纤维化。 （四）吸水润胀