纸浆细小纤维研究方法1.PDF

纸浆细小纤维研究方法1 李海明，何北海 （华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广州，510640） E-mail: charley 1114@163.com 摘 要：纸浆细小纤维是造纸纤维原料的重要组成部分，因制浆原料、制浆工艺、打浆工艺 等条件的不同，纸浆细小纤维在形态、数量、表面电荷等方面各不相同。纸浆细小纤维的制 备可以先对纸浆适当预处理，然后采用筛分仪筛分法、DDJ 筛分法、湿筛分法等方法进行。 纸浆细小纤维可以采用数量分析法、光学长度纤维分析仪法、图象分析法、水力比容积法、 共焦激光扫描显微镜法、电镜扫描法等多种方法进行研究。 关键词：细小纤维，制备，研究方法 1. 引言 每种材料中的细小组分含量都有其特定的颗粒尺寸分布特征，作为造纸材料的纸浆也不 例外。纸浆由长纤维和细小纤维构成。纸浆细小纤维是造纸纤维原料的重要组成部分，不但 会影响到纸机的运行过程，比如留着、滤水、白水回收系统、助剂效用、干燥速度等，还会 影响到纸张的多种性能，比如纸张结构、物理强度性能、光学性能、印刷性能等。现在，对 细小纤维的研究已经从对细小纤维量的影响，深入到了对细小纤维质量的研究，以及决定细 小纤维质量的形态研究。对细小纤维的了解将为造纸工作者在控制纸张性能方面提供新的工 具。本文就细小纤维的特征、制备方法及其研究方法作详细的介绍。 2. 纸浆细小纤维的概念和特征 造纸过程一般是以纸浆的筛分组分来区别长纤维(fibres)和细小纤维 (fines)。一般来 讲，造纸原料中的那些通过直径为75μm的圆孔或者纤维筛分仪的200目筛的颗粒，会被看作 是细小纤维[1]。但是，不同的浆种，细小纤维的概念也不同。草类化学浆在100目以下的短 纤维、杂细胞等的混合物组分叫细小纤维；通常将机械浆与化学机械浆通过200 目的纤维碎 片、丝状细小纤维、纤维束等组分称作细小纤维，也有少数研究者将通过100 目的纤维组分 称为细小纤维；化学木浆在200 目之下的短纤维和纤维束组分是细小纤维[2]。纸料的细小组 分不同于纸浆的细小纤维。纸料的细小组分包括了填料和细小纤维等多种物质[3]。 纸浆细小纤维还有初级细小纤维 （primary fines）和二次细小纤维 （secondary fines） 之分。木材中原有的小颗粒，如切断的纤维、导管分子、纹孔、射线细胞和薄壁组织细胞， 我们称之为初级细小纤维。它们相对于纸浆的质量百分量一般较小。浆料在生产和后续的抄 1 本课题得到教育部科学技术重点项目“造纸清洁生产循环流中非过程元素的富集与调控机制研究”和教 育部高等学校博士学科点专项科研基金（20050561006 ）资助项目的资助。 -1- 造过程中，都要经过一定的机械处理。这种处理过程中产生的纤维壁碎片，我们称之为二次 细小纤维。二次细小纤维的量可能会很大，取决于纤维形态、制浆条件和机械处理的程度[1]。 二次细小纤维含有更多的由S1层和S2层产生的纤丝状和薄片状物质，对抗张强度影响更大。 从纤维形状来看，木材纸浆细小纤维可以分为纤丝状细小纤维(fibril fines)和薄片状 细小纤维(flake fines)两种。浆料不同，则细小纤维的纤丝微粒量不同。也就是说，不同 细小纤维样品中，其纤丝状微粒和薄片状微粒的质量比例不同。Luukko ，K研究了两种TMP [4] 浆料和硫酸盐浆三种细小纤维各自的纤丝状细小纤维含量，分别为42 ％、56 ％和61 ％ 。 纸浆细小纤维的含量随着制浆原料和方法不同而显著不同。麦草化浆通过100目的细小 纤维为52％～55％，蔗渣盘磨机械浆200目下的细小纤维组分占31％，有的高达47．6％，蔗 渣CMP在同一游离度水平下，未经筛选的纸浆的细小纤维含量高于经过筛选的漂白浆，低游 离度时含量都大于高游离度。云杉SGW 200目以下的细小纤维占32％～