第二章 磨(打)漿.ppt

1、第 二章 磨（打） 漿,概 述,打漿 漿料中的纖維受到剪切力的作用。包括機(jī)械打漿、超聲波打漿和水力打漿等。,打漿的主要任務(wù)：,（一）改變纖維的形態(tài)，使紙漿獲得某些特性（如機(jī)械強(qiáng)度、物理性能和膠體性質(zhì)），以保證紙頁的抄造質(zhì)量。 （二）通過打漿調(diào)節(jié)和控制紙料在網(wǎng)上的濾水性能，以適應(yīng)造紙機(jī)生產(chǎn)的需要，使紙頁獲得良好的成形，改善紙頁的勻度和強(qiáng)度指標(biāo)。,打漿作用的性質(zhì),打漿是物理變化，打漿作用對(duì)紙漿產(chǎn)生的纖維結(jié)構(gòu)和膠體性質(zhì)的變化，都屬于物理變化，并不引起纖維的化學(xué)變化或產(chǎn)生新的物質(zhì)。 注意：打漿作用會(huì)使纖維表面暴露一些新的基團(tuán)，但這是纖維本身原有的，與化學(xué)變化無關(guān)。,關(guān)于打漿 “紙是在打漿機(jī)中打出來的”

2、,生產(chǎn)不同品種的紙和紙板，需要不同的打漿設(shè)備、打漿方式和打漿工藝。 針對(duì)不同的纖維原料，也要采取不同的打漿設(shè)備、打漿方式和打漿工藝。,打漿理論,一、纖維細(xì)胞 壁的結(jié)構(gòu) 胞間層 M 初生壁 P 次生壁外層 S1 次生壁中層 S2 次生壁內(nèi)層 S3,各層的組成,胞間層（M，middle lamella） 是細(xì)胞間的連接層，厚度為1-2 m，含纖維素極少，主要成分是木素。 初生壁（P, primary wall） 是細(xì)胞壁的外層，由微纖維組成，與胞間層緊密相連，厚度為0.10.3 m，含有較多的木素和半纖維素。,各層的組成,初生壁是一層多孔的薄膜，不吸水、不容易潤(rùn)脹，微纖維在初生壁上作不規(guī)則的網(wǎng)狀排

3、列，有礙次生壁與外界接觸及纖維的潤(rùn)脹和細(xì)纖維化，故在打漿時(shí)需將此層打碎破除。,各層的組成,次生壁外層（S1, secondary wall 1） 由若干層細(xì)纖維的同心層組成，厚度為0.1-1 m，是P層與S2層的過渡層，其化學(xué)成分與P層接近。微纖維排列的方向與纖維軸向呈7090度角，不規(guī)則交錯(cuò)地纏繞在纖維壁上。 S1層微纖維的結(jié)晶度較高，對(duì)化學(xué)和機(jī)械作用的阻力較大，會(huì)限制S2層的潤(rùn)脹和細(xì)纖維化，故打漿時(shí)也需將此層打碎破除。,各層的組成,次生壁中層（S2, secondary wall 2） 由許多細(xì)纖維的同心層組成，是纖維細(xì)胞壁的主體。厚度為3-10 m，約占細(xì)胞壁厚度的7080%。該層纖維素

4、和半纖維素的含量高，木素的含量少，微纖維的排列呈螺旋單一取向，與纖維軸向呈045度角。 S2層是打漿的主要對(duì)象。,各層的組成,次生壁內(nèi)層（S3, secondary wall 3） 由層數(shù)不多的細(xì)纖維同心層組成，厚度約0.1 m，在纖維壁中所占比例不到10%，木素含量低，纖維素含量高。該層的化學(xué)性能穩(wěn)定，微纖維的排列與S1層相似，與纖維軸向呈7090度角。 在打漿中一般不考慮S3層。,纖維 (fiber) 的組成,細(xì)纖維 (fibril) 直徑 300-500 微纖維 (micro fibril) 直徑 250 微細(xì)纖維 (finer micro fibril) 直徑 120 原細(xì)纖維 (el

5、emental fibril) 直徑 30 纖維素微晶體 (crystallile) 用分辨率達(dá)1.5的電子顯微鏡還不能看到。,二、打漿的作用,五種主要作用（排列次序與作用先后無關(guān)） （一）細(xì)胞壁的位移和變形 （二）初生壁和次生壁外層的破除 （三）橫向切斷或變形 （四）吸水潤(rùn)脹 （五）細(xì)纖維化,（一）細(xì)胞壁的位移和變形,打漿的機(jī)械作用 使S2層中的細(xì)纖維同心層產(chǎn)生彎曲，發(fā)生位移和變形； 使細(xì)纖維之間的間隙增大，水分子更容易滲入，為纖維潤(rùn)脹創(chuàng)造了有利條件； 對(duì)P層和S1層的破除起了重要的促進(jìn)作用。,纖維次生壁的位移,（二）初生壁和次生壁外層的破除,通過打漿的機(jī)械作用和纖維之間的相互摩擦作用將P層

6、和S1層破除，以便使S2層充分地潤(rùn)脹和細(xì)纖維化。 不同制漿方法和纖維原料，其P層和S1層破除的難易程度也不同。 對(duì)某些化學(xué)漿，在制漿過程中已經(jīng)破除了P層，所以打漿時(shí)主要是破除S1層。,（三）橫向切斷或變形,切斷是指纖維橫向發(fā)生裂斷的現(xiàn)象。主要是纖維受到打漿設(shè)備的剪切力作用和纖維間的相互摩擦作用所致。 纖維的切斷與其潤(rùn)脹有一定的關(guān)系。潤(rùn)脹良好的纖維不容易被切斷。 纖維切斷后在斷口處留下鋸齒狀的末端，利于纖維的分絲帚化和細(xì)纖維化。,（四）吸水潤(rùn)脹,“潤(rùn)脹”是指高分子化合物在吸收液體的過程中，伴隨著體積膨脹的一種物理現(xiàn)象。纖維在打漿過程中也能吸水潤(rùn)脹。 纖維潤(rùn)脹的原因是由于纖維素和半纖維素分子結(jié)構(gòu)中

7、所含極性羥基與水分子產(chǎn)生極性吸引，使水分子進(jìn)入纖維素的無定形區(qū)，使纖維素分子鏈之間距離增大，引起纖維變形。,纖維潤(rùn)脹的意義,纖維潤(rùn)脹是打漿過程中的一個(gè)重要問題。纖維潤(rùn)脹后，其內(nèi)聚力下降，纖維內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)變得更為松弛。纖維比容和比表面積增加， 纖維直徑可以膨脹增大23倍。 有利于纖維的細(xì)纖維化，增加纖維間的接觸面積，提高成紙強(qiáng)度，降低透氣度。,纖維的潤(rùn)脹,纖維潤(rùn)脹的影響因素,原料的組成-木素是疏水性物質(zhì)，因此木素含量高的原料紙漿，不易潤(rùn)脹。 半纖維素含量-草類纖維的半纖維素含量高，含有較多的游離羥基，比纖維素有更大的親水性，容易吸水潤(rùn)脹。 制漿方法-不同的制漿方法使紙漿的木素、纖維素和半纖維素的

8、含量不同，因此也影響到纖維的潤(rùn)脹程度。,（五）細(xì)纖維化,纖維的細(xì)纖維化從細(xì)胞壁P層和S1層破除時(shí)開始，并在纖維吸水潤(rùn)脹后大量產(chǎn)生。 細(xì)纖維化包括： 纖維外部的細(xì)纖維化 纖維內(nèi)部的細(xì)纖維化 上述兩種細(xì)纖維化作用，是打漿的重要作用之一，對(duì)紙頁性質(zhì)影響極大。,纖維外部的細(xì)纖維化,纖維分絲帚化，表面分絲起絨毛。 分離出大量的細(xì)纖維、微纖維、微細(xì)纖維。從而大大增加了纖維的外比表面積，促進(jìn)了氫鍵的結(jié)合。,纖維外部的細(xì)纖維化,對(duì)照：打漿前的情況,纖維的內(nèi)部細(xì)纖維化,指纖維發(fā)生潤(rùn)脹后，在次生壁同心層之間彼此產(chǎn)生滑動(dòng)，使纖維的剛性下降，彈性削弱，塑性增加，纖維變得柔軟而有可塑性。,細(xì)纖維化主要產(chǎn)生于S2層,這是

9、由于： S2層纖維素含量高 細(xì)纖維的排列與軸向幾乎平行 打漿作用使S1層破除 使該層易于產(chǎn)生細(xì)纖維化。,細(xì)纖維化與潤(rùn)脹的關(guān)系,互相促進(jìn)： 纖維吸水潤(rùn)脹后組織結(jié)構(gòu)松弛，為進(jìn)一步細(xì)纖維化創(chuàng)造了有利條件； 纖維的細(xì)纖維化，使水分更容易滲入，又能促進(jìn)纖維的進(jìn)一步潤(rùn)脹。,（六）打漿的其他作用,產(chǎn)生碎片 使纖維扭曲 卷曲 壓縮（微壓縮） 伸長(zhǎng)等,三、纖維結(jié)合力,紙的強(qiáng)度取決于 成紙中纖維間的結(jié)合力 纖維本身的強(qiáng)度。 而實(shí)驗(yàn)研究表明，最終決定紙頁強(qiáng)度的，是成紙中纖維間的結(jié)合力。,纖維的結(jié)合力有四種：,氫鍵結(jié)合力（19 kJ/mol，纖維素間） 化學(xué)主價(jià)鍵力 (140-950 kJ/mol) 極性鍵吸引力 (

10、Van der Waals Force) 表面交織力 其中，氫鍵的結(jié)合力最重要，與打漿的關(guān)系最密切。,一些物質(zhì)的強(qiáng)度比較,（一）氫鍵結(jié)合-水分子的結(jié)構(gòu),水分子結(jié)構(gòu)是一個(gè)四面體。氧原子位于四面體的中心，兩個(gè)氫原子和兩個(gè)孤電子隊(duì)占據(jù)四面體的角頂。 OH鍵之間的鍵角被壓縮到104. 5度。,氫鍵的飽和性： 水分子之間的氫鍵只能和一個(gè)氧原子結(jié)合；當(dāng)?shù)诙€(gè)氧原子在靠近氫原子之前，會(huì)被已經(jīng)結(jié)合的氧原子排斥開。,氫鍵的方向性： 當(dāng)一個(gè)水分子的氫原子與另一個(gè)水分子的氧原子形成OH-O氫鍵而締合在一起時(shí)，盡量使OH-O氫鍵保持直線形，以求吸引最牢。,共價(jià)鍵中氫氧原子的間距 0.99氫鍵中的氫氧原子的間距 1.7

11、7,纖維間氫鍵的形成過程（I）-通過水分子形成的水橋連接,纖維間氫鍵的形成過程（II）-單層水分子形成的氫鍵結(jié)合,當(dāng)紙料在網(wǎng)上濾水后，經(jīng)過壓榨進(jìn)一步脫出水分，使兩纖維間的距離靠攏，在纖維間形成了比較有規(guī)則的單層水分子連接的氫鍵結(jié)合。,纖維間氫鍵的形成過程（III）-過程完成，形成氫鍵結(jié)合,紙頁經(jīng)加熱干燥進(jìn)一步脫除水分，水分蒸發(fā)時(shí)，纖維受水的表面張力作用，使紙頁收縮，纖維進(jìn)一步靠攏，從而使纖維素分子間的羥基距離小于2.8 ，最終形成了氫鍵結(jié)合。,氫鍵形成的條件,有游離羥基的存在； 兩羥基之間的距離在2.8 以內(nèi)。 纖維的吸水潤(rùn)脹和細(xì)纖維化，都會(huì)使纖維的游離羥基增加，促進(jìn)纖維間的氫鍵結(jié)合，從而提高

12、紙頁的物理強(qiáng)度。,四、打漿與紙張性質(zhì)的關(guān)系,思考題（學(xué)習(xí)要點(diǎn)） 1、打漿引起了纖維結(jié)合力的哪些變化，引起了纖維形態(tài)的那些變化？ 2、紙張強(qiáng)度性質(zhì)的不同指標(biāo)分別是由那些因素決定的？,打漿與紙頁性質(zhì),1、纖維結(jié)合力隨打漿上升； 2、與結(jié)合力成正比的強(qiáng)度指標(biāo)，都是先升后降； 3、與紙頁致密程度有關(guān)的指標(biāo)，均隨打漿程度而下降。,打漿與紙頁性質(zhì),對(duì)于草漿，打漿與紙頁性質(zhì)的關(guān)系也與木漿相似。 （本圖為稻草漿的打漿曲線）,(一)纖維結(jié)合力（Fiber-fiber Bonding）,隨著打漿度的增加，纖維潤(rùn)脹和細(xì)纖維化增加，纖維的比表面積增大，游離出更多的羥基，促進(jìn)纖維間的氫鍵結(jié)合，使纖維結(jié)合力不斷上升。 曲

13、線特征： 初期上升很快，逐漸緩慢達(dá)到最高點(diǎn)。,(二)裂斷長(zhǎng) （Breaking Length）,-紙頁的抗張強(qiáng)度。主要受纖維間結(jié)合力和纖維平均長(zhǎng)度的影響。同時(shí)與纖維的交織排列和纖維自身的強(qiáng)度等也有關(guān)。 曲線特征： 初期上升很快，中期緩慢并達(dá)到最高點(diǎn)，后期下降。,（三）耐破度 (Bursting Strength),-紙頁所能承受的最大壓力。主要受纖維間結(jié)合力和纖維平均長(zhǎng)度的影響。同時(shí)與纖維的交織排列和纖維自身的強(qiáng)度等也有關(guān)。 曲線特征： 初期上升很快，中期緩慢并達(dá)到最高點(diǎn)，后期下降。（比裂斷長(zhǎng)的曲線下降早一些）,（四）耐折度 (Folding Strength),-紙頁在一定的張力下承受180

14、度往復(fù)折疊的次數(shù)。主要受纖維平均長(zhǎng)度、纖維間結(jié)合力、纖維在紙頁中的排列，纖維本身的強(qiáng)度和彈性等。 曲線特征： 初期上升很快，中期緩慢并達(dá)到最高點(diǎn)，后期下降。（與耐破度曲線相似）,(五)撕裂度 (Tearing Strength),-紙頁抗撕裂的能力。主要受纖維平均長(zhǎng)度的影響，其次是纖維結(jié)合力、纖維排列方向、纖維強(qiáng)度和纖維交織情況等。 曲線特征： 初期上升很快，中期緩慢并達(dá)到最高點(diǎn)，后期下降。（比耐折度下降要早）,（六）緊度 (Density),緊度指紙頁緊密的程度，用（g/cm3）表示。該指標(biāo)也可用緊度的倒數(shù)-松厚度（Bulk）表示, 單位為(cm3/g)。該指標(biāo)主要受纖維結(jié)合力的影響。 曲線

15、特征： 隨打漿程度的增加，曲線不斷上升。,（七）不透明度 (Opacity),不透明度是指紙頁不透光的程度，該指標(biāo)對(duì)印刷紙尤為重要。該指標(biāo)主要受纖維結(jié)合力的影響。 曲線特征： 隨打漿程度增加，曲線不斷下降。,（八）伸長(zhǎng)率和伸縮性(Stretch Ratio),伸長(zhǎng)率是指紙頁受到張力至斷裂時(shí)，伸長(zhǎng)的百分率。而紙的伸縮性是指紙張浸入水中或在不同濕度下尺寸的變化。 紙漿的上述指標(biāo)均隨打漿度的提高而上升。 曲線特征： 隨打漿程度增加而上升。,(九)吸收性和透氣度(Absorption),吸收性是表示紙張吸收水分或其他液體的能力；透氣度是指紙張透過氣體的能力。上述指標(biāo)均隨打漿度的提高而降低。 曲線特征：

16、 隨著打漿程度的提高而下降。,（十）脆性 (Brittleness),脆性是紙頁的物理性質(zhì)之一，特別是對(duì)以草類漿抄造的紙和紙板更為重要。 已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)造紙工作者的重視，但是目前對(duì)脆性還沒有一個(gè)明確的定義和統(tǒng)一的測(cè)試方法。,打漿工藝,一、打漿方式 （一）長(zhǎng)纖維游離打漿 （牛皮紙、電纜紙和工業(yè)濾紙等） （二）長(zhǎng)纖維粘狀打漿 （仿羊皮紙、紙袋紙、字典紙、描圖紙等） （三）短纖維游離打漿 （濾紙、吸墨紙、鋼紙?jiān)?、浸漬絕緣紙等） （四）短纖維粘狀打漿 （卷煙紙、電容器紙、證券紙等）,四種打漿方式,游離度、游離漿與游離打漿,游離度- 一種測(cè)量打漿程度的參數(shù)，其值恰與打漿度相反，打漿程度低的紙漿游離度較高

17、。 游離漿-游離度較高的紙漿。 游離打漿-是一種以降低纖維長(zhǎng)度為主的打漿方式，其與游離度（或打漿度）的高低無直接關(guān)系。 即： 游離打漿打游離漿,二、打漿工藝參數(shù),（一）打漿比壓 Q P = - F 式中：P-打漿比壓（N/m2, Pa） Q-飛刀輥?zhàn)饔迷诘椎渡系膲毫?N) F-飛刀與底刀的接觸面積（m2）,打漿比壓與刀間距,1、實(shí)際上飛刀與底刀不應(yīng)完全接觸，最 小間距應(yīng)為0.050.08mm。 2、增加比壓即減少刀間距。有利于纖維 的切斷和壓潰，打漿速度加快，整根 纖維的百分比減少。 3、打游離漿要迅速縮小刀距，提高比壓； 而打粘狀漿則應(yīng)逐步縮小刀距，逐步 提高比壓。（參見表1-3、1-4、1

18、-5）,（二）打漿濃度,紙料的濃度對(duì)打漿的質(zhì)量影響很大。 打漿濃度的劃分，是一個(gè)相對(duì)的概念，目前在造紙界尚未達(dá)成共識(shí)。 有將打漿濃度分為低濃（10%以下）、中濃（10-20%）和高濃（20-30%或更高）。 也有將常規(guī)打漿濃度（2-5%）定為低濃，6-8%定為中濃，超過10%定為高濃。,低濃打漿,從理論上講，適當(dāng)提高打漿濃度，可減少纖維的切斷，促進(jìn)纖維間的擠壓與揉搓作用，有利于纖維的分絲、潤(rùn)脹和細(xì)纖維化。 但是受打漿設(shè)備的影響，常用打漿濃度為35%，新型打漿機(jī)，濃度可達(dá) 810%。,低濃打漿,即使在低濃的范圍內(nèi)，適當(dāng)提高打漿度對(duì)打漿質(zhì)量也有明顯的影響。（參見表1-6、1-7）。 對(duì)于生產(chǎn)不同的

19、紙種，打漿的濃度也不同。打游離漿，打漿濃度在35%范圍內(nèi)；打粘狀漿，打漿濃度在68%左右 。（參見表1-8）,高濃打漿,（一）高濃打漿原理 與低濃打漿相比，高濃打漿作用不是靠磨盤直接作用于纖維，而是依靠磨盤間高濃漿料間的相互摩擦、擠壓、揉搓和扭曲等作用打漿，同時(shí)產(chǎn)生大量的摩擦熱，使?jié){料軟化。,高濃打漿,高濃打漿工藝流程,高濃打漿,（二）高濃打漿的漿料特性,高濃打漿纖維受扭轉(zhuǎn)作用對(duì)比（*每100mm纖維扭轉(zhuǎn)180度的次數(shù)）,（三）漿料通過量和打漿效率 對(duì)同一打漿設(shè)備和打漿壓力，單位時(shí)間內(nèi)漿料通過量越大，則打漿作用越弱。,打漿效率,打漿效率取決于打漿時(shí)間、打漿比壓和紙漿濃度。（參見表1-12） 打

20、漿效率 = 通過量（kg/h）x OSR = kg OSR / h 式中 OSR-進(jìn)出口漿料打漿度之差。,（四）打漿溫度,關(guān)于打漿溫度對(duì)紙漿性質(zhì)的影響，目前還沒有一個(gè)確定的結(jié)論。早期的研究認(rèn)為打漿溫度升高會(huì)造成不良影響，但其實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)際打漿過程相差較大，因此難以全面地分析這一參數(shù)的影響。,打漿溫度的影響 （原教材圖有誤，現(xiàn)更正）,（五）刀片厚度和刀片材質(zhì),刀片薄，比壓大，有利于纖維切斷，適于打游離漿；刀片厚，有利于纖維的分絲、疏解和細(xì)纖維化，適于打粘狀漿。 材質(zhì)：金屬（碳素鋼、不銹鋼、青銅等），天然石（玄武巖、花崗巖和小麻石）。（參見表1-13）,（六）紙料種類和組成,1、纖維形態(tài) 長(zhǎng)寬比-

21、長(zhǎng)寬比小于45，纖維短而粗， 打漿較困難。 壁腔比-2x壁厚/胞腔直徑。壁腔比大， 纖維壁較厚，較難打漿。 一般認(rèn)為壁腔比小于1是好原料，等于1是中等原料，大于1是次等原料。,2、纖維微觀結(jié)構(gòu) 原料P層和S1層的厚度，S1層與S2層的結(jié)合緊密程度，各層細(xì)纖維的排列與纖維軸的纏繞角等，都影響打漿的難易程度 。 如亞麻纖維的細(xì)纖維與纖維軸近于平行，則打漿時(shí)容易分絲帚化；而草漿纖維S1層較厚，與S2層結(jié)合緊密，細(xì)纖維呈橫向交叉螺旋狀排列，與纖維軸的纏繞角大，打漿時(shí)較難分絲帚化。,3、紙漿的化學(xué)組成 紙漿中纖維素含量高，半纖維素含量低，打漿困難。 半纖維素分子鏈短，有支鏈，并含有大量的羥基，容易吸水潤(rùn)

22、脹。因此當(dāng)多戊糖不少于3.54%時(shí)，打漿性能好；若多戊糖含量低于2.53%時(shí)，紙漿不易水化潤(rùn)脹。 紙漿中木素含量多，也會(huì)妨礙纖維的潤(rùn)脹，纖維挺硬，成紙強(qiáng)度低。,（七）pH 值,1、在實(shí)際打漿工藝中一般不調(diào)節(jié)pH值。 2、在實(shí)驗(yàn)室研究中，有研究表明，加入NaOH打漿，可以增加紙頁的耐破度和裂斷長(zhǎng)，其原因是NaOH通過紙漿中的酚羥基促進(jìn)漿中內(nèi)脂的水解，使纖維產(chǎn)生潤(rùn)脹作用，容易實(shí)現(xiàn)細(xì)纖維化。,還有研究表明，在未漂落葉松硫酸鹽漿打漿時(shí)，加入NaOH同時(shí)配加磷酸鈉，可以進(jìn)一步提高紙頁的強(qiáng)度指標(biāo)。 說明成紙強(qiáng)度與纖維羥基結(jié)合陽離子的形式有重要關(guān)系。纖維與Na結(jié)合時(shí)耐破度最高。由于加入磷酸鈉可以提高羥基由C

23、a式向Na式結(jié)合的轉(zhuǎn)化率。,工藝參數(shù)影響分析,幾點(diǎn)注意： 1、各個(gè)參數(shù)不是獨(dú)立的，而是相關(guān)的，因此討論某個(gè)參數(shù)（因素）的影響時(shí)，需要綜合考慮關(guān)聯(lián)的影響。 2、打漿目前還是一種工藝，還不是一門科學(xué)，因此對(duì)工藝問題的分析，應(yīng)注意“具體問題具體分析這一原則”。,三、打漿質(zhì)量檢查,（一）打漿度 打漿度值反映漿料脫水的難易程度。 常用檢測(cè)儀器有肖氏打漿度儀，加拿大游離度儀等（見右圖）。,（二）纖維長(zhǎng)度 反映打漿對(duì)纖維的作用程度。常用分析方法有： 顯微鏡法。 Kajanni纖維分析儀。 濕重法。,（三）保水值 常用方法為保水值（WRV，water retention value）。保水值較為直觀地反映了纖

24、維受打漿作用后的潤(rùn)脹程度，并與紙頁的強(qiáng)度有一定的關(guān)系。（參見表1-14）,(四) 篩分析 采用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)目分級(jí)（16目，30目，50目，100目和200目）對(duì)紙漿纖維進(jìn)行篩分，以分析紙漿纖維長(zhǎng)度的分布情況，并以此作為對(duì)打漿過程的監(jiān)控。,草漿打漿,一、草漿打漿特點(diǎn) 草漿打漿纖維帚化難，不易實(shí)現(xiàn)外部細(xì)纖維化。,麥草打漿麥桿硫酸鹽漿（左圖210SR，右圖630SR，x160）,蘆葦打漿蘆葦化學(xué)漿（左圖原漿，右圖500SR，x160）,草漿打漿難以細(xì)纖維化的原因,（一）草漿纖維的胞腔小，S1層較厚，不易破除。且S1層與S2層之間黏結(jié)緊密，S1層的細(xì)纖維呈交叉螺旋形沿纖維橫向排列，象一個(gè)套筒把S2層緊緊包

25、住，限制了S2層的潤(rùn)脹。,草漿打漿難以細(xì)纖維化的原因,（二）草漿纖維的細(xì)胞壁是多層結(jié)構(gòu)的微纖維薄層，各層微纖維的排列方向往往不一致。橫向排列多層的微纖維層限制了軸向排列的微纖維層的分絲和潤(rùn)脹。 如竹子、龍須草等原料的微纖維排列近于橫向。,草漿打漿難以細(xì)纖維化的原因,（三）草漿纖維的微纖維纏繞角過大。 研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)合程度相同的情況下， 微纖維纏繞角小于100，纖維容易縱裂； 微纖維纏繞角在100-300之間，能夠帚化； 微纖維纏繞角300-450之間，帚化較難； 微纖維纏繞角大于450，很難帚化縱裂。,草漿打漿難以細(xì)纖維化的原因,（四）微纖維的異向性。微纖維在纖維壁上的纏繞方向有左旋型（“S”

26、型）和右旋型（“Z”型），而纏繞型式多變者稱為異向性大。 異向性大的纖維，往往是“S”型與“Z”型交錯(cuò)排列，微纖維交纏在一起，即使是高度打漿，纖維也不易分絲帚化。,二、草漿游離打漿,打漿目的：生產(chǎn)一般文化用紙。 打漿要求：打漿度較低，30400SR。 主要使纖維疏解分散，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臐?rùn)脹和塑性變形，纖維表面稍微起毛活化，使紙頁有良好的勻度和足夠的強(qiáng)度。不要過分追求細(xì)纖維化。 建議采用：“充分疏解，輕度打漿”。,草漿游離打漿,注意： 1、草漿纖維一般較短，不宜過多切斷。 2、草漿中非纖維細(xì)胞（雜細(xì)胞）含量多，在打漿中易破碎而引起濾水困難，甚至引起粘輥粘缸，造成紙頁斷頭和紙病。,草漿中的非纖維細(xì)胞（

27、麥草漿）,三、草漿粘狀打漿,打漿目的：生產(chǎn)薄頁紙、拷貝紙、字典紙和描圖紙等。 打漿要求：充分疏解，提高打漿濃度（采用中高濃），采用粘狀漿的打漿曲線，使用切斷少和搓揉能力強(qiáng)的打漿設(shè)備（如盤磨等）。 有待研究：對(duì)草漿打粘狀漿的工藝，目前尚無統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。應(yīng)根據(jù)不同原料的纖維狀況，進(jìn)行認(rèn)真的分析研究。,打漿設(shè)備,一、間歇式打漿機(jī),二、連續(xù)打漿設(shè)備,（一）錐形磨漿機(jī) 分為低速精漿機(jī)（線速 811 m/s），適于打游離漿；高速磨漿機(jī)（線速1120 m/s ），適于打中度粘狀漿；水化精漿機(jī)（線速1830 m/s），分絲帚化能力更強(qiáng)。,錐形磨漿機(jī),打漿設(shè)備特點(diǎn)： 小端進(jìn)漿，大端出漿。 通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子（內(nèi)錐）的進(jìn)

28、退，控制打漿壓力和刀距。 內(nèi)循環(huán)式的錐形磨漿機(jī)，部分漿料可循環(huán)打漿，使纖維的分絲帚化能力提高。大錐度磨漿機(jī)，錐角較大（60-700），對(duì)纖維有較強(qiáng)的切斷作用和離解作用。,（二）圓柱打漿機(jī),圓柱精漿機(jī),工作原理： 圓柱精漿機(jī)的刀輥是圓柱形，沿殼體的內(nèi)表面，均勻分布著4把定子刀。 漿料被葉輪送入轉(zhuǎn)子刀和定子刀的間隙中。刀輥?zhàn)鲌A周運(yùn)動(dòng)，定子刀由加壓介質(zhì)（高壓水或蒸汽）推動(dòng)作徑向運(yùn)動(dòng)施加打漿壓力。,圓柱打漿機(jī),打漿特點(diǎn)： 1、打漿適應(yīng)性強(qiáng)，可打木漿、竹漿和草漿 也可打半漿后的棉、麻漿等； 2、打漿質(zhì)量較好，成漿穩(wěn)定。切斷作用小， 分絲帚化能力強(qiáng)； 3、生產(chǎn)能力大，操作簡(jiǎn)單，但動(dòng)力消耗大。 4、通過量低

29、，多臺(tái)串聯(lián)溫度高，散熱性差，石 刀易爆裂。,（三）圓盤磨漿機(jī),紙漿打漿的主流設(shè)備之一。 并發(fā)展成為木片磨木漿和化學(xué)機(jī)械漿的主流制漿設(shè)備。 盤磨機(jī)型號(hào)一般 以磨盤直徑命名， 從300-1250。,圓盤磨漿機(jī)工作原理（三盤磨）,盤磨機(jī)工作原理,1、靠轉(zhuǎn)盤與定盤之間的摩擦及纖維間的相互摩擦，進(jìn)行打漿。 2、打漿時(shí)，漿料一方面受進(jìn)漿壓力和離心力的作用，從磨盤中心向圓周作徑向運(yùn)動(dòng)。另一方面，受磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)的切向力的影響，沿磨盤同心圓的任一點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)。所以漿料質(zhì)點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)軌跡是沿螺旋漸開線走向四周。,盤磨機(jī)工作原理,3、為了使磨漿程度均勻，在定盤和轉(zhuǎn)盤上設(shè)置了多層的交叉擋壩（封閉圈）。漿料運(yùn)動(dòng)時(shí)碰到擋壩受

30、阻，將在定盤與轉(zhuǎn)盤之間反復(fù)作折向運(yùn)動(dòng)，多次受到磨盤的作用。 4、漿料纖維在行程中，反復(fù)受到摩擦力、沖擊力、搓揉力、扭曲力和剪切力等的作用，在短短幾秒鐘內(nèi)完成打漿過程。,磨片的齒形,齒形可分為疏解型和帚化型。 疏解型-采用細(xì)溝、細(xì)齒和淺齒，如鋸 齒型等。 帚化型-采用較大的齒寬，如平齒型等。 磨盤分為粗磨區(qū)和精磨區(qū)。粗磨區(qū)的齒形為淺溝寬齒，精磨區(qū)的齒形為窄齒深溝。 此外，兩盤間還有錐形梯度。,圓盤磨漿機(jī),磨盤的結(jié)構(gòu)和齒形,磨紋傾角,磨盤傾角-磨齒與磨盤半徑之間的夾角。傾角的方向和大小對(duì)漿料的流速有很大的影響。流速小，打漿作用強(qiáng)，但產(chǎn)量小。 當(dāng)盤磨的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與齒紋傾斜方向相反時(shí)，“泵出作用”增強(qiáng)；

31、 當(dāng)盤磨的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與齒紋傾斜方向相同時(shí)，“拉入作用”增強(qiáng)。,磨紋傾角的影響（磨紋傾角一般在15-200）,轉(zhuǎn)盤與定盤上磨紋的相互位置,轉(zhuǎn)盤與定盤上磨紋的相互位置,轉(zhuǎn)盤與定盤的齒紋通常是交叉排列的。 當(dāng)齒紋相互平行時(shí)，切斷作用最強(qiáng)。 當(dāng)齒紋相互垂直時(shí)，纖維的切斷作用最小，而摩擦作用增強(qiáng)，對(duì)纖維的撕裂和帚化能力最大，而生產(chǎn)能力卻隨之下降。,磨盤上的擋壩（封閉圈）,設(shè)置擋壩的目的：延長(zhǎng)漿料在盤磨內(nèi)的停留時(shí)間，防止?jié){料順齒溝直通外排。消除生漿片或纖維束，提高打漿的均勻度。 特別是在小直徑磨盤（600mm以下）上設(shè)置擋壩，效果顯著。,磨盤上封閉圈的布置形式,磨齒的材質(zhì),合金鋼 燒結(jié)陶瓷 白口鑄鐵、冷激鑄

32、鐵 工程塑料,三、打漿設(shè)備的性能指標(biāo)及其計(jì)算,（一）打漿轉(zhuǎn)速與線速 D n V = - (m/s) 60 V -打漿輥（磨盤）的線速度（m/s）; D- 打漿輥（磨盤）的直徑（m）; n- 打漿輥（磨盤）的轉(zhuǎn)速（r/min）。,（二）打漿比壓和刀距,盤磨機(jī)的磨漿比壓 Ga P = - 其中 F = - (D2-d2)Cr Cs F 4 Ga-磨片間漿層所承受的軸向力（N）； Cr -轉(zhuǎn)盤接觸率，一般取0.30.5； Cs -定盤接觸率，一般也取0.30.5。,打漿比壓對(duì)打漿的影響,打漿比壓的大小，主要影響纖維初切斷的程度。比壓越大切斷能力越強(qiáng)，纖維的平均長(zhǎng)度下降。 游離打漿時(shí)不比壓宜大，粘狀打漿時(shí)比壓宜小。比壓過小會(huì)延長(zhǎng)打漿時(shí)間，增加打