植物纖維形態(tài)對(duì)紙張性能的影響

植物纖維形態(tài)對(duì)紙張性能的影響第1頁(yè)/共38頁(yè)(二)纖維形態(tài)及其與紙張性質(zhì)的關(guān)系纖維形態(tài)包括纖維的長(zhǎng)度、寬度、壁厚、腔徑等基本形態(tài)指標(biāo)外，還包括長(zhǎng)寬比、壁腔比以及纖維的粗度等。第2頁(yè)/共38頁(yè)

∑niLi數(shù)量平均長(zhǎng)度=———————∑ni

∑niLi2質(zhì)量平均長(zhǎng)度＝———————

∑ni

Li∑ni

Li3二重質(zhì)均纖維長(zhǎng)=——————∑ni

Li2ni:某級(jí)分中纖維數(shù)目；Li：某級(jí)分中纖維平均長(zhǎng)。1．纖維的長(zhǎng)度（書38頁(yè)）第3頁(yè)/共38頁(yè)2．纖維形態(tài)的頻率分布n’分布頻率＝————X100(%)

n將纖維按不同長(zhǎng)度（或?qū)挾龋┑拇笮》旨?jí)，計(jì)算每一級(jí)分纖維根數(shù)占纖維總數(shù)量的百分比例，可得數(shù)量分布頻率或質(zhì)量分布頻率。第4頁(yè)/共38頁(yè)第5頁(yè)/共38頁(yè)(二)纖維形態(tài)及其與紙張性質(zhì)的關(guān)系

纖維長(zhǎng)度

1．長(zhǎng)寬比=-----------------

纖維寬度

長(zhǎng)寬比大的纖維，成紙時(shí)單位面積中纖維之間相互交織的次數(shù)多，纖維分布細(xì)密，成紙強(qiáng)度高，特別是撕裂度、裂斷長(zhǎng)、耐折度等強(qiáng)度指標(biāo)。（書39頁(yè)表1-19）一般認(rèn)為長(zhǎng)寬比小于45的原料，應(yīng)用價(jià)值很低。第6頁(yè)/共38頁(yè)2．壁腔比

2X細(xì)胞單壁厚度壁腔比=——————————

細(xì)胞腔直徑CellwallthicknessWidth第7頁(yè)/共38頁(yè)

2X細(xì)胞單壁厚度剛性系數(shù)=—————————X100

纖維直徑

細(xì)胞腔直徑柔性系數(shù)=————————X100

纖維直徑第8頁(yè)/共38頁(yè)纖維的壁腔比不同，則它們的柔軟程度不同。壁腔比小（即纖維的柔軟性好）的纖維，成紙時(shí)纖維間的接觸面積較大，故結(jié)合力強(qiáng)，成紙的強(qiáng)度高；反之，壁腔比大的纖維則較僵硬，成紙時(shí)纖維間的接觸面積較小，結(jié)合力小，成紙的強(qiáng)度差。第9頁(yè)/共38頁(yè)

壁腔比<1為很好原料；壁腔比=1為好原料；壁腔比>1為劣等原料。第10頁(yè)/共38頁(yè)圖：理想的纖維結(jié)構(gòu)厚壁纖維A與薄壁纖維比較?！吨茲{造紙工程大全》P19第11頁(yè)/共38頁(yè)P(yáng)aperonCloseExamination

第12頁(yè)/共38頁(yè)3．纖維的粗度(Coarseness)每100m長(zhǎng)度的絕干纖維的質(zhì)量(mg)，用decigrex(dg)表示。W=30CWT=5W=40CWT=5W=30CWT=10W=40CWT=10IncreasingCoarseness[mg/m]Relativeamountofmaterialinfibre第13頁(yè)/共38頁(yè)纖維粗度大于30dg的紙漿，造紙的紙頁(yè)較粗糙，平滑度低；小于10dg者，紙頁(yè)細(xì)膩，平滑度好，但是裂斷長(zhǎng)、耐破度、撕裂度及耐折度下降。第14頁(yè)/共38頁(yè)4.纖維的卷曲因子（Formfactor或CurlIndex）D

L

Formfactor=D/LCurlIndex=L/D-1第15頁(yè)/共38頁(yè)6.扭結(jié)指數(shù)（Kinkindex）MeasurementofanglesReportedaccordingtoKibblewhite’skinkindexformula第16頁(yè)/共38頁(yè)P(yáng)rincipleofmechanicalrefining.Woodchipsarefedintotherefiningzonewheretheyaredisintegratedbetweentwogrooveddiscsofwhichatleastoneisrevolving.纖維的扭結(jié)是指由于纖維細(xì)胞壁受損而產(chǎn)生的突然而生硬的轉(zhuǎn)折。第17頁(yè)/共38頁(yè)扭結(jié)指數(shù)可用單位長(zhǎng)度上扭結(jié)平均個(gè)數(shù)（個(gè)/mm）或單根纖維上扭結(jié)平均個(gè)數(shù)（個(gè)/單根纖維）表示。

第18頁(yè)/共38頁(yè)定義：1）造紙?jiān)现虚L(zhǎng)度等于或小于0.2mm的纖維2）造紙?jiān)现型ㄟ^(guò)纖維篩分儀的200目篩（0.074mm）的纖維來(lái)源：1）初級(jí)細(xì)小纖維：木材中原有的小顆粒，如切斷的纖維、導(dǎo)管分子、紋孔、射線細(xì)胞和薄壁組織細(xì)胞（量少）；2）二次細(xì)小纖維：漿料在生產(chǎn)和后續(xù)的抄造過(guò)程中通過(guò)機(jī)械處理產(chǎn)生的纖維壁碎片（量多）。6.細(xì)小纖維（fines)第19頁(yè)/共38頁(yè)影響1）紙機(jī)的運(yùn)行過(guò)程，比如留著、濾水、白水回收系統(tǒng)、助劑效用、干燥速度等；2）紙張的性能，比如紙張結(jié)構(gòu)、物理強(qiáng)度性能、光學(xué)性能、印刷性能等。第20頁(yè)/共38頁(yè)(三)纖維形態(tài)測(cè)定1．纖維的長(zhǎng)、寬度測(cè)定臺(tái)式投影儀進(jìn)行；KajaaniFS（100/200/300）型纖維質(zhì)量自動(dòng)測(cè)量?jī)x；纖維質(zhì)量分析儀（FQA）Fibermaster/Fibertester第21頁(yè)/共38頁(yè)第22頁(yè)/共38頁(yè)第23頁(yè)/共38頁(yè)Kajaani100纖維分析儀工作原理圖第24頁(yè)/共38頁(yè)Kajaani300第25頁(yè)/共38頁(yè)OpticsModuleSampleoutCapillarySampleinFibredetectorDetectorlightsource(Laser)PolarizersMeasurement(CCD-camera)MeasurementlightsourceLEDOpticsbodySampleloop樣品回路漏斗毛細(xì)管排出Detectionloop檢測(cè)回路激光1st

偏振器毛細(xì)管2nd

偏振器纖維檢測(cè)器

Measurementloop測(cè)量回路發(fā)光二極管毛細(xì)管CCD照相機(jī)Measurement測(cè)量第26頁(yè)/共38頁(yè)Fibermaster第27頁(yè)/共38頁(yè)Fibertester第28頁(yè)/共38頁(yè)FiberQualityAnalysis

OpTestEquipmentInc.Hawkesbury,ONCanada第29頁(yè)/共38頁(yè)ValuesMeasuredByTheLaboratoryFQA

FiberLengthFiberWidthFiberCurlFiberKink%FinesCoarsenessHWD/SWDRatioShives第30頁(yè)/共38頁(yè)(四)纖維粗度和細(xì)胞壁厚

對(duì)紙張性能的影響第31頁(yè)/共38頁(yè)WetFiberFlexibilityPaavilainen,L.,Importanceofcoarsenessandfiberlengthinpapermaking.TappiInternationalProcessandProductQualityConference,10/1988.pp.99-109.第32頁(yè)/共38頁(yè)ApparentSheetDensityPaavilainen,L.,Importanceofcoarsenessandfiberlengthinpapermaking.TappiInternationalProcessandProductQualityConference,10/1988.pp.99-109.第33頁(yè)/共38頁(yè)TensilestrengthPaavilainen,L.,Importanceofcrossdimensionalfiberpropertiesandcoarsenessforthecharacterizationofsoftwoodsulphatepulp.PaperijaPuuvol.75,5(1993),pp.343-351.第34頁(yè)/共38頁(yè)WetFiberFlexibilityPaavilainen,L.,Wetfiberflexibilityandcollapsibilityofsoftwoodpulpfibres.PaperijaPuu75(1993)9-10,pp.689-702.第35頁(yè)/共38頁(yè)Surma-Slusarska,B.,Surewitz,W.,Theeffectofchemicalcompositionandanatomicalstructureofwoodontheyieldandpropertiesofkraftpulps.

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