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髙得率浆细小纤维柔顺性的评价

发布日期:2015-06-07 11:00:59
一般来说纸浆的纤维愈柔顺,其柔顺性系数相应愈小。图3-1到图3-4可以看出,用 直线来连接这些数据点的话,浆料中存在的细小纤维对应的数据点会对直线的走向产生 较大影响,这种情况下,所有直线的走向将会上扬。也就是说直线的斜率将会增大,作 图法表征纤维柔顺性的关键就是用三条曲线的斜率平均值来表示纤维柔顺性系数,当曲 线中任意一条斜率变大则会直接使得纤维的柔顺性系数变大,此时纤维的柔顺性则会变 差。纤维的柔软度是指纤维在单位负荷下单位长度的挠曲,它是纸页结构的要素,在 打浆过程中纤维的内部帚化提高了纤维的柔软度,这是由于纤维细胞壁间的粘结破裂, 特别是次生壁层与层的相互粘结断裂。
图3-5是杨木BCTMP打浆度45 〇SR时各纤维组分数均理论长度对筛分理论长度关系曲 线与原浆曲线的对比,从图中曲线的位置可以看出,原浆的三条曲线都在打浆后曲线的 上方,也就是说打浆可以提高纤维的柔顺性,这是在排除了细小纤维数据点的干扰后得 出的,以图中两种浆样的最大理论长度曲线为例,打浆后细小纤维组分的数据点比未打 浆时的要偏下,此时该点产生的曲线斜率会升高,带动整个柔顺系数的增大。这可以从 原浆中细小纤维和打浆后细小纤维的形态来解释,打浆使得长纤维细胞壁的S1层产生剥
0.511.5
筛分理论长度
2.5
离,脱落的纤维碎片通常以薄片细小纤维为主,这种类型的细小纤维往往较纤丝细小纤 维要挺硬。
图3-7针叶木BCTMP原浆动态柔顺性曲线图
图3-10针叶木BCTMP45 ° SR和针叶木BCTMP45 ° SR静态柔顺性曲线比较
图3-6到图3-9是针叶木BCTMP浆的静态和动态纤维柔顺性曲线,从图中可以看出 不同组分中细小纤维对柔顺性的影响和杨木浆大致相同,有一点区别就是图中第一个数 据点和第二个数据点之间的线段斜率要比杨木浆中平缓的多,结合图3-10,杨木BCTMP 衆的三条曲线均在针叶木纤维组分的下方,说明杨木浆的柔顺性更好一些,但杨木浆中 细小纤维组分的影响更为严重。这和两种纤维的自身结构和化学成分不同有关。
3.4.5细小纤维比表面积分析
纤维的比表面积是纤维的一项重要性质,它对造纸湿部和成纸的性质有一定的影 响,纤维的比表面积越大,越容易吸附浆料中的其他组分,影响网部的滤水速度和成纸 的强度高等。表3-7中随着纤维组分长度的减小,其比表面积逐渐增大,杨木BCTMP(打 浆度45°SR)和针叶木BCTMP(打浆度45°SR)的细小纤维的比表面积分别高达97.28, 92.42比长纤维高出十几倍,这对浆料的化学物理性质的影响是显而易见的,从浆种上 进行比较,表中数据表明,杨木BCTMP各组分都比同类针叶木BCTMP要高。从另一
个侧面反映出杨木浆种细小组分的含量是比较高的。纤维的比表面积高,纤维游离出来 的羟基更多,有利于纤维表面的吸水性,在抄纸干燥过程中可以在相邻纤维之间产生更 多的氢键,提高纸页强度。但是,细小纤维含量过高则会使得长纤维间交织受到影响。
细小纤维高的比表面积决定了其较强的吸附能力,这也正是我们研究细小纤维影响 高得率浆染色特性的原因
表3-7各组分比表面积
各组分比表面积
浆种+2828—4848—100100-200-200
杨木BCTMP
原浆3.225.7510.0213.24 .17.51
杨木BCTMP7.4111.1421.2536.5697.28
(打浆度55 °SR)
针叶木 BCTMP原浆2.574.308.1612.0316.07
针叶木5.639.2219.8733.1392.42
BCTMP(打浆 度 55°SR)
通过试验得出浆料中细小纤维的含量随着打浆度的升高而增大。对于杨木BCTMP 浆当打浆度达到55 °SR时,细小纤维含量可大30%左右。与杨木浆相比针叶木BCTMP 浆料中占主导地位的纤维组分是长纤维组分,其次才是细小纤维组分,但两者在量上来 说相差较大,其他组分含量均较低,这和杨木浆对比明显,因此在抄纸过程中混添高得 率浆时,首先应衡量的是杨木浆的比例,它对成纸性质会造成更大的影响。
通过FQA纤维质量分析仪对不同组分纤维的检测得出,杨木BCTMP原浆中细小 纤维的扭结指数为1.13平均卷曲指数为0.077, 55 °SR是为1.76和0.093分别是同种情 况下各组分中最高,针叶木浆的这两个参数比杨木浆高,杨木BCTMP原浆细小纤维比 表面积为长纤维的5倍左右,55 °SR时为13倍左右,针叶木BCTMP分别为6倍左右 和16倍左右。
将料中细小纤维的存在对浆料柔顺性评价产生重要影响,细小纤维由于数均长度和 重均长度明显的降低,使得浆料柔顺性变差。杨木BCTMP浆中细小纤维对柔顺性的影 响比针叶木BCTMP浆更为严重。