造纸原理与工程.doc

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1、纸浆造纸原理与工程考试整理资料湖北工业大学09轻化一班打浆原理：打浆对纤维的作用：1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，发生位移变形，使纤维之间的空隙增大，水分子容易渗入；2初生壁P和次生壁S1外层的破除，蒸煮和漂白后的纤维仍存在一定数量的P层和S1层，影响纤维润胀，需在打浆过程中破除，以利于纤维的润胀和细纤维化；3吸水润胀，经打浆破除P层和S1层后水分子大量渗入纤维素的无定形区，使纤维润胀加快；4细纤维化，纤维的细纤维化在吸水润胀后大量产生，细纤维化包括外部细纤维化和内

2、部细纤维化；5横向切断或变形，切断指纤维横向发生断裂现象，是由于受到打浆设备的剪切力和纤维之间的摩擦力；6产生纤维碎片。打浆任务：1利用物理方法，使纤维受到剪切力，改变纤维形态，使纸浆获得某些特征（机械强度、物理性能），保证抄造出来的产品取得预期质量要求；2通过打浆，控制纸料在网上的滤水性能，以适用纸机生产需要。打浆浓度对打浆效果有什么影响？1低浓打浆（10%以下）：主要靠刀片直接对纤维的冲击、剪切、压溃和摩擦，低浓打浆的均匀性较差，并产生较多切断，当浆料浓度低于10%，适当提高打浆浓度可减少纤维的切断

3、，促进纤维之间的挤压与揉搓作用，有利于纤维的分散、润张和细纤维化，适宜打黏状浆；2中浓打浆（10%-20%）：纤维之间产生了巨大的内部摩擦力，使纤维初生壁P和次生壁S1外层破除，纤维纵向撕裂，分丝帚化，纤维长度降低减少并获得良好的细纤维化作用，纤维的结合力和成纸强度大幅提升，纸页有较好的裂断长和伸长率，中浓打浆效率高，能耗低；3）高浓打浆（20%以上）：打浆过程中产生的摩擦热使得浆料软化，有利于浆料的离解，打浆过程中打浆度上升较慢，浆料的滤水性能好，成浆的撕裂度较高，但对长纤维来说，高浓打浆过程中纤维不

4、能受到足够的切断，成浆容易絮聚打浆对纸页的不同性质有什么不同影响？结合力：上升；裂断长：先上升（打浆度在70°SR（木浆）50°SR（草浆）达到最高）后下降；耐破度；50°SR左右达到最高，之后下降；耐折度：先上升后下降撕裂度：先上升后下降；紧度：上升；不透明度：降低；伸长率和伸缩性：上升；吸收性和透气度：下降；脆性：先下降后上升。干强湿强的种类：干强剂有淀粉及各种变性淀粉、聚丙烯酰胺、聚酰胺、羟乙基皂荚豆胶、聚丙烯酰胺接枝淀粉等；湿强剂有三聚氰胺甲醛树脂、双醛淀粉、聚乙烯亚胺、聚酰胺多环氧氯丙烷等。湿

5、强剂的种类与性质：分类：（通常为两大类）①甲醛树脂类（为酸熟化热固性湿强树脂）②聚酰胺多胺-表氯醇树脂（为碱熟化热固性湿强树脂）湿强剂一般应具备的基本特性：①能增加纸强度，保护纤维间的结合，防止润胀破坏；②阳离子，能与带负电荷的纤维相互吸引而留着；③水溶性的或在水中能够分散的；④必须能形成化学网络结构（一般经热固化）；⑤生产原料较廉价。聚酰胺多胺-表氯醇树脂（PAE）：PAE是非甲醛类聚合物，水溶性，无毒无味；PAE合成时仅发生部分交联，仍含有较充分的活性基；叔胺和季胺功能基具有阳离子性，在中碱性下能吸

6、附到带负电荷的纤维上；干燥时才发生缩合，其交联导致的树脂熟化延续至下机后7～10天，湿强度才达到最大值；PAE的质量分数通常为10～20％，pH值3～4（较稳定）；使用时的最有效pH值范围：6～8；加入点：打浆后浆内施加，注意避开阴离子助剂加入点；用量：一般为0.05％～1.0％能提高细小纤维和填料的留着率。三聚氰胺甲醛树脂（MF）：由三聚氰胺与甲醛缩聚、交联而成。用盐酸处理时，能高度阳离子化。MF通常在中性或弱碱性介质中聚合，水溶液形式的MF的通常树脂质量分数为50％，使用前需在树脂中加一定量的盐酸使

7、之溶解成5～10％的浓度，并放置老化至出现蓝色霞雾状现象时，说明MF溶液已具有阳电荷，可充分稀释并能迅速被纤维所吸附、结合。适用于浆内增强，湿强度可高达干强度的50％，一般用量：1％～3％，MF热固化效率较高，能取得永久性湿强度。脲醛树脂（UF）：由尿素CO(NH2)2与甲醛CH2O缩聚而成。UF为非离子型溶液，不能被纤维吸附，多用于表面施加。用量：1.5％～2.0％增湿强效果不太显著，为半永久性的湿强度。有甲醛析出造成环境污染。湿强剂增湿强作用机理：1.强化现有的纤维之间的结合。2.保护现有的纤维结合

8、以免受水影响，湿强树脂的部分高分子聚合物沉积于纤维之间与纤维构成网状结构的无定形交织，限制了纤维的活动。3.形成对水不敏感的共价化学键，湿强剂加入纸浆后能渗透至纤维的表面和内部，再缩聚成高分子化合物。4.形成缠结纤维的聚合物网络。增干强剂增强作用机理：一般认为决定纸张干强度的主要因素有：纤维本身的强度；纤维之间的结合强度；纤维间结合的表面积和结合键的分布均匀程度。增干强剂能增加纸页的干强度主要是：干强剂中的羟基、胺基能参与纤维素分子的氢键结