打漿造紙試驗及其檢測第四章造紙試驗及其檢測

第四章打漿造紙試驗及其檢測第一節(jié)打漿試驗及其檢測試驗的目的和要求：1.必須掌握打漿工藝條件制定及工藝計算2.必須掌握紙漿打漿度和濕重的測定原理和方法3.初步掌握打漿操作過程4.了解實驗室常用打漿設(shè)備的打漿原理及結(jié)構(gòu)性能5.了解打漿過程中纖維形態(tài)和各項物理性能指標的變化一.實驗室常用的打漿設(shè)備及其操作實驗室用的打漿設(shè)備有很多種，最常用的有：瓦利打漿機（Valley）、PFI磨(PFImill)、φ300高濃盤磨機、單球磨和六罐磨等。我院實驗室有前三種。實驗室常用的打漿設(shè)備，其作用原理，都是基于在水介質(zhì)中對紙漿進行機械處理，使纖維經(jīng)受機械力的作用而產(chǎn)生切斷、壓潰、潤脹和細纖維化等變化，從而使紙漿滿足成紙的要求。（一）瓦利（Valley）打漿機打漿

（參見QB/T-3703-1999）1.設(shè)備及工作原理（1）設(shè)備結(jié)構(gòu)：由漿槽、底刀床、加壓機構(gòu)和放料塞等部分組成。見圖4－1。

（2）工作原理：一定濃度的漿料在打漿機內(nèi)進行機械處理，使纖維在旋轉(zhuǎn)的飛刀和固定的底刀間經(jīng)受不同的作用而被疏解、切斷、潤脹、壓潰和細纖維化等作用，從而使?jié){料具有一些特定的性能。（3）主要技術(shù)規(guī)格

打漿機有效容積為:23升；飛刀輥規(guī)格：φ168mm×152mm，上面鑲有32把不銹鋼刀片，刀片規(guī)格為:152mm×33mm×4.7mm;底刀規(guī)格：159mm×16mm×3.2mm，有7把不銹鋼刀片。杠桿比為：1.94∶12.打漿操作步驟（1）漿料的準備：根據(jù)漿料的水分含量和打漿濃度，計算出相當于360±5g（或460±5）g絕干漿的漿樣和用水量。如系干漿板或風干漿，在加入打漿機前，需用5升水浸泡4小時以上，然后撕成25×25mm的小漿片。濕漿無需用水浸泡。（2）漿料疏解①裝料前，先在打漿機漿槽中加入18升溫度20±5℃的水。然后啟動打漿機，將漿料慢慢加入機內(nèi)，時間控制在3~5min。裝完料，補沖水至漿料和水的總體積為23.0±0.2升，以使打漿濃度約為1.57%（或2％）。調(diào)節(jié)漿料溫度在20±5℃，然后進行疏解，至無小漿快為止。測打漿度時取漿量：2÷1.57％＝127.39mL或2÷2％＝100mL（包括抄漿片也取100mL）②在疏解過程中，應(yīng)將底刀杠桿臂上下移動1~2次，使掛在飛刀背后和鄰近擋板上的漿落來。疏解操作一般控制在30min以內(nèi)。

疏解結(jié)束，取樣測定打漿濃度和原漿的打漿度、濕重，并用顯微鏡觀察纖維形態(tài)。若有必要，可同時取樣抄紙測定原漿的物理強度。（3）打漿①打漿條件打漿濃度：2%；絕干漿：300~460g；最終打漿度：40~450SR杠桿臂負荷：54±1N(對木漿)或29.4±1N（對草漿）。飛刀輥轉(zhuǎn)數(shù)：498±12r/min②取樣：從打漿開始，每隔10~15min取樣一次測定打漿度和濕重。并觀察纖維維形態(tài)的變變化。同時時取樣抄紙紙，測定紙漿的物物理強度，，以研究打打漿過程中中紙漿性能的變化情情況。物理理強度的變變化規(guī)律應(yīng)應(yīng)是：先隨打漿度的的升高而逐逐步升高，，升到一定定高度后再逐漸下降降。打漿結(jié)束，，取下重鉈鉈，把紙漿漿用150目的尼龍袋收集起起來備用，，然后用水水徹底清洗洗打漿機。。（二）PFI磨打漿漿（參見GB/T1463-1992）1.設(shè)備及及工作原理理（1）設(shè)備備結(jié)構(gòu)由打漿輥、、打漿室和和加壓裝置置三部分組成成。打漿輥直徑為200mm，輥上有33把刀片片，刀片長長50mm，，寬5mm，刀片槽槽間深度為30mm,刀刀片平行于于打漿輥軸線成成輻射方向向排列。打打漿輥由1KW電機帶動，順順時針運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，空載時時額定轉(zhuǎn)速速為1460±±30r/min。。打漿室內(nèi)徑為250mm，，由400W電機帶帶動，空載時轉(zhuǎn)速速控制在710±10r/min，以以使打漿室室和打漿輥間間的圓周速速度差值為為6.0±±0.3m/s.加壓裝置由重鉈和杠杠桿系統(tǒng)組組成。打漿壓力由由重鉈通過過杠桿使打打漿輥移向向打漿室的的內(nèi)壁而產(chǎn)產(chǎn)生的。打打漿時，打漿輥和打打漿室分別別在垂直軸軸上沿相同同方向轉(zhuǎn)動動。（2）PFI磨工作作原理基于以相同同方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的打漿輥輥和打漿室室之間的圓周速速度差，使使?jié){料在打打漿輥和打打漿室間隙中受到機機械作用而而達到打漿漿目的。2.打漿操操作步驟（1）漿料料準備：稱取相當于于30±0.5g絕絕干漿的漿漿料，用水水充分濕潤，，浸泡時間間長短視紙紙漿種類和和干度而定。若為漿漿板或風干干漿，則在在室溫下用用0.5L水將其浸泡4h以上，，并將浸泡泡過的紙漿漿撕成約25mm××25mm的小漿塊塊。濕漿不不用浸泡。。（2）漿料料解離：漿料在PFI磨打漿漿之前，通通常需經(jīng)解解離，使交交織的纖維維或纖維束束通過機械械疏解作用用解離成單根纖纖維，時間間5min。但仍保保持纖維的的固有狀況。解解離機或疏疏解機的結(jié)結(jié)構(gòu)見教材材P133（3）漿料料濃縮：漿料解離后后，用布袋袋進行濃縮縮，（或用用布氏漏斗進進行濃縮，，內(nèi)放濾紙紙或100目的濾網(wǎng)網(wǎng)，用抽濾瓶瓶抽濾脫水水濃度大于于10%，，為避免纖維流失，，可將濾液液重復(fù)過濾濾一次，必必要時可過濾數(shù)次。。）稱量濃濃縮后之漿漿料，并加水稀釋至總重為300±5g，相當當于10%的濃度。。（4）打漿漿①打漿條件件：打漿壓力木木材原料：：3.33±0.1N/mm刀片長長度非木材原料料：1.77N/mm刀片片長度打漿濃度：：5%~25%，最最佳濃度為為：10%刀間距：0.2mm打漿輥轉(zhuǎn)速速：根據(jù)最最終打漿度度確定（計速器與與打漿輥轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速比=1∶10））木漿最終打打漿度可控控制在：45~500SR②打漿操作作：調(diào)節(jié)打漿元元件和漿料料溫度在20±5℃℃，將濃度度10%的的漿料放入入打漿室內(nèi)內(nèi)，盡量使使?jié){料均勻勻分布在內(nèi)內(nèi)壁周圍，，注意不要要使?jié){料留留在打漿室室底部和打打漿輥橫斷斷面相對應(yīng)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)內(nèi)。然后將將打漿輥放放入打漿室室內(nèi)，并蓋蓋好蓋。首先啟動打打漿室，使使?jié){料甩到到內(nèi)壁上，，然后再開動打打漿輥，待待兩個打漿漿元件達到到滿速旋轉(zhuǎn)時，施加加打漿壓力力，并同時時開動轉(zhuǎn)速速計數(shù)器。。當轉(zhuǎn)速達到到要求時，，先解除打打漿壓力，，停止打漿。再關(guān)閉閉電機，待待打漿室和和打漿輥停停止后，打開蓋子，，提起打漿漿輥。把漿料移至至容器不少少于2升的的量筒內(nèi)，，用水沖洗漿室室內(nèi)壁，洗洗滌水一并并倒入量筒筒中，稀釋至總體積積為2000±±25mL。然后移入標標準纖維解解離器中，，于轉(zhuǎn)數(shù)10000轉(zhuǎn)下，使紙漿漿懸浮液充充分解離后后，取漿料料測定打漿度、濕重重和保水值值，并用顯顯微鏡觀察察纖維形態(tài)。其余漿漿料用于抄抄紙，并測測定物理強強度。標準纖維解解離器主要要有圓筒容容器，螺旋旋槳和記錄轉(zhuǎn)速速的計數(shù)器器組成，主主要起疏解解作用。俗話說紙成成于打漿，，所以打漿漿對紙張質(zhì)質(zhì)量有很重重要的影響響。打漿能能提高紙張張的抗張強強度，耐破破度和耐折折度等物理理強度。同同一種漿料料。由于打打漿方式不不同，可以以生產(chǎn)出不不同物理性性質(zhì)的紙張張。在打漿漿過程中為為了掌握漿漿料中纖維維的變化情情況，保證證打漿質(zhì)量量，必須及及時對漿料料進行各項項質(zhì)量指標標的檢查。。打漿工段段的檢測項目主主要有漿料料濃度、打打漿度，保保水值、纖纖維平均長長度和纖維維濕重等。。二.打漿過過程的檢測測（一）紙漿漿濃度的測測定紙漿濃度的的測定是造造紙廠生產(chǎn)產(chǎn)檢查中很很重要和最常用的的一個項目目，測定結(jié)結(jié)果準確與與否對生產(chǎn)影響較大大。例如：：在漂白、、打漿、測測硬度前及網(wǎng)前箱中中均要測紙紙漿濃度。。測濃度的的方法也有好幾種，，有干燥法法、真空抽抽濾法、離離心脫水法和手擰法法等。（二）紙漿漿濾水性能能的測定紙漿濾水性性能的測定定，通常用用肖伯氏打打漿度儀和加拿拿大標準游游離度儀測測定。我國國習(xí)慣于前者。兩種儀器的的工作原理理相同，但但測定時所所取漿量不同同，測定結(jié)結(jié)果的表示示方法也不不同。下面介紹肖伯伯氏打漿度度儀的測定定：1.肖伯氏氏打漿度的的測定（參參見GB/T3332-1982）打漿度是指指漿料經(jīng)過過打漿以后后，纖維受受切斷、潤張、、分絲和帚帚化的程度度，它是衡衡量水中漿料懸浮液液濾水性能能的一個重重要指標。。抄造的紙張不同，，要求的打打漿度也不不同，它與與紙張的物理性能有有密切的關(guān)關(guān)系。打漿漿度的單位位以0SR表示，讀作作度。（1）儀器器結(jié)構(gòu)肖伯氏打漿漿度儀主要要有:濾水圓筒、、錐形蓋和和分離室三部分組成成。見教材P136圖4—5。。濾水圓筒1：其上部部為一內(nèi)徑徑137mm的圓筒，下部為為450的錐形體。。錐形體下下部安裝一一個80目的銅銅網(wǎng)2，濾濾水圓筒是是活動的，，可以從儀儀器中取下。。濾水圓筒筒內(nèi)有密封封錐形蓋3，外徑為為120mm，錐面與與垂線成550角，錐形蓋蓋上部與手輪4聯(lián)結(jié)結(jié)，目的是是為了提升升，提升應(yīng)應(yīng)以100±10mm/s的速度度恒速進行行。轉(zhuǎn)動手輪可可使錐形蓋蓋下降與濾濾水圓筒密密封。濾水筒下部有有一個漏斗斗形錐體狀狀的分離室室6，分離室上部有有一個平衡衡空氣壓力力的通氣管管，下部裝有一個斜斜管8和一一個直管9，斜管直直徑為16mm，，直管直徑徑為2.32mm，，其大小應(yīng)應(yīng)能滿足1000mL、溫度度20±0.5℃℃的蒸餾水水在149±1S內(nèi)排完。。分離室內(nèi)裝裝有一個活活動的傘形形架10，，用以分布布從銅網(wǎng)上濾濾下來的水水，以防水水濺入斜管管內(nèi)。2.工作原原理打漿度儀是是根據(jù)打漿漿程度不同同漿料的濾濾水速度不同的的道理而設(shè)設(shè)計的，在在將含有2g絕干漿漿的懸浮液1000mL倒入濾濾水圓筒時時，纖維即即在濾網(wǎng)上形成成濾層，水水通過濾層層進入分離離室，隨之從兩個排排水管流出出。打漿時時間短，漿漿料濾水快，從斜管管流出的水水量就多，，反之，打打漿時間長，濾水水慢，從斜斜管流出的的水量就少少。通過從斜管流出出的濾液的的多少，來來衡量打漿漿度的高低。從斜管管流出的水水越多，打打漿度越低低，從斜管流出的水水越少，打打漿度越高高。用特制量筒筒收集從斜斜管流出的的濾液，即即可直接讀出紙紙漿的打漿漿度值。計算式為：：打漿度＝（（1000－斜管流流出的水量mL）/100SR（3）打漿漿度儀的調(diào)調(diào)試及校準準①檢查是否否漏水：調(diào)整儀器所所帶水平儀儀，使銅網(wǎng)網(wǎng)保持水平平。將錐形蓋于于關(guān)閉位置置，將水倒倒入濾水筒筒內(nèi)，檢查密封錐形形蓋是否漏漏水，完好好狀態(tài)應(yīng)不不漏水。②儀器清理理程度的檢檢查：用20±0.5℃的的蒸餾水1000mL進行空空白測試。如果果測定結(jié)果果超過40SR，說明明有纖維或雜物附于于儀器內(nèi)部部，這時必必須用丙酮酮和軟毛刷清洗，并并用清水洗洗凈。如果果銅網(wǎng)不合合格應(yīng)更換。③斜管位置置的校正用手指堵住住直流管下下口，將20±0.5℃的蒸蒸餾水100mL倒入入分離室中中，待過量量的水從斜斜管完全流出后后，放開直直流管口，，用一量筒筒收集從直流管流出出的水量，，體積應(yīng)在在7.5～～8.0mL之間，否則應(yīng)校校正斜管流流出位置。。（4）測定定步驟①取相當于于2g絕干干漿的漿樣樣，倒入測測定量筒內(nèi)，加清水水（為準確確，可加蒸蒸餾水或離離子交換水）約300mL，用分散散器（或玻玻璃棒）將將漿料充分打打散后，再再用清水（或蒸餾水或或離子交換換水）稀釋釋至1000mL，，用玻璃棒攪攪勻，待測測的懸浮液液中不能有有氣泡存在，并控制制溫度在20±1℃℃，或用用20±1℃的清水測量。。②沿逆時針針方向轉(zhuǎn)動動手輪，置置錐形蓋于于關(guān)閉位置。隨之倒倒?jié){樣于濾濾水筒中。。③靜止5秒秒鐘后，啟啟動手輪，，提起錐形形蓋，水通通過濾網(wǎng)進入入分離室，，分別從直直流管和斜斜流管流出。④待斜流管管停止滴水水后，即可可從專用量量筒上讀出打漿度度值。每一種漿料料應(yīng)做兩次次測定，取取其算術(shù)平平均值作為測定定結(jié)果。兩兩次測定值值的相對誤誤差不得超過4％。。（5）測定定打?qū)⒍鹊牡挠绊懸蛩厮卮驖{度的測測定結(jié)果受受溫度和濃濃度的影響響，溫度上升，，濾水速度度加快，打打漿度下降降，成反比關(guān)系；濃濃度提高，，濾水速度度下降，打打漿度上升，即濃度度與打漿度度成正比。。因此，測定定時必須嚴格控制制條件。測測定溫度要要求在20±1℃℃。上述條件在在實驗室尚尚能做到，，但在生產(chǎn)產(chǎn)上，如果沒有濃濃度自動控控制，打漿漿濃度往往往發(fā)生波動，如果紙紙漿濃度測測不準，就就不能保證證每次取樣2g絕干干漿，因此此測出的打打漿度就產(chǎn)產(chǎn)生了誤差差。（三）紙漿漿纖維濕重重的測定在打漿過程程中，除了了控制打漿漿度外，還還要控制纖維長度度，因為纖纖維的長短短對紙漿的的強度有很大的影響響。大家知知道，打漿漿方式可分分為游離打漿和粘狀狀打漿，兩兩種打漿方方式所得紙紙漿的強度是不一樣樣的，因此此，只測打打漿度不測測纖維長度，不能確確切反映紙紙漿強度的的高低。纖纖維長度的測定，，在過去去通常采采用顯微微鏡觀察察法，每每次測定不得得少于200根根纖維，，取平均均值作為為纖維的平均長長度。此此法由于于手續(xù)麻麻煩，需需要時間間較長，不能能及時指指導(dǎo)生產(chǎn)產(chǎn)，我國國紙廠大大都采用測定纖維濕濕重的方方法來間間接反映映纖維的的長短程程度。纖維的的濕重常常采用框框架法測測定，即即在肖伯伯氏打漿度儀儀進行打打漿度測測定時，，在儀器器的錐形形蓋上，附加加一個金金屬框架架，在測測打漿度度的同時時，測定掛在在框架上上的濕纖纖維的質(zhì)質(zhì)量，即即為濕重重。1.儀器器結(jié)構(gòu)框架的形形狀如圖圖4－10所示示。骨架架是由截截面積2mm2的銅線制制成，呈呈直徑為為125mm的的弧形?？蚣芗艿囊贿呥呌猩斓降街行牡牡娜笨?，，以便放放在肖伯氏打打漿度儀儀的錐形形蓋的軸軸上?？蚩蚣苌瞎补灿?5根肋肋條，每每根寬0.3mm，高高2mm，肋間間距5mm?？蚩蚣苓吘壘壴O(shè)有四四根長20mm支腿，，用于支支撐框架于于打漿度度儀的錐錐形蓋上上。在框框架中央央有一個活動動的半圓圓環(huán)，便便于取放放。2.測定定步驟將框架置置于肖伯伯氏打漿漿度儀的的錐形蓋蓋上，然后按通通常打漿漿度的測測定程序序進行測測定，由由于框架附架架在錐形形蓋上，，因此，，當升起起錐形蓋蓋時，一些纖纖維便掛掛在框架架的肋條條上。靜止2min，取下框架架，稱量量框架增增加的質(zhì)質(zhì)量，即即得纖維維之濕重。顯然，纖纖維越長長，框架架上附掛掛的纖維維越多濕重越大大。因此此，用濕重可可間接地地表示纖纖維的平均長度度和打漿漿時漿料料纖維被被切斷的的程度。框架法測測定纖維維的長度度僅是近近似方法法，因為為框架上附附掛的纖纖維多少少除了與與纖