制漿造紙培訓(xùn)ppt課件

1、造紙制漿基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn),主要內(nèi)容,造紙纖維類型,纖維原料,木材纖維原料,非木材纖維原料,礦物纖維,化學(xué)合成纖維,動(dòng)物纖維,植物纖維,針葉木,闊葉木,裸子植物門松柏綱植物因葉多為針狀，故稱為針葉木。商業(yè)上稱為軟木。如：云杉、冷杉、馬尾松、落葉松、紅松、白松。,被子植物門的木本植物是闊葉的,故稱為闊葉材。商業(yè)上稱為硬木。如：楊木、樺木、楓木、桉木、櫸木、槭木、相思木等。,禾本科纖維原料,韌皮纖維原料,籽毛纖維原料,葉部纖維原料,針葉木,西部鐵杉 Tsugaheterophylla,葉部,針葉木,闊葉木,楊木,植物纖維,洞庭湖濕地出產(chǎn)的蘆葦（草類纖維）,竹子（竹類纖維）,棉花（種毛纖維）,木材纖維的性

2、質(zhì),木材的化學(xué)成分,植物纖維原料主成分包括纖維素、半纖維素和木素三種。次成分包括果膠、淀粉、丹寧、色素、樹脂、脂肪、蠟質(zhì)、灰分等。,一般來說，闊葉木紙漿比針葉木紙漿含有較多的半纖維素（28%-42%）和較少的木素（17%-25%）。闊葉木中的纖維素含量與針葉木的近似（40%-48%）。硫酸鹽法制漿后，針葉木和闊葉木紙漿的纖維素含量增加，而半纖維素、木素和抽提物的含量減少。,纖維素存在于一切植物的細(xì)胞壁內(nèi)，是植物纖維的主要成分，約占40-98，它是在制漿過程中應(yīng)極力設(shè)法保留的部分。 半纖維素是非纖維素的碳水化合物，半纖維素的結(jié)構(gòu)疏松無定形，易于吸水潤脹，易溶于稀堿液。半纖維素也是在制漿過程中應(yīng)該

3、極力保留的部分。 木素是由苯丙烷結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的芳香族的天然高分子化合物，不是單一的物質(zhì)，是這一類性質(zhì)相似物質(zhì)的總稱，是一種無定形結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，原料中含木素愈多，則制漿愈困難，因木素使纖維互相粘在一起。化學(xué)制漿就是用化學(xué)藥品使纖維原料中的木素溶出，使纖維互相分離成漿。,細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)組成,無定形半纖維素和木素位于微纖絲之間的空間,細(xì)胞壁由嵌在半纖維素和木素的無定形基質(zhì)中的纖維素微纖絲組成。,纖維素骨架中的最小結(jié)構(gòu)單元,葡萄糖基,纖維素分子鏈,微纖絲,纖絲,細(xì)胞壁,以纖維素的微纖絲狀態(tài)存在于細(xì)胞壁中，賦予細(xì)胞拉力強(qiáng)度。在細(xì)胞壁的各個(gè)層次按不同的方向排列，起到骨架物質(zhì)的作用。微纖絲的排列方向不但決定著木

4、材各向異性的特征，而且分出了細(xì)胞壁的各個(gè)壁層。,指半纖維素和其它碳水化合物。滲透于骨架物質(zhì)，增加細(xì)胞的剛性。,木素，遍布于細(xì)胞壁之中，使細(xì)胞獲得硬度。,木材纖維的性質(zhì)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu),細(xì)胞壁各層的理化結(jié)構(gòu),細(xì)胞類型,典型紙漿纖維的一些形態(tài)學(xué)性質(zhì),主要內(nèi)容,制漿造紙技術(shù),制漿,什么是制漿？ 將造紙?jiān)戏稚閱胃w維的過程叫制漿，獲得的產(chǎn)品稱為紙漿。 制漿目的： 溶出原料中的木素，使原料分離成單根的 纖維，增加纖維的比表面積（單位重量纖維 的表面積）。,制漿,制漿的基本要求： 在纖維盡量不受或少受損失的前提下，消耗較少的動(dòng)力，將植物纖維分離成單體纖維，使?jié){料具備一定的比表面積和交織性能，為纖維之間的重

5、新結(jié)合創(chuàng)造條件。 制漿的基本過程：,備料,制漿,洗滌,篩選,漂白,篩選,制漿前把粗長的木材、禾草切成小塊的料片并去除雜質(zhì)的操作,制漿方法,化學(xué)法制漿,化學(xué)法制漿原理： 用化學(xué)藥液蒸煮料片，在高溫下化學(xué)藥劑與料片中的木素反應(yīng)生成水溶物，使纖維分離分散成為漿料。 化學(xué)漿的特點(diǎn)： 這種方法制得的紙漿大致保留了纖維的天然長度，去除了大部分木素，能用來生產(chǎn)強(qiáng)度高、柔軟的高檔紙。 缺點(diǎn)：得率低，污染大。,機(jī)械法制漿,用物理方法將植物纖維原料分散成纖維，生產(chǎn)過程中不使用任何化學(xué)藥品。,原理：通過機(jī)械摩擦、剪切、撕裂、切割等作用將原料分散成纖維。 特點(diǎn)：得率高、無污染。因保留了所有成分（ 雜細(xì)胞、木素）及對(duì)纖

6、維的切斷，使得用這種漿生產(chǎn)的紙強(qiáng)度低、發(fā)脆，漂白后發(fā)黃等。,化學(xué)機(jī)械法制漿,先用溫和的化學(xué)法處理原料，然后磨解成漿。,特點(diǎn)：兩段制漿，包括化學(xué)預(yù)處理和機(jī)械后處理兩個(gè)階段。,化學(xué)預(yù)處理（浸漬）是用化學(xué)藥劑將原料的非纖維成分溶解掉，實(shí)現(xiàn)纖維的軟化，使纖維組織松弛，更適于磨漿。,生物法制漿,以微生物或其制品（酶）對(duì)木片進(jìn)行預(yù)處理，然后用機(jī)械法或化學(xué)機(jī)械法制漿。,生物處理的目的：有選擇性地分解（降解）原料中的木素，盡可能減少碳水化合物的損失。從而降低磨漿能耗，減輕廢水污染，提高制漿強(qiáng)度。,制漿纖維機(jī)械改性,又稱叩解，凡是漿料中的纖維受到剪切力的作用均稱為打漿。利用機(jī)械作用處理懸浮于水中的紙漿纖維，使其

7、具有適應(yīng)在造紙機(jī)上生產(chǎn)所要求的特性，并使所生產(chǎn)的紙張能達(dá)到預(yù)期質(zhì)量的操作過程。,打漿,打漿的目的和意義,打漿術(shù)語,1、打漿度也叫叩解度。表示紙漿濾水快慢的程度，衡量打漿情況的一個(gè)指標(biāo)。 2、纖維長度通常是指紙料中纖維的平均長度。 3、纖維濕重是間接表示纖維長度的一個(gè)指標(biāo)。使一定量的稀釋紙料通過框架，稱量掛在框架上的濕纖維重量即為纖維濕重。 4、纖維帚化率是指紙料中經(jīng)打漿后纖維受到分絲帚化的數(shù)目占總纖維數(shù)目的比率。 5、保水值指在一定條件下用高速離心機(jī)甩去紙料中的游離水而保留纖維內(nèi)的結(jié)合水，用以表示纖維潤脹和細(xì)纖維化的程度，從而間接的衡量纖維之間結(jié)合力的大小和預(yù)計(jì)到成紙的強(qiáng)度。用結(jié)合水量對(duì)絕干纖

8、維量表示，即： 保水值（ 甩干后濕漿重絕干重）/絕干重100,（一）打漿對(duì)纖維的作用,細(xì)胞壁的位移和變形 打漿的機(jī)械作用是次生壁中層的細(xì)纖維同心層發(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，為纖維的潤漲創(chuàng)造了有利條件，使纖維變得柔軟，對(duì)初生壁和次生壁外層的破除起到了重要的促進(jìn)作用。,初生壁和次生壁外層的破除 由于初生壁和次生壁外層木素含量較多，能透水而不能潤漲，并緊緊地束縛次生壁中層，使次生壁中層的細(xì)纖維得不到松散和潤漲。需要通過打漿的機(jī)械作用和纖維之間的相互摩擦將初生壁和次生壁外層破除，才能使次生壁中層充分的潤漲和細(xì)纖維化。 潤脹 難以潤脹的 P層和S1層被破除后，S2層便開始

9、潤脹，由于S2層的各向異性的結(jié)構(gòu)，因而有可能發(fā)生潤脹。潤脹的結(jié)果，有使纖維直徑增大的趨勢，并變得柔軟可塑。又因吸水潤脹，纖維的比容有所增加，使纖維細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)變得松弛，降低了細(xì)纖維之間的內(nèi)聚力，為打漿機(jī)械的進(jìn)一步細(xì)纖維化作用提供了基礎(chǔ)。潤脹與纖維中所含的親水性物質(zhì)（即半纖維素）有關(guān)。,橫向切斷 切斷纖維橫向發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。 纖維的切斷與潤脹有一定的關(guān)系。纖維吸水潤脹后具有良好的柔韌性，纖維就不容易被切斷。纖維潤脹不良而挺硬時(shí)，則容易切斷。纖維切斷后，斷口增加，有利于水分的滲入，又能促進(jìn)纖維的潤脹作用。 纖維切斷有利于纖維的分絲帚化和細(xì)纖維化。 長纖維經(jīng)適當(dāng)切斷后，可以提高紙張的勻度和平滑度，但

10、過度切短會(huì)降低紙張的強(qiáng)度，特別是撕裂度。所以應(yīng)根據(jù)紙種的要求和原料的特性 ，嚴(yán)格控制纖維切斷的程度。,細(xì)纖維化作用 是指纖維的縱向分裂和帚化作用。 縱向分裂從縱向?qū)⒗w維劈開。 帚化是指纖維兩端的分絲和起毛現(xiàn)象。,縱向分裂,帚化,（二）打漿對(duì)雜細(xì)胞的作用,雜細(xì)胞的特點(diǎn)：壁薄且呈粗粒狀，纖維素含量低而半纖維素含量高。 薄壁細(xì)胞易打爛；半纖維素含量高易潤脹；粗粒狀則刀片難以“抓”到，一旦抓到，即被打爛，因此雜細(xì)胞在打漿過程中主要是潤脹和打爛，而不能細(xì)纖維化。這也是草漿難打漿的原因。,纖維數(shù)量大，打漿過程中，各根纖維所受外力不同，受到摩擦、擠壓等力較大的纖維，其初生壁和次生壁外層的除去較易些，因而纖維

11、吸水潤脹和細(xì)纖維化較好；反之，有的纖維在破除初生壁和次生壁外層之前，就受到較強(qiáng)的剪切力作用，纖維受到橫間切斷的可能性就較大。因此，在打漿過程中往往出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：在打漿初期即有一小部分纖維吸水潤脹并產(chǎn)生細(xì)纖維化，而在打漿后期還有的纖維的初生壁和次生壁外層尚未破除。如果后一現(xiàn)象較多時(shí)，即說明打漿很不均勻。因而，在打漿過程中，應(yīng)盡量采取措施，保證打漿的均勻性。,打漿對(duì)纖維性能的影響,打漿度，纖維潤脹和細(xì)纖維化，比表面積，游離羥基，結(jié)合力不斷。 結(jié)合力起始上升快，說明潤脹和細(xì)纖化很快，中期上升漸慢，說明外表已暴露，結(jié)合面積增加速度越來越慢。后期，曲線逐漸平直，說明已高度細(xì)纖化，再進(jìn)一步提高結(jié)合面積已

12、很困難，結(jié)合力達(dá)到最高點(diǎn)。 纖維平均長度近乎直接下降，其斜率大小取決于打漿方式，如重落刀，纖維長度下降快。反之輕落刀，纖維切斷少，纖維平均長度下降慢。 結(jié)合力和纖維平均長度是影響其他指標(biāo)的主要因素。,打漿對(duì)纖維性能的影響,裂斷長 裂斷長是造紙生產(chǎn)中衡量紙頁的抗張強(qiáng)度指標(biāo)。主要受纖維間結(jié)合力和纖維平均長度的影響，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。 在打漿初期，主要影響紙張裂斷長的是纖維結(jié)合力；隨著打漿時(shí)間的延長，纖維結(jié)合力雖然也繼續(xù)有所提高，但是由于纖維平均長度的繼續(xù)下降，也會(huì)影響到裂斷長的變化。這種對(duì)比關(guān)系，自然就會(huì)使紙張

13、的裂斷長產(chǎn)生轉(zhuǎn)折點(diǎn)，而轉(zhuǎn)折現(xiàn)象產(chǎn)生的早晚則與打漿方式有密切的關(guān)系。此外，纖維本身的強(qiáng)度和在造紙機(jī)銅網(wǎng)上形成紙張的過程，也會(huì)在一定程度上直接影響紙張的裂斷長。,打漿對(duì)纖維性能的影響,耐折度 指在一定張力下所能承受的180 往復(fù)的折疊次數(shù)。主要影響因素：纖維的平均長度、纖維結(jié)合力、纖維在紙頁中的排列、纖維本身的強(qiáng)度和彈性等，最主要的是纖維平均長度。 撕裂度 表示紙張抗撕裂的能力。主要影響因素是纖維的平均長度，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。,緊度 主要影響因素：打漿度、制漿種類、半纖維素含量、網(wǎng)上脫水情況及壓榨和壓光的壓力等。制漿的打漿度越高，半纖維素含量越多，加壓越大，成

14、紙的緊度就越大。 不透明度 主要影響因素：纖維結(jié)合力。打漿度越高，不透明度越低。 伸長率和伸縮性 伸長率指紙張受到張力至斷裂時(shí)，伸長的百分率，伸縮性是表示紙張浸入水中或在不同濕度增濕或減濕時(shí)，尺寸的變化。伸長率和伸縮性都隨打漿度的提高而上升。主要影響因素：打漿方式、制漿種類、纖維素的含量、纖維本身的強(qiáng)度和彈性、纖維的長度和紙頁干燥時(shí)所受的張力大小等。 吸收性和透氣度 吸收性表示紙張吸收水或其他液體的能力，透氣度是鑒別紙層中間含有空隙的程度，也是檢查紙張防潮能力的指標(biāo)之一。吸收性、透氣度隨著打漿度的增加而降低，與結(jié)合力曲線相對(duì)稱。,打漿的基本矛盾,隨打漿度 ，纖維結(jié)合力 ，紙頁的緊度、收縮率 ，

15、紙頁的吸收性、透氣度 ，有利于提高紙頁的各種強(qiáng)度； 隨打漿度持續(xù) ，纖維的長度不斷變短，紙頁的各種強(qiáng)度指標(biāo) 。,影響纖維結(jié)合力的主要因素,纖維性質(zhì)對(duì)紙性能的影響（一）,纖維越短，越利于成型，纖維越細(xì)，勻度越好，長纖維易絮聚； 纖維長度和粗度均降低時(shí)，纖維有形成一個(gè)更加緊湊的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)趨勢； 抗張強(qiáng)度取決于纖維的長度和纖維的內(nèi)在強(qiáng)度當(dāng)纖維結(jié)合較弱時(shí)，抗張強(qiáng)度主要受纖維結(jié)合的控制，如果纖維結(jié)合程度大，抗張強(qiáng)度主要受纖維內(nèi)在強(qiáng)度的影響；抗張隨纖維長度增加而提高，但當(dāng)纖維長度達(dá)到一定程度時(shí)，抗張強(qiáng)度主要受纖維強(qiáng)度控制，不再受纖維長度的影響。,纖維性質(zhì)對(duì)紙性能的影響（二）,纖維越長，結(jié)合越好，耐破度越大；纖維粗度越大，松厚度增大，耐破度降低。 紙張撕裂度的變化基于纖維結(jié)合的變化，最初，隨結(jié)合程度 ，撕裂度 ，當(dāng)達(dá)到某一最大值后，隨結(jié)合程度進(jìn)一步 ，撕裂度 。 當(dāng)纖維較長，有足夠的結(jié)合時(shí)，撕裂度與纖維強(qiáng)度的平方成正比，如果纖維較短，結(jié)合較差，撕裂度對(duì)纖維強(qiáng)度的依賴性減弱。 耐折度隨著纖維長度和紙頁緊度的增加而