造纸实验及其检测剖析

《造纸实验及其检测剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《造纸实验及其检测剖析（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、造纸实验及其检测 庞志强 zhiqiang8505 主要内容 第一节 打浆试验及其检测 第二节 造纸辅料的检测（不集中学习） 第三节 纸页的抄造实验 第一节 打浆试验及其检测 一、实验室常用的打浆设备及其操作 二、打浆过程中的检测 打浆定义及目的： 打浆过程纤维形态的变化 打浆的影响因素：浓度、比压、时间、强度、刀间距离、刀的特 性、温度、pH值、浆料特性。 打浆设备： 打浆 打浆：经过打浆机的机械处理，赋予纸浆抄造性能和成纸性能， 以达到成纸的性能要求。 实验室打浆设备：模拟生产上使用的打浆机的工作状况而设计 的。 打浆精度高，再现性好。 评价纸浆质量、制定打浆工艺和研究打浆理论的重要手段。

2、 通过打浆试验，了解打浆过程中纤维形态和各项物理性能指标的 变化规律，据此可确定最佳打浆工艺和打浆条件，以指导生产， 同时对打浆理论有更深入的认识。 一、实验室常用的打浆设备及其 操作 作用原理：在水介质中对纸浆进行机械处理，使纤维经受机械力 的作用而产生切断、压溃、润胀和细纤维化等变化，从而使纸浆 满足成纸的要求。 作用力：纤维与纤维之间或纤维与打浆元件之间的摩擦力、剪切 力、揉搓和梳理作用。 打浆设备 单球磨（Lampen mill）:作用较缓和，成浆较均匀，操作麻烦，效 率低，打浆情况与工厂实际情况相差较大，国际上采用者较少。 六罐磨（Jokro mill）：切断作用较小，不适于处理长纤

3、维浆料， 德国实验室采用较多，ISO标准设备。 瓦力打浆机（Valley beater）：对纤维切断作用相对较大，更适于 处理木浆。能够根据打浆要求调节打浆比压，灵活性较大。ISO 标准设备 PFI磨（PFI）：切断作用较小，打浆浓度高，打浆比压可控制， 适用范围广。ISO标准设备 浓度、打浆压力、浆用量等参数比较。 （一）瓦力（Valley）打浆机打 浆 1.设备及工作原理 （1）设备结构：浆槽、中墙、山形部、飞刀辊、底刀床、加压机 构和放料塞。 （2）主要技术规格 打浆有效容积：23 L。 飞刀辊：金属圆筒，规格：168mm152mm（镶刀后辊子直径 190-194 mm）；刀数：32把；

4、飞刀规格：152 mm长33 mm深 4.7 mm宽；飞刀材料：不锈钢，布氏硬度350-400 HB；转速： 49812 r/min。与电机通过皮带相连，打浆的动力来源，驱动浆料 在浆槽内往复流动。 底刀：位于飞刀辊下部，规格159 mm长16 mm宽3.2 mm深；刀 数：7把；材料：不锈钢，布氏硬度325-375 HB。 杠杆比：1.94:1，杠杆与底刀相连，调节打浆比压。 加压方式：通过杠杆端的荷重使底刀压向飞刀辊而使浆料受到压 力。 打浆区域：飞刀辊与底刀的间隙。 （3）工作原理 一定浓度的浆料在打浆机内进行机械处理，使纤维在飞刀和底刀 间经受不同的作用而被疏解、切断、压溃和细纤维化等

5、作用，从 而使浆料具有一些特定的性能。 2.操作步骤 （1）浆料的准备 根据浆料的水分含量和打浆浓度，计算出相当于3605g绝干浆的 浆样和用水量，充分润湿。 干浆板或风干浆：5 L水浸泡4 h以上，然后撕成25 mm25 mm的 小浆片。 湿浆无需用水浸泡。 （2）浆料疏解 清洗打浆机，检查打浆机（漏水、喷浆等情况） 装料前，先在打浆机槽中加入18 L温度205的水。 启动打浆机，浆料慢慢加入机内（时间控制在35 min）。装完料 ，补加水至浆料和水的总体积为230.2 L（打浆浓度约为1.57%， w/v）。然后进行疏解，纤维充分分散，至无小浆块为止（30 min 以内）。 在疏解过程中，

6、将底刀杠杆臂上下移动1-2次，使挂着飞刀背后和 邻近挡板上的浆落下来。 疏解结束，取样测得打浆浓度、打浆度、湿重和保水值，用显微 镜观察纤维形态。 抄纸测定原浆的物理强度。 温度较高的地区，打浆温度可采用255，需在报告中注明。 难以解离的浆料可适当延长疏解时间。 （3）打浆 A. 打浆条件 杠杆臂负荷：541 N（木浆）， 29.41.0 N（草浆） 飞刀辊转数：49812 r/min。 B. 取样：检测打浆过程 每隔一定时间取样：测打浆度、湿重和保水值，观察纤维形态变 化；抄纸，测定物理强度，研究打浆过程中纸浆性能的变化。 取样时间 未漂碱法针叶木浆： 5、15、30、60、90 min

7、漂白碱法针叶木浆：5、15、30、45、60 min 未漂和漂白的亚硫酸盐浆、碱法阔叶木浆、草浆：5、10、15、20 、30 min 打浆结束，取下重铊，彻底清洗打浆机。 使用树脂溶剂清洗注意保护橡皮隔膜（针叶木浆）。 （二）PFI磨打浆 QB/T 1463-1992，原轻工部标准，推荐性行业标准。 1.设备及工作原理 （1）设备结构：打浆辊、打浆室、加压机构。 打浆辊：金属圆筒状，直径200 mm，33把刀片，刀片长50 mm， 宽5 mm，槽间深度30 mm，刀片平行于打浆辊轴线成辐射方向排 列。1kW电机带动，顺时针运转，额定转速146030 r/min。通过 手轮或空压机，可上下提升

8、，以取放浆料。 打浆室：圆筒容器，浆料置于圆筒壁上，内径250 mm，400 W电 机带动，转速71010 r/min，打浆室和打浆辊间的圆周速度差值为 6.00.3 m/s，通过速度差实现对浆料进行机械处理。 加压装置：重铊和杠杆系统。 打浆压力：由重铊通过杠杆使打浆辊移向打浆室的内壁产生的。 打浆时，打浆辊和打浆时分别在垂直轴上沿相同方向转动。 准备状态：同心 工作状态：偏心 （2）工作原理 基于以相同方向旋转的打浆辊和打浆室之间的圆周速度差，使浆 料在打浆辊和打浆室间隙中受到机械作用而达到打浆的目的。 2.操作步骤 （1）浆料准备 测量试样的水分含量，取相当于300.5 g的绝干浆的浆样

9、，用水充 分润湿。 桨板或风干浆：室温下用0.5 L水浸泡4 h以上，并撕成25 mm 25 mm的小块。 湿浆不必浸泡。 （2）浆料解离 解离：使交织粘结的纤维或纤维束通过机械疏解作用解离成单根 纤维，但仍保持纤维的固有状况，纤维结构性质不至于发生显著 的变化。 标准纤维解离器。 （3）浆料浓缩 布氏漏斗（抽滤瓶收滤液）或浆袋（烧杯收滤液）脱水至浓度 20%左右。 为避免细小纤维损失，将滤液重新过滤几次。 称量浓缩后的浆料，加水稀释至3005 g（浆浓10%），混合均 匀。 （4）打浆 A .打浆条件 打浆压力：3.330.1 N/mm刀片长度，易于打浆的浆料1.77 N/mm 刀片长度。（

10、打浆重铊） 打浆刀辊额定转速：146030 r/min。 打浆辊与打浆室的线速差：6.00.2 m/s。 打浆间距：0.15-0.50 mm。 B. 打浆操作 调节打浆元件和浆料温度在205，将浓度10%浆料放入打浆室 内，使浆料均匀分布在内壁周围，将打浆辊放入打浆室内并压紧 打浆室的盖子。 开动打浆室，使浆料甩到内壁上，然后再开动打浆辊，待两个打 浆元件达到满速旋转时，施加打浆压力，同时开动转数计数器。 根据预设的程序，达到打浆转数（时间）要求时，解除打浆压力 ，先停止打浆辊电机，然后停止打浆室电机，待打浆辊和打浆室 停止运转时，提起打浆辊。 取出浆料，测量打浆度、湿重和保水值，观察纤维形态

11、。抄纸， 测得物理强度。 注意：（1）停机取样时间（转数）根据实验要求目的灵活掌握。 （2）打浆时间较长导致温度升高，需停机待温度降低后继续打浆 （低于30）。浆浓高，升温较瓦力打浆机明显。 PFI的校准 采用标准浆料对PFI进行校准，一定打浆转数处理的浆料达到一定 程度的打浆度。 如刀片长时间使用变钝，根据刀片磨损情况，采用金刚砂粉对刀 片进行研磨。 与标准差异较大：先粗磨后精磨。 差异较小：精磨。 粗磨：15g金刚砂粉（90微米筛孔）、50 mL可溶性油、50 mL水 ，调节打浆间距接近0进行研磨。 精磨：15g金刚砂粉（45微米筛孔）、50 mL可溶性油、50 mL水 ，调节打浆间距接近

12、0进行研磨。 标准纤维解离器 QB/T1462-1992 1.设备结构 圆筒容器、螺旋桨和记录转数的计数器。 纸页抄造、打浆、浆料准备等使用。 2.工作原理 纸浆的轻微机械处理，分散解离纸浆。 规定浓度的纸浆（浓度较低）在解离器内进行机械处理，使浆中 互相交错粘结的纤维或纤维束分开，被解离的浆料纤维结构性质 不至于发生显著的变化。 3.解离操作 （1）试样的制备 测定纸浆的水分含量（或纸浆干度）。 称取所需纸浆。 浆料干度大于20%，需要在1 L或1.5 L水中浸泡 4 h以上。 浆样为浆张或块状：撕成25 mm 25 mm的小块。 （2）解离 把湿浆移入解离器内，加入所需体积的水（205 ）

13、。 计数器拨至零，开动电机运转解离浆样至预定的转数（时间）。 检查浆料是否完全解离。若解离不充分，继续运转一段时间，直 至浆料完全解离（注明实际解离转数）。 解离结束后，彻底清洗设备。 可根据浆样状况调整解离条件，如解离浆量、体积和转数。 （三）约克罗（Jokro）磨打浆 1.设备结构及工作原理 （1）设备结构：转盘、打浆元件和传动系统。 A 转盘：其上有六个圆筒形凹槽，直径28 mm。凹槽沿转盘圆周 均匀分布，每个凹槽放一个打浆罐。 B 打浆元件：打浆罐、打浆辊、罐盖和压紧装置。 打浆罐及罐盖：由布氏硬度10510 HB的不锈钢材料制成。打浆 罐内径145 mm，罐内高67 mm。其内壁刻有

14、与水平面夹角55的左 旋齿纹，齿纹长57 mm，宽1.32 mm，每1 cm圆周内平均有7.64条 齿纹。罐底从中心到边缘的倾斜度为2 mm。 打浆罐和罐盖之间垫有胶皮垫圈，以防漏浆。 打浆辊：由布氏硬度8510 HB的不锈钢材料制成。辊径为85.15 mm，高60 mm。其上沿垂直方向均匀地分布35片刀，刀片宽2 mm，刀槽呈半圆形，其曲率半径为3 mm。打浆辊重20001 g。 打浆罐的几何中心与转动中轴的距离为225 mm，它围着垂直中轴 顺时针旋转。中轴的转速为150 r/min，与此相应打浆罐的转速为 171 r/min（2.85 r.s-1)。 （2）工作原理 将一定量的规定浓度的

15、浆料置于打浆罐与打浆辊的间隙中。启动 转盘，打浆罐在转盘的带动下绕中心轴顺时针旋转，同时打浆罐 由其自身转轴的带动下进行自传。于是，打浆辊在罐内做螺旋形 运动，从而使浆料在打浆辊和打浆罐内壁间受到机械作用而被打 浆。 2.操作步骤 （1）试样的制备：取相当于16 g绝干浆的浆料，用水充分润湿。若 为干浆板或风干浆，应在室温下用0.5 L水将其浸泡4h以上，浸泡后撕 成25mm25mm的小片。湿浆可不经浸泡。 （2）浆料解离：用标准纸浆解离器对浆料进行解离。 （3）浆料浓缩：将解离后的浆料用布氏漏斗通过抽滤瓶真空脱水至 20%的浓度。为了避免纤维流失，可将滤液反复过滤几次。然后用水 稀释至总量为

16、265 g，即相当于6w/w%的浆料浓度，混合均匀。 （4）打浆：打浆前检查各部件，调节转盘转速为150 r/min。 置浆料与打浆罐与打浆辊之间隙中。 调节浆料和打浆元件的初始温度在20。 盖好罐盖，拧紧压紧装置，然后把打浆罐对称地放在转盘上的凹槽 内。 启动电机，进行打浆，同时记录转数，并用秒表记录打浆时间，准确 至5 s以内。 打浆中，根据程序设计的要求，停机取样，进行打浆度、湿重、保水 值、纤维形态和物理强度等检测。 取样时间示例 易于打浆的亚硫酸盐浆等浆料：10、30、40、70 min。 难以打浆的硫酸盐浆等浆料：15、30、60、90、120 min。 漂白浆打浆时间少于未漂浆。 阔叶木浆和草浆打浆时间应少于针叶木浆。 打浆结束后