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1、单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 1 第四章 造纸试验及其检测 v第一节 打浆试验及其检测 v 浆料在送去抄纸之前 必须进行打浆 打浆的作 用是使浆料细纤维化 经过打浆机的机械处理 赋 予纸浆抄造性能和成纸性能 以达到成纸的质量性 能要求 v 通过打浆试验 必须掌握打浆工艺条件制定 了解打浆设备的打浆原理及结构性能 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 v 实验室常用的打浆设备有多种 最常用 的有 瓦利打浆机 Valley PFI磨 PFI mil
2、l 300高浓盘磨机 单球磨和六罐磨等 我院实验室有前三种 实验室常用的打浆 设备 其作用原理 都是基于在水介质中对 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 v瓦利打浆机 打浆时对纤维切断作用相对较大 更适于处理木浆 这种打浆设备能够根据 成浆要求调节打浆比压 因此 灵活性较大 该打浆设备在我国用的较多 国际上也多 采用 被ISO列为标准试验打浆设备 vPFI磨 打浆时切断作用较小 打浆浓度高 打浆比压可控制 适用范围广 国际上也多采 用 亦被ISO列为标准打浆设备 一 瓦利 Valley 打浆机打浆 参见QB T 3703
3、 1999 1 设备及工作原理 v 1 设备结构 由浆槽 v中墙 山形部 飞刀辊 v底刀床 加压机构和 v放料塞等部分组成 v见图4 1 v 2 工作原理 一定浓度的浆料在打浆机内 进行机械处理 使纤维在旋转的飞刀和固定 的底刀间经受不同的作用而被疏解 切断 润胀 压溃和细纤维化等作用 从而使浆料 具有一些特定的性能 v 3 主要技术规格 打浆机有效容积为 23升 飞刀辊规格 168mm 152mm 上面镶有 32把不锈钢刀片 刀片规格为 152mm 33mm 4 7mm 底刀规格 159mm 16mm 3 2mm 有7把不锈钢刀片 杠杆比为 1 94 1 2 打浆操作步骤 1 浆料的准备 根
4、据浆料的水分含量和打浆浓度 计算 出相当于 360 5 g绝干浆的浆样和用水量 如系干浆板或风干浆 在加入打浆机前 需用5升水浸泡4小时以上 然后撕成 25mm 25mm的小浆片 湿浆无需用水浸泡 2 打浆工艺条件制定及工艺计算 v 打浆工艺条件制定 a 选着绝干浆质量 最大460g绝干浆 b 打浆浓度1 57 或2 c 打浆比压 根据杠杆比1 94 1及重铊质量 计算 木浆54 1N 草浆 29 4 1N d 打浆体积 最大23升 e 最终打浆度 麦草浆约500SR 木浆大约 600SR 工艺计算 v首先根据浆料含水量计算湿浆量 其次是计算加水 量 mL 3 浆料疏解 装料前 先在打浆机浆槽
5、中加入18升温度20 5 的水 然后启动打浆机 将浆料慢慢加入 机内 时间控制在3 5min 装完料 补冲水至 浆料和水的总体积为23 0 0 2升 以使打浆浓 度约为1 57 或2 调节浆料温度在20 5 然后进行疏解 至无小浆快为止 测打浆度时取浆量 2 1 57 127 39mL 在疏解过程中 应将底刀杠杆臂上下移动1 2 次 使挂在飞刀背后和邻近挡板上的浆落来 疏解操作一般控制在30min以内 疏解结束 取样测定打浆浓度和原浆的打 浆度 湿重和保水值 并用显微镜观察纤维形 态 若有必要 可同时取样抄纸测定原浆的物 理强度 4 打浆操作 v 启动电机 开始打浆 v 取样 从打浆开始 每隔
6、一定时间取样测 定打浆度 湿重和保水值 并观察纤维形态 的变化 同时取样抄纸 测定浆张的物理强 度 以研究打浆过程中纸浆性能的变化情况 v取样时间一般规定如下 未漂碱法针叶木浆 5 15 30 60 90min 漂白碱法针叶木浆 5 15 30 45 60min 未漂和漂白的亚硫酸盐浆 碱法阔叶木浆和草 浆 5 10 15 20 30min 取样时 用100mL 特制取样杯取样 多于 的浆料用玻璃棒刮去 因测打浆度时需要2g绝 干浆 如果打浆浓度控制为2 时 正好取100 mL浆料 v 打浆结束 取下重铊 把纸浆用150目的 尼龙袋收集起来备用 然后用水彻底清洗打 浆机 如有必要可用树脂溶剂清
7、洗 但要适 当的考虑到橡皮隔膜 二 PFI磨打浆 参见GB T1463 1992 v1 设备及工作原理 1 设备结构 主要由打浆辊 打浆室和加压 装置三部分组成 打浆辊直径为200mm 辊上有33把刀片 刀片长 50mm 宽5mm 刀片槽间 深度为30mm 刀片平行于打 浆辊轴线成辐射方向排列 打浆辊由1KW电 机带动 顺时针运转 空载时额定转速为 1460 30r min 打浆室内径为250mm 由400W电机带动 空载时转速控制在710 10r min 以使打浆室 和打浆辊间的圆周速度差值为6 0 0 3m s 加压装置由重铊和杠杆系统组成 打浆压力由重铊通过杠杆使打浆辊移向打 浆室的内壁
8、而产生的 打浆时 打浆辊和打 浆室分别在垂直轴上沿相同方向转动 2 PFI磨工作原理 v 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目的 2 打浆操作步骤 v 1 浆料准备 称取相当于30 0 5g绝干浆的浆料 用水 充分湿润 浸泡时间长短视纸浆种类和干度而 定 若为浆板或风干浆 则在室温下用0 5L水 将其浸泡4h以上 并将浸泡过的纸浆撕成约 25mm 25mm的小块 湿浆不用浸泡 2 浆料解离 浆料在PFI磨打浆之前 通常需经解离 使交织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 标 准纤维解离机的
9、结构及其操作见教材P133 3 浆料浓缩 浆料解离后 将其用布袋进行浓缩 或用 布氏漏斗进行浓缩 内放滤纸或100目的滤网 用抽滤瓶抽滤脱水至浓度20 左右 为避免 纤维流失 可将滤液重复过滤一次 必要时 可过滤数次 称量过滤后之浆料 并加水稀 释至总重为300 5g 相当于10 的浓度 v 4 打浆 打浆条件 打浆压力 针叶木可选3 33 0 1N mm刀片长度 非木材原料压力控制在1 77N mm刀 片长度 并在报告中注明 刀间距 0 2mm 打浆浓度 10 最大可达25 打浆度 木浆约600SR 草浆约500SR 最终 打浆度要根据打浆辊转速确定 在实验报告中 要注明打浆辊转速 打浆操作
10、 调节打浆元件和浆料温度在 20 5 将浓度10 的浆料放入打浆室内 尽量使浆料均匀分布在内壁周围 注意不要 使浆料留在打浆室底部和打浆辊横断面相对 应的区域内 然后将打浆辊放入打浆室内 盖好盖子 并用力往下按几下 开始打浆 首先启动打浆室 使打浆室底 部水分甩到内壁上 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 并同时开动转速计数器 当转速达到要求时 先解除打浆压力 停止 打浆 再关闭电机 待打浆室和打浆辊停止后 打开盖子 提起打浆辊 把浆料移至容器 不少于2升的量筒内 用水冲洗浆室内壁 洗 涤水一 并倒入量筒中 稀释至总体积为 2000 25mL 然后移入标准纤维解离器
11、中 于转数10000转 下 使纸浆悬浮液充分解离后 取浆料测定打 浆度 湿重和保水值 并用显微镜观察纤维形 态 其余浆料用于抄纸 并测定物理强度 三 纤维解璃器 v1 设备结构 主要由圆筒容器 螺旋桨和记录转速的计数 器组成 主要起疏解作用 圆筒内壁上有四根盘 旋的肋条 2 工作原理 浆料在圆筒容器中靠螺旋桨的旋转作用 产 生离心力 被甩向圆筒内壁四周 由焊接在圆筒 内壁的肋条所撕裂 使互相交织的纤维或纤维 束解离成单根纤维 被解离的浆料纤维结构应不 发生显著变化 v3 解离操作 把含30g绝干浆的湿浆移入1000mL的量筒 中 加水稀释至1000mL 然后移入解离器圆 筒容器中 再加1000
12、mL水 把圆筒容器放在 解离器上进行解离 操作时先把计数器回零 然后设定疏解转数 最后起动电机开始疏解 直至浆料纤维疏解完全为止 各种纸浆的疏解转数参考教材表4 1 注意 最大疏解浓度不要超过2 v 俗话说纸成于打浆 所以打浆对纸张质量 有很重要的影响 打浆能提高纸张的抗张强 度 耐破度和耐折度等物理强度 同一种浆 料 由于打浆方式不同 可以生产出不同物 理性质的纸张 在打浆过程中为了掌握浆料 中纤维的变化情况 保证打浆质量 必须及 时对浆料进行各项质量指标的检查 打浆工 段的检测项目主要有浆料浓度 打浆度 保 水值 纤维平均长度和纤维湿重等 二 打浆过程的检测 v 一 纸浆浓度的测定 纸浆浓
13、度的测定是造纸厂生产检查中很 重要和最常用的一个项目 测定结果准确与 否对生产影响较大 例如 在漂白 打浆 测硬度前及网前箱中均要测纸浆浓度 测浓 度的方法也有好几种 我准备给你们介绍真 空抽滤法 干燥法和离心脱水法三种 1 真空抽滤法 v 参见GB T5399 1985 v 参照国际标准ISO4119 1978 此测定方法可用于各种原浆或已经打过浆准 备用于抄纸的纸浆 1 纸浆浓度定义 纸浆浓度是指一定质量 或一定体积 的纤维悬浮液中 绝干纤维的百分含量 v 浓度大的地方可以用质量对质量 浓度 小的地方用质量对体积 国家标准规定0 3 以上的称量 0 3 以下的量取 例如纸机网 前箱中的浓度
14、 就是100mL纤维悬浮液中含 有绝干纤维的质量 克数 v 2 仪器 v 量筒 刻度误差低于0 5 及一般实验仪 器 v 天平 称量范围0 1000g 感量0 1g v 称量范围0 150g 感量0 01g v 真空泵及抽吸装置 100mm或150mm布氏漏斗 1500 2000mL 抽滤瓶 快速滤纸 v 烧杯 1000mL v 烘干试样的设备 烘干温度为105 150 的烘箱 最好带风 机 红外线干燥箱或电热板或上光机 3 试样制备 v从浆池或其它取样处在充分搅拌混合的浆 中 用干净的瓷杯 或塑料杯 取样约500g 注意取样必须有代表性 否则在较高浓度的浆 中与长纤维浆的情况下不正确的取样方
15、法 能 引起很大的误差 回车间化验室后 用药勺充 分搅拌后 在已知重量的烧杯或塑料杯中 称 取湿浆100 200g 含绝干浆在1 5g内 v浓度小于0 3 的浆料用量筒量取 比重可近 似地看做与水相等 大于0 3 的浆料用称取 法 比重仍以1计算 称准至0 1g 4 实验步骤 恒重滤纸 用烘箱或其它烘干设备在温度105 150 下烘干至恒重 称准至0 01g 两次称重相差小 于0 01g 制备浆片 将已恒重过的滤纸 放在布氏漏斗中 并 用水将滤纸润湿 将已量好的浆样倒入漏斗 中 启动真空泵过滤 冲洗量筒或烧杯内壁 将冲洗液倒入漏斗中 过滤时要注意检查滤 液 确保不含任何看得见的纤维碎片 如滤液
16、 中有漏失的纤维 应把滤液再过滤一遍 待水 滤完时 开始计时 过滤一定时间后 2分或5 分钟 从漏斗里取出滤纸 注意如果漏斗壁 上有固形物 应用水把它冲下去 浆片的烘干与恒重 把浆片移入烘箱中及其它干燥设备中 在 105 150 下烘干至恒重 相邻两次称重相差 不大于0 01g 注意浆片的烘干应采用与滤纸烘 干相同的温度 每个浆样至少进行两次测定 长纤维浆料或 高浓度浆料应增加测定次数 结果计算 以测定值的算术平均值表示测定结果 v浆料浓度X的计算公式为 式中 m 浆样质量 g m1 浆片和滤纸烘干后的质量 g m2 恒重滤纸的质量 g 以各次测定的平均值报告结果 修约至两位有效 数字 浓度在10 以上的修约至三位有效数字 v两次平行测定计算值误差不应超过0 2 v 所谓有效数字 指在分析工作中实际上 能测量到的数字 例如用一般的分析天平称得 某物体的质量为0 5180g 在这一数值中有效 数字是四位 0 518是准确的 最后一位数字 0 是可疑的 可能有上下一个单位的误差 即 其实际质量是在0 5180 0 0001g范围内的某 一数值 此时称量的绝对误差为 0 0001g 相对误差
