造纸企业打浆工艺培训

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1、造纸企业 打浆工艺培训2006 年 3 月2 造纸原料简介一分类1.植物纤维： a .木材纤维（针叶木、阔叶木） b. 禾本科茎杆纤维：竹类草类 c. 韧皮纤维：亚麻红麻桑皮 d. 叶纤维：龙须草剑麻菠萝叶 e.种毛纤维：棉花 2.动物纤维：羊毛蚕丝 3.矿物纤维 :石棉纤维玻璃纤维 4.合成纤维：粘胶纤维醋酸纤维尼龙维尼龙等等二、纤维细胞壁的结构?胞间层厚12微米，纤维素极少，主要成分是木素。?初生壁细胞壁的外层，含较多木素和半纤维素，不吸水能透水， 不易润张。 P层?次生壁细胞壁的内层， 又分为三层，即次生壁的外层 S1、中层S2、 内层S3。外层与初生壁成分相似，需破除。中层纤维素和半纤

2、维素含 量高，木素含量少，中层是打浆的主要对象。内层在打浆过程中不予 考虑。第一节打浆的基本概念利用物理的方法处理水中的纸浆纤维，使其具有适应造纸机抄 造上所要求的特性， 而抄出来的纸张又能达到质量要求的一项工艺过 程称为打浆。 一、打浆的目的和意义 1、分散纤维，改变纤维的表面状态； 2、满足同种原料生产多种纸的需要； 3、满足不同浆种生产同种纸的需要。二、打浆术语 1、纸浆 是造纸工业上对用以造纸的纤维原料的统称，可以 是本色的或是漂白的。 2、碎浆 在干纸浆中加进足够量的水并将其处理成悬浮液的形 式，使纤维充分分散成为浆状物的过程。3 3、浆料和纸料 浆料是指未经打浆处理的纸浆。纸料则是

3、指经 过纸料制备系统处理后，能满足所生产的纸张的特性要求和造纸机抄 造性能要求，可供造纸机使用的纸浆。 4、打浆、精浆和磨浆 都是指浆料纤维在两相对运动的机械之 间按所控制的条件经受反复处理的过程，因此三者的过程基本上是相 同的，只是叫法不同而已， 主要是由处理设备的不同而有不同的叫法。5、配浆 是指按一定的比例将若干种性质不尽相同的纸浆以及 其它添加物进行混合的过程。 6、打浆度 也叫叩解度。表示纸浆滤水快慢的程度，衡量打浆 情况的一个指标。 7、游离度 也是表示纸浆滤水性能的一个指标。与打浆度不同 之处只是测定方法的差别。 8、纤维长度 通常是指纸料中纤维的平均长度。 9、纤维湿重 是间接

4、表示纤维长度的一个指标。使一定量的稀 释纸料通过框架，称量挂在框架上的湿纤维重量即为纤维湿重。 10、纤维帚化率 是指纸料中经打浆后纤维受到分丝帚化的数目 占总纤维数目的比率。11、保水值 指在一定条件下用高速离心机甩去纸料中的游离水 而保留纤维内的结合水，用以表示纤维润胀和细纤维化的程度，从而 间接的衡量纤维之间结合力的大小和预计到成纸的强度。用结合水量 对绝干纤维量表示，即： 保水值（甩干后湿浆重绝干重）/绝干重 100三、打浆前后纸浆性质的变化 经打浆的机械作用之后，只是浆料的物理性质发生了变化，而化 学性质基本上是不变的亦即打浆过程是一个物理过程。 打浆过程中，浆料的纤维束被疏解分散成

5、单根纤维，纤维的初生 壁和次生壁外层受到破坏，纤维发生了润胀和细纤维化，也有部分纤 维被横向切断，纤维的比表面积增加，平均长度降低，纤维变得柔软 可塑，因而反映整个浆料滤水性能降低。4 第二节打 浆 理 论一、打浆对纤维和杂细胞的作用 （一）打浆对纤维的作用 1、细胞壁的位移和变形 2、初生壁和次生壁外层的破除 这两层的破除为纤维细胞壁的进一步润胀扫除了障碍。 3、润胀 难以润胀的P层和S1层被破除后， S2层便开始润胀，由于 S2 层的各向异性的结构，因而有可能发生润胀。 润胀的结果，有使纤维直径增大的趋势，并变得柔软可塑。又 因吸水润胀，纤维的比容有所增加，使纤维细胞壁的结构变得松弛， 降

6、低了细纤维之间的内聚力，为打浆机械的进一步细纤维化作用提供 了基础。胀与纤维中所含的亲水性物质（即半纤维素）有关。4、细纤维化作用 是指纤维的纵向分裂和帚化作用。 纵向分裂 从纵向将纤维劈开。 帚化是指纤维两端的分丝和起毛现象。又分外帚化和 内帚化。外帚化：是指将纤维外表面上细纤维间的结合力破坏，使细纤维 分裂出来，纤维表面积增加，同时游离出细纤维上面的羟基。 内帚化：是指将纤维细胞壁中细纤维之间的连接破坏，游离出纤 维里面的羟基，使 S2层中的细纤维发生滑动而变得柔软可塑，进一步 吸水润胀。 细纤维化作用为纸张强度和紧度的提高创造了条件，是打浆作用 的最终结果。 5、横向切断 是指纤维受到足

7、够大的剪切作用而发生断裂的现象。 在打浆过程中纤维经受上面所讲的五个方面的作用的主要原因 是外力，这些作用在纤维上的外力可以分为两类： 第一类是挤压、弯曲、摩擦和扭曲力，这一类的力主要是造成 纤维的吸水润胀和细纤维化作用。 第二类是剪切力，主要是造成纤维的横向切断。 这两类外力除了主要来自打浆设备的飞刀辊与底刀的作用外，还5 有水应力作用。（二）打浆对杂细胞的作用 杂细胞的特点是壁薄且呈粗粒状， 纤维素含量低而半纤维素 含量高。 薄壁细胞易打烂；半纤维素含量高易润胀；粗粒状则刀片难以 “ 抓” 到，一旦抓到， 即被打 烂，因此杂细胞在打浆过程中主要是润胀 和打 烂，而不能细纤维化。这也是草浆难

8、打浆的原因。二、纸张的湿纸强度和干纸强度 湿纸强度 是指抄造过程中，纸页干度为3550以下时的强 度，即纸页虽成形但未经干燥时的强度。 纸页的湿强度 是指经干燥以后的干纸放在水中浸湿后的强度。 纸页的干强度 指抄造过程中，纸页干度在50以上时的强度。 湿纸强度较低，干纸强度较高，而且随干度增加而增加。纸页强度 的好坏直接影响到纸机的正常操作。（一）构成湿纸页和干纸页强度的基础 构成纸页强度的基础主要是纤维间的摩擦力和结合力。 湿纸页强度的基础主要是纤维间的摩擦力； 干纸页强度的基础除纤维摩擦力外，更主要的是纤维间的结合力。 由于纤维间结合力要比摩擦力大得多，因此纸页的干强度要比湿 纸强度大得多

9、。（二）影响湿纸强度的因素 由于湿纸页强度主要决定于组成纸页的纤维间摩擦力的大小，因 而影响纤维间摩擦力的因素就是影响湿纸强度的因素。 1、浆料纤维的形态结构和化学组成的影响 同样打浆度条件下，几种纸料湿纸强度顺序如下： KP木浆SP木浆破布浆 SP苇浆蔗渣浆 （1） 纤维长度和长宽比的影响 （2）纤维柔曲性的影响 （3）杂细胞含量的影响 （4）化学成分的影响 2、打浆情况的影响 3、填料加入量的影响6 4、抄纸过程的影响 由以上影响因素的分析，总结出纸机湿部断头多的处理要领： 首先从近到远、从易到难找原因：是否有纸病如粘网、破洞； 各部拉力、毛布清洁、 加压程度等。 找出原因后，再用下面方法

10、解决： ? 掺用长纤维浆料； ? 控制好打浆 ? 加强脱水、提高干度； ? 多除杂细胞； ? 少加填料； ? 提高纸页匀度和纤维交织程度 调节上网浓度，调节浆速（三）决定干纸强度的因素 干纸强度是指干纸页的机械强度，包括抗张强度、耐破度、耐折 度、撕裂度 等。 干纸强度并不是单由组成纸页的纤维的强度来决定，更主要的是 取决于组成纸页的纤维之间的结合力。 影响纤维间结合力的因素就是影响干纸强度的因素。 1、纤维结合力的机理 氢键结合学说 四种学说：化学学说、物理学说、二度胶 体体系学说和氢键学说。 目前得到普遍认可的是氢键学说。 氢键结合的条件：纤维之间距离在2.552.75?之内。 要实现这一

11、要求，除外部条件外，纤维的柔软性和水的表面张 力是十分重要的因素。 纤维直径越小，水的表面张力越大。 纤维直径（ m）纤维间吸引力（ kg/cm2） 30 5.9 2 36.8 0.2 158.8 2、纤维间的结合建筑式 S1S1 S1S2 S2S2 3、影响纤维结合力的因素 由于纤维结合力决定了干纸的强度，因此影响纤维结合力的因 素也就是影响干纸强度的主要因素。7 打浆是影响纤维结合力的主要因素。 （1）打浆对纤维结合力和干纸强度的影响 减小纤维直径，增加表面张力。打浆使纤维润胀、细纤维化 增加接触面。纤维柔软可塑、增加外表面，增加氢键结合数目，游离 出更多的羟基。纤维结合力随打浆度的增加而

12、增加，且在打浆初期增加很快，以 后逐渐缓慢下来。 干纸强度也随打浆度的增加而增加，且同样在打浆初期增加很 快，以后逐渐减慢， 但增加到一定程度之后反而出现转折，转为下降。 并且不同强度指标，其转折点出现的迟早不同。这是由于在打浆过程 中，一方面增加了纤维结合力，另一方面降低了纤维的平均长度，两 者都直接影响到干纸的强度，不过不同强度指标，影响不同而已。a、 抗张强度转折点出现最晚。 b、耐折度打浆度不太高时就发生转折。 c、撕裂度转折出现最早。 d、耐破度情况与抗张强度相似。 （2）纸料种类对纤维结合力的影响 化学木浆 棉浆机械木浆 (3) 纤维化学组成的影响 ? 半纤维素 ? 纤维素 ? 木

13、素 （4）添加物的影响 ? 亲水性物质 ? 疏水性物质第三节打浆工艺一、打浆方式和方法 （一）游离状打浆和粘状打浆 游离状打浆：以横向切断纤维为主的打浆方式。 粘状打浆：以润胀、细纤维化为主的打浆方式。注意： 1、各种打浆方式没有截然的界线，游离状打浆中纤维也会8 润胀和细纤维化。同样，粘状打浆中，纤维也会有切断。 2、打浆方式与打浆状态是不同的概念，打浆方式表示的是打浆 作用的方向，而打浆状态则表示打浆的程度、结果。 我国以打浆度来衡量打浆程度（状态），当打浆度70o SR称为粘状浆，介于 3070o SR之间称为半游离半粘 浆。 (二)低浓、中浓和高浓打浆 低浓打浆 打浆浓度在 6以下；

14、中浓打浆 打浆浓度在 620之间； 高浓打浆 打浆浓度在 20以上。 1、低浓打浆 打浆机理可用 浆膜学说 来解释。 相关因素： 浆料浓度、刀片厚薄、飞刀转速。 刀辊线速（ m/s）打浆方式 20 切断为主 25 切断与细纤维化均等 30 细纤维化为主2、高浓打浆 打浆机理可用 摩擦应力的理论 来解释。 高浓打浆的特点： （1）切断作用少，润胀、细纤维化作用强烈。 （2）经高浓打浆的纤维多呈扭曲状，成纸强度好，伸长率和伸缩 率大。 （3）打浆浓度高，进浆困难。 3、中浓打浆 未能推广使用。二、影响打浆的因素 （一）打浆比压和打浆时间 打浆比压：打浆时单位打浆面积上所受的力。以N/m2或Pa表示

15、。 PQ/F（N/m2）Q刀辊及外加总有效力 . (N) F打浆面积。 (m2) 打浆面积：打浆时飞刀与底刀接触面积。9 打浆时间：将浆料打到符合要求打浆质量所需的时间。 一般规律： 打游离浆：高比压，短时间； 打粘状浆：低比压，长时间。 减小比压，可减少切断，利于细纤维化； 增加比压，利于切断；迅速增加比压利于切断；逐步增加比压利于 细纤维化。 打浆比压具体反映在飞刀与底刀之间的距离上，实际生产中则由打 浆电流来反映。（二）打浆浓度 粘状打浆宜用较高浓度；游离打浆宜用较低浓度。 （三）打浆温度 1、降低施胶效果； 2、造成树脂障碍； 3、降低打浆速度； 4、降低成纸强度。 （四）浆料通过量

16、其它条件相同时，通过量大，浆料在设备中停留时间短，经受 打浆作用小，反之则大。（五）浆料种类及化学成分的影响 （六）刀片厚度及材质的影响 薄刀利于切断，厚刀利于细纤维化；钢刀切断作用强，石刀分丝 帚化作用好。 （七）添加物的影响 疏水性物质不利于打浆；亲水性物质利于打浆。三、各种浆料的打浆特性 （一）草类浆的打浆特性 （二）木浆的打浆特性 （三）棉、麻浆的打浆特性 （四）竹浆的打浆特性 1、打浆机：间歇打浆系统 2、打浆机连续打浆系统10 3、盘磨机、圆柱精浆机分别用于两种浆料的连续打浆系统 4、双圆盘磨浆机、匀整精浆机的连续打浆系统 （六）打浆工艺技术条件的制定 打浆工艺技术条件包括： 1、成浆打浆度；2、湿重；3、打浆浓度； 4、通过量；5、打浆压力曲线（各台打浆设备电流）。 其中1、2、3为固定条件，而 4、5则为活条件随来浆情况和刀片新 旧而变动。第二章调料调料包括施胶、加填、调色、染色、添加化