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纸浆造纸原理与工程考试整理资料湖北工业大学09轻化一班打浆原理：打浆对纤维的作用：1细胞壁的位移和变形，打浆的机械作用使S2层中的细纤维同心层产生弯曲，发生位移变形，使纤维之间的空隙增大，水分子容易渗入；2初生壁P和次生壁S1外层的破除，蒸煮和漂白后的纤维仍存在一定数量的P层和S1层，影响纤维润胀，需在打浆过程中破除，以利于纤维的润胀和细纤维化；3吸水润胀，经打浆破除P层和S1层后水分子大量渗入纤维素的无定形区，使纤维润胀加快；4细纤维化，纤维的细纤维化在吸水润胀后大量产生，细纤维化包括外部细纤维化和内部细纤维化；5横向切断或变形，切断指纤维横向发生断裂现象，是由于受到打浆设备的剪切力和纤维之间的摩擦力；6产生纤维碎片。打浆任务：1利用物理方法，使纤维受到剪切力，改变纤维形态，使纸浆获得某些特征（机械强度、物理性能），保证抄造出来的产品取得预期质量要求；2通过打浆，控制纸料在网上的滤水性能，以适用纸机生产需要。打浆浓度对打浆效果有什么影响？1低浓打浆（10%以下）：主要靠刀片直接对纤维的冲击、剪切、压溃和摩擦，低浓打浆的均匀性较差，并产生较多切断，当浆料浓度低于10%，适当提高打浆浓度可减少纤维的切断，促进纤维之间的挤压与揉搓作用，有利于纤维的分散、润张和细纤维化，适宜打黏状浆；2中浓打浆（10%-20%）：纤维之间产生了巨大的内部摩擦力，使纤维初生壁P和次生壁S1外层破除，纤维纵向撕裂，分丝帚化，纤维长度降低减少并获得良好的细纤维化作用，纤维的结合力和成纸强度大幅提升，纸页有较好的裂断长和伸长率，中浓打浆效率高，能耗低；3）高浓打浆（20%以上）：打浆过程中产生的摩擦热使得浆料软化，有利于浆料的离解，打浆过程中打浆度上升较慢，浆料的滤水性能好，成浆的撕裂度较高，但对长纤维来说，高浓打浆过程中纤维不能受到足够的切断，成浆容易絮聚打浆对纸页的不同性质有什么不同影响？结合力：上升；裂断长：先上升（打浆度在70SR（木浆）50SR（草浆）达到最高）后下降；耐破度；50SR左右达到最高，之后下降；耐折度：先上升后下降 撕裂度：先上升后下降；紧度：上升；不透明度：降低；伸长率和伸缩性：上升；吸收性和透气度：下降；脆性：先下降后上升。干强湿强的种类：干强剂有淀粉及各种变性淀粉、聚丙烯酰胺、聚酰胺、羟乙基皂荚豆胶、聚丙烯酰胺接枝淀粉等；湿强剂有三聚氰胺甲醛树脂、双醛淀粉、聚乙烯亚胺、聚酰胺多环氧氯丙烷等。湿强剂的种类与性质： 分类：（通常为两大类） 甲醛树脂类（为酸熟化热固性湿强树脂） 聚酰胺多胺-表氯醇树脂（为碱熟化热固性湿强树脂）湿强剂一般应具备的基本特性： 能增加纸强度，保护纤维间的结合，防止润胀破坏； 阳离子，能与带负电荷的纤维相互吸引而留着； 水溶性的或在水中能够分散的； 必须能形成化学网络结构（一般经热固化）； 生产原料较廉价。聚酰胺多胺-表氯醇树脂（PAE）：PAE是非甲醛类聚合物，水溶性，无毒无味；PAE合成时仅发生部分交联，仍含有较充分的活性基；叔胺和季胺功能基具有阳离子性，在中碱性下能吸附到带负电荷的纤维上；干燥时才发生缩合，其交联导致的树脂熟化延续至下机后710天，湿强度才达到最大值；PAE的质量分数通常为10 20，pH值3 4（较稳定）；使用时的最有效 pH值范围： 6 8；加入点：打浆后浆内施加，注意避开阴离子助剂加入点；用量：一般为0.051.0能提高细小纤维和填料的留着率。三聚氰胺甲醛树脂（MF）：由三聚氰胺与甲醛缩聚、交联而成。用盐酸处理时，能高度阳离子化。MF通常在中性或弱碱性介质中聚合，水溶液形式的MF的通常树脂质量分数为50，使用前需在树脂中加一定量的盐酸使之溶解成510的浓度，并放置老化至出现蓝色霞雾状现象时，说明MF溶液已具有阳电荷，可充分稀释并能迅速被纤维所吸附、结合。适用于浆内增强，湿强度可高达干强度的 50，一般用量：13，MF热固化效率较高，能取得永久性湿强度。脲醛树脂（UF）：由尿素 CO ( NH2)2与甲醛CH2O缩聚而成。UF为非离子型溶液，不能被纤维吸附，多用于表面施加。用量： 1.52.0增湿强效果不太显著，为半永久性的湿强度。有甲醛析出造成环境污染。 湿强剂增湿强作用机理：1.强化现有的纤维之间的结合。2.保护现有的纤维结合以免受水影响，湿强树脂的部分高分子聚合物沉积于纤维之间与纤维构成网状结构的无定形交织，限制了纤维的活动。3.形成对水不敏感的共价化学键，湿强剂加入纸浆后能渗透至纤维的表面和内部，再缩聚成高分子化合物。4.形成缠结纤维的聚合物网络。增干强剂增强作用机理：一般认为决定纸张干强度的主要因素有：纤维本身的强度；纤维之间的结合强度；纤维间结合的表面积和结合键的分布均匀程度。增干强剂能增加纸页的干强度主要是：干强剂中的羟基、胺基能参与纤维素分子的氢键结合，增补纤维间在结合区域自然形成的氢键数目，有效地增加纤维之间的结合强度。增干强剂能增加纸页的干强度主要是：干强剂中的羟基、胺基能参与纤维素分子的氢键结合，增补纤维间在结合区域自然形成的氢键数目，有效地增加纤维之间的结合强度。 使用增干强剂的目的和作用：1）可多用短纤维原料（2）可降低纸页定量（3）提高产品档次（4）减少打浆程度，降低电耗，提高车速增干强剂能增加纸页的干强度主要是： 增干强剂的性质：1增干强剂的种类：天然动植物胶（如原淀粉、改性淀粉）；合成树脂（如聚丙烯酰胺）；水溶性纤维素衍生物（如CMC）。常用：淀粉、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素 。2A淀粉：有原淀粉、改性淀粉和淀粉衍生物三种形式。是使用最多的浆内增干强剂，且还用作纸面施胶。淀粉增干强剂能提高纸页干强度，包括抗张、耐破和耐折，能改善纸页的表面性能如平滑度、光泽度、表面结合强度和吸油墨性，一定程度上也能增加湿纸页的强度。B聚丙烯酰胺（PAM）：作为干强剂，常用阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）或阴离子聚丙烯酰胺（APAM）。极性酰胺基能与纤维素分子的羟基形成氢键，其结合强度比普通的纤维素间氢键强得多。C羧甲基纤维素（CMC）： 常用其钠盐，其羧甲基能在纤维间起交联接合作用以增强纤维间得结合力，需加硫酸铝作沉淀剂。也可用作增湿强剂和表面施胶剂。D其他增干强剂：聚乙烯醇、胶乳和壳聚糖助留助滤机理：1助留机理：Zeta 电位电荷中和助留；篏镶结合助留；形成桥联物助留2助滤机理：电荷中和改变水分子排列结构助滤，阳离子型助留助滤剂使纤维和填料表面定向排列的，水分子被扰乱，而容易释放出来；凝结与絮聚助滤， 阳离子型助留助滤剂能促使纤维和填料絮聚，使纤维或填料的比表面积降低而加速脱水作用。湿部助留助滤能同时起作用的原因：助流是提高填料和细小纤维的留着，助滤是改善滤水性能，两者在作用机理上并没冲突。细小组分在纸页中通过机械截留和胶体吸附两种机理实现留着。助留助滤剂的种类：包括电荷中和剂（明矾、PAC）、阳离子聚合电解质 （CPAM、PEI、CS、阳离子瓜耳胶）、酶（纤维素酶和半纤维素酶）、阴离子微粒（胶体胶和钠基膨润土）。助留助滤剂大体分三大类：1、无机产品类 如硫酸铝、聚合氯化铝2、改性天然产品类 如阳离子淀粉、阳离子瓜耳胶3、高分子聚合物 阳离子聚丙烯酰胺（用量如 0.02）助留助滤的目的和作用在于：助留：提高填料和细小纤维的留着；助滤：改善滤水性能，提高脱水速率。多数情况助滤与助留同时进行，称为助留助滤作用。目的：（1）提高填料和细小纤维的留着，减少流失，改善白水循环，减少污染；（2）改善纸页两面性，提高纸张印刷性能（3）提高网部脱水能力，增加纸机车速。助留助滤剂正确使用：助留助滤作用是将细小纤维和填料集结为较大凝聚物并粘附于纤维表面以增加脱水，对纸页匀度有较大影响。助剂加入后浆流出现湍流会破坏留着作用，降低助留效率，因此要选择对留着最优的湍流位置加入，高分子聚合物助留助滤剂兼有留着、滤水和凝聚三重作用。其中留着和滤水作用随时间延长而减弱，而凝聚随时间延长增加，为取得最大留着和滤水效果，助剂加入点在保证与纸料充分混合的前提下应尽可能接近流浆箱。阴离子垃圾的影响、由来、定义：定义：随着纤维原料的改变和更多功能化学药品的添加，造纸体系中会引入大量新的干扰物质和有害物质，使湿部干扰性物质复杂化，干扰物包括纸机湿部所有溶解的阴离子聚合物（低聚物或高聚物）和胶体的阴离子物质，通常被人们称为阴离子垃圾。 由来（1） 原料；（2）) 水；（3）各种填料；（4）造纸助剂 ；（5）浆料的贮存。影响：(1) 影响纸机正常运转：形成的附聚物（树脂、白树脂、粘附物） 降低纸机运转性能，增加断头次数。(2) 影响助剂效能：对施胶剂、干强剂、湿强剂、助留助滤剂、染料等的作用效果均有不利影响。阴离子垃圾主要危害：(1) 影响纸机正常运转：形成的附聚物（树脂、白树脂、粘附物）降低纸机运转性能，增加断头次数。(2) 影响助剂效能：对施胶剂、干强剂、湿强剂、助留助滤剂、染料等的作用效果均有不利影响。措施：主要采用阴离子垃圾捕集剂 如：聚合氯化铝（PAC）：一种阳离子无机高分子聚合物。 聚乙烯亚胺（PEI）：一种典型的水溶性阳离子型聚电解质 。碳酸钙：用作造纸填料的有研磨碳酸钙（GCC）（重质）和沉淀碳酸钙（PCC）（轻质）。GCC：密度2.22.7 g/cm3 ，白度98,粒度0.13m，折射率1.58；PCC：密度2.23.0 g/cm3 ，折射率1.56，粒度0.10.4m，白度98。PCC的优缺点：高不透明度，对纸机磨损低，无需加分散剂/比表面积大，有损施胶效果；对纸的强度影响较大；保水性强，不利于纸机车速提高；加填量较低。GCC的优缺点：加填量高，对纸强度影响小，较好的抄造性能，对施胶效果影响小/白度、不透明度稍差，需加分散剂。碳酸钙的优点是白度高、颗粒细、能显著提高纸页不透明度，松厚度比较好，吸油墨速度快，能促进印刷油墨的干燥，且成纸较柔软、紧密、有光泽，是较理想的造纸填料；能控制好纸张的燃烧，且能有效地改善纸页的透气度和不透明度，燃烧后的烟灰又发白好看，故是卷烟纸不可缺少的。缺点是碳酸钙是一种碱性填料，化学稳定性差，在酸性条件下会分解成二氧化碳气体，产生泡沫，给造纸带来困难并使浆料PH上升，破坏施胶效果，故碳酸钙目前只用于中性施胶或不施胶的纸页以及薄页印刷纸中。纳米碳酸钙:|一种新型超细固体材料，颗粒尺寸大小为1100nm左右。使用纳米碳酸钙加填的优点：1具有高蔽光性、高亮度，能提高纸制品的白度和蔽光性；2使造纸厂使用较多的填料而用较少的纸浆，能大幅度地降低生产成本；3纳米碳酸钙粒度细且均匀，对纸机的磨损小，并且能使生产的纸制品更加均匀、平整4纳米碳酸钙的吸油值高，能提高彩色纸的颜料牢固性5采用纳米碳酸钙填充中性纸或纸板时，能够提高纸或纸板的紧度，故用纳米碳酸钙作为填料的纸张具有较高的密度，良好的可塑性，纸张表面细腻，可大大改善纸张性能，是企业获得明显的经济效益。滑石粉：一种良好的造纸填料，满足一般纸张的加填要求，且滑石粉矿藏丰富，价格较低，目前国内使用最广泛。滑石粉是由天然矿石滑石磨碎而成，一种水合硅酸镁矿，分子式为 3MgO 4SiO2 H2O， 密度2.62.8 g/cm3 ，折射率1.57，粒度0.55m，白度9096.8。滑石粉粒子成鳞片状，有滑腻感，及软，化学性质不活波，能提高纸页的匀度、平滑度、光泽度、稀油墨性，改善纸业的印刷型和书写性，多用于印刷类和书写类等的一般文化用纸的加填，但由于折射率不高，滑石粉少用于薄页纸中。 高强微湍流：一种湍动强度很高而湍动尺度又很小时，强大的剪切力就可以施于每根纤维上，从而破坏纤维絮聚物的内在强度，达到分散纤维的目的，这是纸料流送过程中所希望的一种湍动状态。湍动的类型 三种流态： 低强微湍流 高强大湍流 高强微湍流。湍动的特点： 具两重性（分散纤维和为纤维絮聚创造机会）一旦湍动衰减下来，纤维又将絮聚 生成期很短（以毫秒或几分之一毫秒计）规模越小，生成期就越短 应在流送中，保持连续不断的湍动。 控制湍流的主要原因是防止纤维絮聚，分散纤维。A湍动与纤维絮聚的关系：纸料的湍动与纤维絮聚存在一种平衡关系。当纸料的湍动强度较大而湍流规模较小时，湍动能分散纤维絮聚物；当纸料的湍动强度较小时，纸料中絮聚物的纤维交织强度可以阻碍湍动的作用力，则湍动不能使絮聚团分散；当湍动尺度很大时，絮聚团可存在于大涡流之中，也不能分散絮聚团。即高强微湍流能分散纤维絮聚物。一般将这种微湍动的尺度必须小于或等于所谓的“纤维尺度”。B湍动的特点： 具两重性（分散纤维和为纤维絮聚创造机会） 一旦湍动衰减下来，纤维又将絮聚 生成期很短（以毫秒或几分之一毫秒计） 规模越小，生成期就越短，故应在流送中，保持连续不断的湍动。C故主要控制湍动，以分散纤维。一是控制湍动的规模 二是控制湍动的强度，湍动的强度能克服纤维缠结强度。流送设备-流浆箱（水力流浆箱结构):水力式流浆箱（车速 500m/min）分为：满流式、满流气垫结合式.流浆箱（纸机的心脏）的任务：1.沿纸机横幅全宽均匀，稳定分布纸料，保证压力均布，速度均布，流量均布，浓度均布以及纤维定向的可控性和均匀性，2有效分散纤维，防止絮聚，保证上网纸料中纤维、细小纤维和化学品的分布均匀。3按工艺要求，提供和保持稳定的上网纸料流压头和浆网速关系，便于控制调节。流浆箱的组成和作用：1.布浆装置,作用是沿纸机横幅全宽提供压力、速度、流量和上网固体物质量均匀一致的上网纸料流。2.整流装置，作用是产生适当规模和强度的湍流，有效分散纤维，防止絮聚，使上网纸料均匀分散。3.上网装置，作用是使纸料流以最适当的角度喷射到成形部最合适的位置，并控制纸料流上网的速度，使之适应纸机车速的变化和工艺需求。水力式流浆箱的标志是在流浆箱中设置的水力式的布浆整流元件，分为满流式水力式流浆箱和满流气垫结合式水力流浆箱。满流式水力流浆箱配置了锥形布浆总管以及阶梯扩散器或管束、瓢片等高效布浆整流元件，产生具有高湍流强度，有限制的湍流规模以及扰动小和絮聚少的上网纸料流。流浆箱的水力布浆整流元件：1.孔板，设流经孔板的流体由一条条流速不等的流束组成，速度不同的流束进入孔板的机会是均等的，当这些流束碰到孔板时，则被孔板阻滞。在总体上，孔板前浆流中流速较大的区域经过孔板后压入了流速较小的区域，这样就使整个流动截面内的流速比较均匀。2.阶梯扩散器，当流体离开第一阶和第二阶时，由于截面积突然扩大，因而在第一阶和第二阶的交点处出现分离点，通过分离点后流体即与管壁分离，出现强烈的流线曲率，并出现自由混合失速区，纸料在自由混合失速区出现一封闭的涡流，发生强烈的质量和能量交换，产生强烈的湍流，引起纸料产生轴向和径向的均匀混合。3.管束，与阶梯扩散器一样，不过，它采用变经管过渡连接，管束一般设置在布浆总管之后，纸料流经布浆器转向和加速后，容易产生交错流，大涡流和偏流等，在此处设置管束可消除上述不良影响。4.飘片，限制了湍流的规模，但提高了唇口喷射纸料流的湍动强度，瓢片控制湍流的参数是其长度和末端几何形状，由于在收敛流道中设置飘片，减少了收缩角。流送功能元定义及其与流浆箱的联系：A流送功能元的定义：包括纸浆流送过程中的各种水力元件，重点是流浆箱内各水力元件的有机组合，流送功能元的功能是产生湍流、分散纤维絮聚和消能整流。具有这种功能的水力布浆整流元件的有机组合就构成了流送功能元。流送功能元的组成可以是一个、两个或多个水力布浆整流元件。 一般包括两个部分：湍流发生器和消能整流元件。这两部分功能通常由两个水力元件分别完成，有时也有一个元件兼容另一种功能的情况。B与流浆箱的联系： 一般实际应用的流浆箱多为两次功能元的组合，也有一次功能元的流浆箱。第一次功能元大都采用细长流道的湍流发生器（布浆整流元件），用于完成转向加速和布浆任务；而堰板唇口前的末次功能元，大都采用渐缩式匀浆区，以便于纸料稳定上网。一个流浆箱的流送功能可具有不同因次。因次高的流浆箱布浆整流效果相对较好，结构相对较为复杂，考虑到能耗和结构等因素，一般实际使用的流浆箱多为二次功能元的组合。在高车速大流量的情况下，二次功能元组合的流浆箱会产生更均匀的流量分布，使流浆箱运行更稳定。 一次功能元、二次功能元（用图解释）：第一次功能元：管束 均衡室，主要起布浆作用第二次功能元：阶梯扩散器 叶片，主要形成高强湍流、有限制的湍流规模的上网浆流。对一次功能元流浆箱，该功能元要兼顾首次和末次功能元的双重任务，故在结构上应作妥善安排；对二次功能元流浆箱，有人认为，在高车速大流量的情况下，二次布浆整流会产生更均匀的流量分布，使流浆箱运行更稳定。发展趋势是由管束一次功能元组合的流浆箱（Beloit 集流式飘片流浆箱）变成飘片（二次功能元组合的流浆箱）。长网成形器的成形和脱水:（封闭单网）在长网部纸页成形和脱水的过程中，纸料首先从流浆箱堰口流出，以一定的速度和角度喷射到长网的网面上，其后，纸料受到长网网下脱水元件的真空抽吸等产生的过滤作用，脱去大部分水分而使纤维和添加物沉积到网上，形成湿纸幅，在一般情况下，网部纸料脱水和纸页成形的过程分为三个阶段：第一段为上网段：从流浆箱堰口喷出的纸料与网面的接触点起，至成形板或第一根案辊上，为保证后续成形纸页的均匀性，该段要求喷射到网面的纸料是均匀分散的，且应最大限度降低喷射浆流表面的不稳定性。第二段是成形脱水段：从第一段结束点起，至真空箱之前。在这一段，纸料开始大量脱水并形成湿纸页。经过这一段脱水后，纸页干度可达1.8%3.0%。第三段是高压脱水段：该段从真空吸水箱起，直至长网的后部。在这一段，湿纸页已经成形，普通脱水元件难以继续脱除其中的水分，因而要通过较高的压差来进一步脱除水分，该段由真空吸水箱和伏辊组成。其主要组成有：胸辊、成形板、案辊、刮水板、湿真空箱、干真空箱、伏辊、封闭引纸装置、成形网。圆网成形器：与长网、夹网类型的纸机相比，传统圆网纸机具有结构简单、占地面积小、投资省、制造加工容易和操作维护方便等有点。且对一些纸种（如纸板、薄型纸等）有很好的适应性。因此在我国造纸工业装备的技术改造中，更好地保留和发挥圆网造纸机的优点，仍然是我国造纸工作者的一项重要任务。网部由网笼、网槽和伏辊三部分组成。纸页的成形是依靠网内外的水位差所产生的过滤作用，使纤维在脱水过程中被吸附在网面上形成纸页。圆网成形器特点：（1）纸浆在一个圆弧形的网面上进行脱水成形，在成形过程中只由一个过滤面脱水；（2）浆流在成形过程中基本上没有自由表面，而是在具有曲线轮廓的封闭流道中流动；（3）结构简单，成形网的工作区段较短，一般只能对网笼内白水水位进行控制来调整或控制成形过程。夹网成形器：（双网）具有两张长度相等结构形式几乎成左右对称的网，纸料从压力流浆箱中以一定的压力喷射到两胸辊间的网隙夹缝中，首先利用液柱静压力和喷射惯性力开始脱水。随着两网的逐渐汇合，进一步进行挤压脱水。两网的里面各装有34只刮水板，用以控制两网靠拢的程度，调节挤压压力和脱水速度，并将脱出的水刮走。在其中一张网里还装有真空吸水箱和真空伏辊，除辅助脱水外，还可将湿纸页转移到这张网上，最后由真空吸移辊转送到压榨部去。长网造纸机存在的缺点：（1）成纸存在两面性；2）车速不易太高，否则网案太长，动耗太大；（3）纸料在长网网案脱水时有一个自由表面，提高车速，脱水元件的扰动，又会给成纸质量带来不利影响。与长网纸机相比，夹网纸机的优点：双面脱水；封闭成形；成纸质量好；纸幅横幅水分和定量分布均匀，两面差小，掉毛掉粉少，平滑度好。缺点：纤维留着率低。长网纸机与夹网成形器的共同特点是从两个网面上脱水成形，使成纸的两面具有接近相同的性能。同时，纸页的外表面具有较好的纤维交织状态，纸页的物理性能和定量都更均匀。网纸机成形部主要有立式、水平式和巴伯列式等多种型式。夹网成形部的特点(1)成形过程中纸料液中纤维的扰动时间短，纤维的定向性比长网少，成形纸页纵横向性能比较接近。(2)纤维絮聚较少，分散性好，再加上夹网成形是在两网中进行，能起到饰面辊的作用，成形纸页能获得理想的匀度。(3)由于成形过程的两面脱水，成形纸页两面差小，具有较好的印刷性能。(4)网中纸层的脱水是连续进行，而长网纸机是断续脱水，因此在较短的脱水区中便能获得较高的脱水效果，使整个网部结构紧凑合理。立式 J 型夹网 的特点是：脱水高度仅有1.72.5m，脱水时间短(只有0.20.45s)，脱水速度是靠调节两胸辊间距离及两网刮水板间隙和网的张力来控制，因而车速范围受到一定的限制，一般为 350650mmin，最高可开至9001000mmin。长网造纸机的局部夹网化随着夹网成形优越性的发挥，目前对现有长网造纸机的局部夹网化改造，以取得与夹网纸机相类似的纸页性质，通过长网成形部局部夹网化改造，尤如在长网部上设置了大型的饰面辊，对将成形的纸层进行压力脱水。这一装置可取得如下效果：（ 1）在原来长网纸机的压榨部和干燥部有一定余力的情况下，由于成形部提高了脱水能力，可提高车速增加产量。（2）能以两面脱水的形式形成纸页，纸页两面差小。（3）顶网的饰面效果改善了成形纸页的匀度。总之，对长网纸机成形部的局部夹网化改造，可以取得投资少、改造工期短、增加产量、纸页两面差小、匀度好的效果。夹网成形器、顶网成形器的定义、作用及其优缺点及其区别。答：1夹网成形器作用为脱水成形，优点有在纸幅成形过程中可以进行两面脱水，故每一张网形成一层纸幅然后再复合一起，与单网脱水相比，双面脱水可使脱水率增加4倍；其次是封闭成形，悬浮体在成形器内不存在暴露空气的自由表面，具有成形质量好，两面差小，掉毛掉粉少，平滑度好以及纸页的横幅定量和水分分布均匀等。2顶网成形器：即上网成形器，发展源于长网纸机的整饰辊，特点是在原有长网纸机的网部加装上网成形器，使长网纸机具有一段双网复合成形区，目标是减少纸页的两面差，抄造出z向对称的纸页。作用及优缺点：仅由辊子组成脱水元件的上网装置适用于抄造低定量的纸种，其纤维留着率高，成形质量比长网好。双网走向朝上适用于高速纸机，双网走向朝下适用于低速纸机，抄造定量较大的纸种。仅由静止脱水元件组成的上网装置，适于抄造各种定量的纸种，其纤维留着率较低但成形质量好，这种成形器一般采用真空箱或刮水板脱水，故可用于二次成形，纸幅朝上脱水，适于在较低车速下抄造多层纸页。由辊子和静止脱水元件复合组成的上网装置，综合了上述两种上网装置的优点。适于抄造低定量到中量的纸种。3区别：顶网成形器的纸料上网后先在长网段（预成形区）初步脱水，然后进入双网区成形。夹网成形器当纸料上网即夹在双网中脱水成形，整个过程均在双网内完成。案辊脱水原理：在案辊的下游区，随着案辊的旋转和网的运行，网面先贴辊面运动，而后受网的张力与辊面分开，并逐步形成增大的下游区间隙，如同气缸内的活塞一样产生一定的抽吸作用，在下游区形成负压，此时受真空抽吸力的作用而使纸料脱水案板脱水原理：当成形网到达案板的前角时，吸附在网下的白水被案板的前角刮去，随后网进入顶面，在此期间，网与顶面之间将形成一系列的水膜，当水膜离开案板斜面的边缘时，水柱破裂，水和斜面的吸附关系被破坏，水由于其分子的内聚力被吸附到网下被网带走，进入下一个案板的前缘被前角刮去为什么现在主要用案板，案板比案辊好在哪？答：A现在主要用案板的原因有：纸料经过案辊时，已成形的湿纸页经受了两次垂直方向压力脉冲的变化，使纸页产生扰动。对于低速纸机，这种扰动对纸页成形有利。而对高速纸机，这种扰动的不稳定性显著增加，案辊的脉冲作用所产生的扰动过于剧烈，形成强烈的洗出作用，损害纸页成形和增加两面差。而现在造纸厂大多使用高速纸机，并且案板能弥补案辊在高速纸机上的不足，故导致现在主要用案板。B与案辊相比：1.案板的压力脉动没有明显的压力最高点，2案板的脱水量大而且缓和，3案板能改善纸页的组织结构和成形质量，4案板易于调节和精确控制脱水量和脉动强度，5案板能延长成形网的寿命，6案板一般用在高速纸机上。案板比案辊具有的优点： 可调节脱水能力；脱水缓和，可以提高脱水能力；可提高纸质量。传统圆网为何不能适应高速纸机，其本身存在问题及其解决办法。答：1传统圆网纸机只能适应较低的车速，当提高车速，会出现甩浆现象，纸页成形就会被破坏，难以保证成纸的质量，圆网纸机将无法继续操作。2本身存在问题是圆网成形器的极限车速与网笼半径成正比，并与网笼中湿纸层出口浆位的高低有关。提高圆网成形器的车速的措施有适当增加网笼直径，依靠外加压力来抵御车速提高后离心力对湿纸页的作用，其中包括网内减压（如真空圆网或抽气圆网）、网外加压（如压力圆网）等增加外压。中高低车速纸机的流浆箱优缺点答：1敞开式流浆箱（低速）的优缺点：用流浆箱的浆位来控制上网纸料流的速度，有较好的布浆整流效果，纸幅纵横向定量差小，匀度较好。其结构简单，制造方便，同时由于其不断吸收新型流浆箱的优点，并在结构上做了很大的改进，故新型的敞开式流浆箱仍在低速纸机广泛使用。当纸机车速提高到500m/min，敞开式流浆箱不论在体积、高度、结构、重量方面变得更大和更为复杂，故限制了敞开式流浆箱对进一步提高车速的适应性。2封闭式流浆箱：（中速）配用于300700m/min的长网或混合夹网纸机。车速变化时，只需变更气垫压力，已得到所需的上网纸料流速度，操作灵活，调节方便，使用效果较好。3水力碎浆箱：（高速）满流式：用于车速高达2200m/min的纸机。具有高湍流强度、有限制的湍流规模以及扰动小和絮聚少的上网纸料流。有的配有稀释水控制系统，能控制纤维横幅定向分布的边缘江流，提供均匀横向定量分布和良好的纤维定向分布。满流气垫结合式：气垫室与堰池通过较小的通道连接，使流浆箱基本处于“满流”状态，用以减少气垫波动对流浆箱液位的影响。浆速与网速的关系一般用浆网速比表示，指流浆箱唇口喷浆速度和成形网运行速度的比率。R=Vj/Vi。浆速与网速的比率直接影响到纸页成形的质量，纸页成形对浆网速比R是非常敏感的，一般适宜的范围为0.91.1.当R=1时，浆速等于网速，浆速与网速的相对速度为0，浆流湍动强度小，使得已分散的纤维在网上重新絮聚，造成纸页成形匀度较差，当R1时，浆速大于网速，纤维在网上横向排列较多，当上网浆料在网上滤水速度较快时，易造成纤维卷曲或纤维垂直于网面排列，导致纸页出现波纹状，当R1时，浆速小于网速，纸料上网后受到网的加速作用，减少了纤维再絮聚，形成的纸页有较好的匀度，但浆网速比不宜过小。复合压榨：1三辊量两压区复合压榨：有三个倾斜安装的压辊，下辊为真空辊，中间为石辊，上面为沟纹辊。真空引纸辊将湿纸幅吸引到引纸毛毯上，然后传送到复合压榨的第一压区，进行真空压榨。湿纸幅随石辊转入第二压区，进行沟纹压榨。湿纸幅在第二压区受到压榨脱水作用的同时，提高纸反面的平滑度。湿纸幅经过两个压区的压榨脱水，干度增加，强度提高，然后经开放式引纸进入下一道进行沟纹辊压榨。湿纸幅脱过两次压榨，大大减轻了网印，经过最后一道沟纹压榨，纸的平滑度有所提高。这种压榨的优点是：在开放引纸之前，湿纸幅先已经过两个压区脱水，干度、强度提高，压榨部断头的机会大大减少。同时可以减轻纸幅上的网印，提高纸张反面的平滑度。2四辊三压区复合压榨：有四个辊子三个压区。湿纸幅经过三个压区压榨脱水，提高到比三辊两压区复合压榨更高的干度以后，才开放引纸进入光泽压榨，压榨部湿纸幅断头的机会自然也就更少了。复合压榨特点：由多个压辊构成的多压区压榨，也是一种多辊压榨组合。优缺点 提高压榨部的脱水效率和进烘缸部的干度 压榨部的损纸易于处理，反压引纸无障碍 对称脱水，有利于减小纸的两面性 缩短纸机压榨部的长度，节省建筑面积 对纸种的适应性好，适应于高速纸机，引纸简单 复合压榨能做到全封闭引纸或在复合压榨之后开放引纸，可减少纸机断头次数，提高车速 有利于草浆抄纸/ 能耗高、噪音大 （需真空辊将辊子连在一起） 结构复杂复合压榨如何引纸及其后的一道压榨是什么？答：复合压榨是开放引纸，三辊量两压区复合压榨其后的一道压榨是沟纹辊压榨；四辊三压区复合压榨其后的一道压榨是光泽压榨。靴式压榨优点答：优点：1静压下的长时间宽压区脱水；2理想的压区压力分布曲线；3优良的结构特性及压榨效果；4使纸幅出压榨干度提高，干燥部蒸汽消耗降低，纸幅出压榨部湿强度显著增加，纸机车速、产量提高，成本降低，成效显著。垂直脱水机理： 第一区：湿纸水分饱和，毛毯含水量尚未饱和，还没有产生流体压力。第二区：湿纸水分向毛毯转移，纸与毛毯水分饱和，总 压力在中心线达到最高值，水从毛毯内向下层空隙转移。第三区：总压力下降，湿纸结构压力增长到最高点对应于湿纸干度的最高点，湿纸中流体压力为零。第四区：压力下降，湿纸和毛毯开始膨胀，湿纸水分变得不饱 和，流体压力曲线出现负值，由于湿纸膨胀形成的真空比毛毯大，导致毛毯中的水返回湿纸。特点：脱水距离短、阻力小、 速度快、效率高， 可提高压榨线压，利于提高车速。横向脱水机理：湿纸幅通过一对普通的平辊进行压榨，适用横向压榨脱水机理。压榨过程中湿纸幅压榨脱出的水逆着毛毯运行的方向穿过毛毯横向流动。特点：脱水距离长、阻力大、速度慢、效率低。压榨压力不能大（压力大，纸易压溃） 只能用在低速纸机。热泵供汽系统：由主要部件热泵 和 汽水分离器（闪蒸罐）构成。工作过程：采用蒸汽喷射式热泵向干燥部各段烘缸供气，同时以蒸汽通过热泵前后的能量差为动力，将蒸汽冷凝水系统产生的二次蒸汽增压后同新鲜蒸汽混合作为烘缸用气，既可提高此蒸汽的品位，又可降低各段烘缸汽水分离罐的压力，使烘缸具有可靠的排水压差。采用热泵可使闪蒸罐内形成较低的闪蒸汽化压力，从而使冷凝水可以进行有效地闪蒸、汽化、分离。闪蒸罐内布有多层钻孔的跌落式塔板，塔板有盘状、环状，交错排列。蒸汽冷凝水在塔板上跌落时形成细小的液滴，因此具有较大的传热传质面积并可形成较长的流动路线和汽化时间。优点：（1）每段之间独立，可单独调节，避免相互干扰；（2）能更多地回用二次蒸汽，热利用率高；（3）每段烘缸进出压差更好调节。表面施胶： 湿纸幅经干燥部脱出水分至定值后，在纸页的表面均匀施涂适当的胶料（一般涂布量为0.32g/m2）。纸页表面施胶的主要作用：（1） 改善纸页表面性能：表面施涂可以填平纸页表面的空隙，大大改善纸页的平滑度等表面性能。（2）改善纸页的空隙结构和吸收性能：表面施涂可以封闭纸面的空隙，同时可以通过选用适当的胶料进一步提高纸面的憎水性或憎油性等。（3）改善纸页的适印性能：提高纸页表面强度，具良好的耐久耐磨性，提高光泽度等，综合改善纸页的印刷适性。此外，表面施胶还可以提高纸页的物理强度。 影响表面施胶主要因素： 1、纸页的特性及其干度：纸页特性（纤维组成、原纸结构特性、定量及紧度等）有着重要的影响，干度适宜（一般水分含量：812）2、胶液组成：胶液的组成决定表面施胶目的，如提高表面强度：PVA 30，氧化淀粉 703、胶液浓度：决定于施胶量和施胶装置，一般244、施胶温度：较高的温度则胶液流动性好，有利于胶液向纸页内部的渗透转移5、施胶压力：施胶时胶辊的压力取决于施胶量和纸页性质压光的定义及作用（增加纸的平滑度、光滑度外，对纸的性能影响）作用：提高纸的平滑度、光泽度及厚度的均匀性。但并非所有的纸种都需压光，薄纸（如电容器纸、卷烟纸等）和吸收性纸（如滤纸、吸墨纸等）大多无需压光。压光对纸页性质的影响：随着通过压缝数的增加，纸页纵横向的裂断长、撕裂度都有所下降。与此同时，纸页的吸收性下降，而平滑度上升，随着纸页通过压辊次数的增加，纸页的平滑度提高，油墨吸收性下降。软压光（软辊和热辊配合使整饰效果好的原因）软压光的核心技术：将压力弹性变形与纸页高温塑化相结合。软辊为可控中高辊，包覆1213mm弹塑性材料；加热辊为冷硬铸铁辊，可加热使辊面达200以上。原因：（1）软压光时软辊与加热辊构成一个高温压力压区，加压时，软辊面发生弹性变形，纸页受到压力与加热的双重作用。（2）加热使纸页表面纤维软化、变形，易于压光和提高平滑度；压力使纸页发生弹塑性变形（3）软辊的弹性变形导致压区面积增大、压力减少，纸张松厚度损失小，整饰效果更好，纤维压溃减少，强度损失减少。（4）软辊的弹性对纸页局部定量适应性较好，可大大提高纸页的微观平滑度。 拓展：压控压榨：水脱出作用主要由压榨力大小所决定。对打浆度低的浆料抄造的低定量纸，纸的孔隙对水的流动影响不大，湿纸压榨脱水主要由压榨力大小所决定。影响压控压榨脱水的主要因素是浆料的保水值、打浆度及其可压缩性。流控压榨：水脱出作用主要取决于流体流动阻力。对打浆度较高的浆料抄造定量较高的纸，纸的孔隙对水的流动影响大，脱水阻力越大，压榨脱水越困难。 湿纸压榨脱水主要由流控决定，同时湿纸经过压区的时间也是主要影响因素。在流控压榨中使用双毯有利于纸的两面脱水、减少流控压榨时浆料的流动路径和阻力，使压榨向压控压榨作用方向转移。 一般来说，压控脱水效率要比流控高。透明剂：广泛应用于玻璃纸、描图纸、仿牛皮纸、透明复写纸、透明复印纸及透明包装纸等。作用机理：利用透明剂渗透到纸张内部，赶走纸张中的空气，透明剂的折射率接近于纤维素纤维的折射率（1.53），可形成较均一的光学介质。影响纸张透明度的因素： 木素含量高，降低纸张的透明度 结构紧密的纸页，可提高纸张的透明度 填料的增加，使纸张透明度降低 加入淀粉，有助于纸页的结构紧密，可提高透明度 添加染料，可使光吸收增加，而降低透明度 浸渍法是抄造透明纸的发展方向 什么是双电层？什么是Zeta电位？Zeta电位又叫电动电位或电动电势（-电位或-电势），是指剪切面(Shear Plane)的电位，是表征胶体分散系稳定性的重要指标。由于分散粒子表面带有电荷而吸引周围的反号离子，这些反号离子在两相界面呈扩散状态分布而形成扩散双电层。扩散双电层理论：溶胶粒子带电，这些电荷的主要来源是从水溶液中选择性地吸附某种离子：吸附正离子胶粒带正电，吸附负离子带负电，但整个溶液是电中性的，故还应有等量的反离子存在。固粒表面吸附的离子和溶液中的反离子构成双电层。流浆箱的主要作用是什么？1)沿纸机横幅全宽均匀，稳定分布纸料；2）有效分散纤维，防止絮聚3）按工艺要求，提供和保持稳定的上网纸料流压头和浆网速关系，便于控制调节；（喷浆稳定）整饰辊：是一空心网辊，特殊的可在网上焊一些花纹，可使纸面产生暗纹。（改善匀度，赋予水印）。作用：起整饰作用，改善纸的匀度； 改善纸的表面状况，增加表面结合强度；给一些特殊纸张以要求的水印。安装位置：一般安装在水线差不多要消失的位置。细小组分的留着方式：通过200目筛网的组分为细小组分（细小纤维和填料）。留着方式：机械截留和胶体吸附，胶体吸附或聚集是细小组分留着的主要机理。细小组分留着的均匀分布，将有利于化学助剂在纸中的均匀分布。 纸页的两面差：纸张正面比较平滑，细小纤维多，其结构细密；反面（网面）比较粗糙，粗大纤维较多，其结构比较疏松；纸张正面有浓度较高的胶料、填料和细小纤维，使纸张两面的整饰和反射度有差别。纸张的机械性能：裂断长、耐破度、耐折度、撕裂度、紧度、不透明度、伸长率和伸缩性、吸收性和透气度、脆性。纤维间氢键：纸幅在干燥时，水分蒸发，纤维受水的表面张力作用，使纸幅收缩，纤维之间进一步靠拢，当相邻的两根纤维的羟基距离缩小到0.28nm以内时，纤维素分子中羟基的氢原子与相邻纤维羟基中的氧原子产生了O-H-O连接，形成氢键结合。纸浆纤维带什么电荷？怎么形成的？带负电。纤维素本身含有极性羟基、糖醛酸基等基团使得纤维素纤维在水中表面带负电。纤维分散剂的作用原理：赋予纤维表面电荷，使负电荷增加，纤维间产生斥力； 使纤维表面吸附一层薄薄的润滑膜，减少纤维间摩擦力；使浆水的黏度增高，限制纤维在水中的运动自由度造纸非纤维添加助剂分为哪两类？各包括哪些？造纸非纤维添加物有什么意义？功能性助剂：施胶剂、定着剂、增强剂、分散剂、湿强剂、干强剂（提高纸页质量，赋予某些特殊性能）。过程性助剂：助留剂、助滤剂、消泡剂、防腐剂、树脂控制剂（提高产量，改进操作，降低流失，降低成本）。意义：可以提高生产效率增加产量、改善操作环境消除生产障碍、实现白水封闭循环、赋予纸张新的功能特性等什么是施胶，有哪些施胶剂？施胶：用某些疏水性物质，使其附着在纤维（或纸张）的表面，从而减少纸张的毛细管作用和纸页对水的亲和力，防止水在纸张上渗透和扩散的工艺过程。施胶的目的：使纸页具有抗拒液体（特别是水和水溶液）渗透和扩散的能力，以适宜于书写或防潮抗湿四类：松香型：以松香为主体，松香胶、强化松香胶、石蜡松香胶、分散松香胶 （内部施胶）。非松香型：石蜡胶乳 聚乙烯醇 羧甲基纤维素 干酪素 淀粉 合成树脂 （表面施胶）松香胶施胶机理：松香胶是阴离子性的，因此必须借助沉淀剂将松香胶沉淀，定着在纤维表面。成功施胶的表面化学条件： 必须能够形成松香酸铝胶状沉淀物，这些沉淀物有可能表现出较低的表面自由能和较高的斥水性； 这种胶状沉淀物必须尽可能均匀地留着或定着于纤维表面； 沉淀物必须在纤维表面正确定向； 纤维表面的松香酸铝等沉淀物必须转变为稳定的低自由能膜，即使液体与这种膜接触时也保持不变。为什么沉淀剂先与松香胶料粒子作用？原因： 胶料是颗粒很小的分散体，活动性很强，易与水合铝离子结合，而纤维粒度大，不易与水合铝离子结合； 胶料的负电性比纤维低，容易由负电变为正电，而纤维的负电性较强，要变成带正电需更多的硫酸铝。影响施胶效果的因素1、浆料性质：纤维表面暴露的OH数目多，利于施胶；浆料中的化学组分（如半纤维素、木素含量）。2、胶料性质：根本问题是胶料颗粒的大小和稳定性。3、pH 值：45，保证硫酸铝以 Al(H2O)63+ 形式存在。4、温度：2025，注意夏季施胶困难问题。5、阳、阴离子：影响施胶效果。钙、镁等阳离子会松香酸结合构成不溶性的盐；盐酸根、硫酸根等阴离子会优先与水合铝离子络合。6、加填：随填料量的增加，施胶效果有明显下降。7、纸页抄造过程：适当回收白水有利，过多回收不利；网部脱水过快不利；干燥初期温度不易过高，升温不易过快。烷基烯酮二聚体（AKD）：（合成施胶剂）其结构特点是由能与纤维素反应的活性基团和疏水基团构成。AKD的施胶机理：与纤维素形成共价键而固着在纤维上；AKD粒子在纤维表面吸附；AKD粒子在加热时固化并转向伸展；经过一段时效， AKD粒子定向排列，形成疏水表面。AKD的施胶特点：AKD既能作为内部施胶，又能表面施胶；高效施胶剂；AKD施胶作用在纸页干燥后尚未完成，卷取后存放24小时仅完成80；最适宜的 pH值：8.2 ；AKD水中不稳定，易水解失效，所以加入点应靠近纸机上网处；AKD不溶于水，需要乳化，一般阳离子淀粉作为乳化稳定剂；重施胶时，纸页打滑；一般用量：0.10.3。AKD施胶的影响因素： 浆料细小纤维含量：由于细小纤维和填料具有较大比表面积，吸附能力比纤维大得多，其含量大时，易吸附AKD造成流失，所以必须采用合适的助留系统。 施胶时的pH值： pH值6时，几乎不产生施胶效果；pH值在6.57.5时，施胶度上升最快； pH值 8.5时，施胶度上升速度开始减慢；一般控制pH值在7.58.5。 纸页干燥温度：温度高，反应速度快，施胶效果好。第一烘缸就应提高温度，使水分尽快蒸发（与松香胶相反）。 硫酸铝的存在会破坏AKD的施胶作用。 湿纸水分越大，施胶效果越差。造纸添加填料有什么作用？加填即在纸料的纤维悬浮液中加入不溶于或微溶于水的矿物质，使制得的纸张具有不加填时难以具备的某些性质。作用：小颗粒的填料分散于纤维之间将孔隙填充，改进纸张的平滑性、匀度、手感性、适印性。填料的折光率和亮度比纤维大，填充到纤维间隙中，增加纸的折光能力，从而使纸的不透明度、白度提高。目的：改善纸页的光学性质；满足纸张某些特殊性能的要求；节省纤维原料降低生产成本；填料有较大比表面积，能吸附树脂，使纸浆中的树脂不致凝聚成大粒子，利于克服树脂障碍。缺点：加填的纸张由于填料分散于纤维间，使纸张结构疏松多孔，减少纤维间相互接触和氢键结合，是纸张物理强度降低，使纸张掉毛掉粉现象增加；降低纸张施胶度，尤其是碱性填料对酸性施胶的危害。填料的种类和性质：1种类：天然填料：如滑石粉、白土、钛白粉、石膏等；人造填料：如沉淀碳酸钙、硫酸钡、硅铝、硅钙等.2性质：反射率、白度、颗粒形态、粒径及分布、比表面积、颗粒电荷、pH值、溶解性、磨蚀性和表面能等。反射率越大，纸张不透明度越高；白度高，有利于纸张白度提高；颗粒形态影响光散射方式，不同形状的光散射最佳值不同；各填料有最佳光散射粒径范围，以最佳粒径为中心的粒径分布范围越窄时，越有利于增加纸张不透明度；高比表面积会增加纸页适印性，但会削弱纸页强度，增加施胶难度；高磨蚀性会对网部和印刷版造成过多的磨损。填料的加入方法（间歇式和连续式）和加入地点（一般在网前高位箱或流浆箱中）；填料加入量：1、决定填料加入量的主要因素有纸品种、浆料种类、填料性质和抄造条件2、常用加填量：纸种不同，加入量不同。少的在2以下，高的达40，多数纸种为1025。填料留着率（单程留着率与总留着率）影响单程留着率的主要因素：车速、上网纸料浓度、纸页厚度、网案振动、脱水元件性能、真空抽吸程度、成形网形式与特点、浆料性质等。染色方法及影响染色的因素：（一）染色方法：1、浆内染色（间歇式和连续式）2、纸面染色（浸渍染色、压光机染色、涂布染色）（二）影响染色的因素：1、纸浆性质；2、打浆； 3、施胶； 4、加填；5、pH值；6、温度； 7、其他化学药剂；8、染色两面性。湿纸强度：纸页抄造过程未经干燥的湿纸页的强度（主要取决于组成纸页的纤维间摩擦力）湿强度：干燥后的纸张再被水润湿完全饱和后所具有的强度（主要依赖增湿强剂）影响湿强度的因素：主要是防止纸页再润湿和氢键被破坏的程度，所以湿强剂的性质和用量是决定纸张湿强度的主要因素。湿部化学对纸机运行有正负两方面影响： 滤水性：纤维与细小纤维以及细小纤维间形成的絮聚团对滤水性有极其重要的影响，絮团大而疏松，它们将牢固地保水和阻碍滤水；絮团小而密实，则易释放水而提高滤水性。 沉淀和结垢：湿部化学失控（如添加剂过量、电荷不平衡、化学品不相容性等）会导致沉淀物的形成或胶体凝结。 泡沫和进入的空气：植物纤维本身和几种添加剂含有能够稳定进入纸料中的空气的某些物质，会产生一系列不良影响（如降低滤水性、增加黏度、增加泡沫等）湿部化学的发展趋势： 一）酸性抄纸向中碱性抄纸转换以及由此引起湿部添