制浆造纸培训

造纸制浆基础知识培训主要内容造纸纤维纤维类型木材纤维的性质制浆造纸技术制浆造纸流程打浆对纤维的作用打浆对成纸性能的影响纤维性质对纸性能的影响再造烟叶产品现状主要物理指标存在问题讨论亟需开展的研究？造纸纤维类型纤维原料木材纤维原料非木材纤维原料矿物纤维化学合成纤维动物纤维植物纤维针叶木阔叶木裸子植物门松柏纲植物因叶多为针状，故称为针叶木。商业上称为软木。如：云杉、冷杉、马尾松、落叶松、红松、白松。被子植物门的木本植物是阔叶的,故称为阔叶材。商业上称为硬木。如：杨木、桦木、枫木、桉木、榉木、槭木、相思木等。禾本科纤维原料韧皮纤维原料籽毛纤维原料叶部纤维原料针叶木西部铁杉Tsugaheterophylla叶部针叶木阔叶木杨木植物纤维洞庭湖湿地出产的芦苇（草类纤维）竹子（竹类纤维）棉花（种毛纤维）木材纤维的性质①木材的化学成分②细胞壁的结构③细胞类型①木材的化学成分木材细胞纤维素由葡萄糖单元连接起来的线型聚合物（多糖）半纤维素由木聚糖、葡甘聚糖、半乳葡甘聚糖、阿拉伯半乳聚糖及半乳聚糖构成的多糖聚合物（杂多糖）。增加纤维内部或之间的结合，对制浆和纸的性质是有益的。木素即木材的胶（与半纤维素一起将木材细胞结合起来），控制着细胞壁内的水分含量。抽提物主要是树脂酸和脂肪酸以及酯、蜡、萜类和酚类成分，它们可较容易地在碱性条件下脱除。抽提物可干扰漂白过程。植物纤维原料主成分包括纤维素、半纤维素和木素三种。次成分包括果胶、淀粉、丹宁、色素、树脂、脂肪、蜡质、灰分等。组分木材含量/%硫酸盐浆含量/%松木桦木松木桦木纤维素39407364半纤维素3037↗1932木素2720↘64抽提物4311一般来说，阔叶木纸浆比针叶木纸浆含有较多的半纤维素（28%-42%）和较少的木素（17%-25%）。阔叶木中的纤维素含量与针叶木的近似（40%-48%）。硫酸盐法制浆后，针叶木和阔叶木纸浆的纤维素含量增加，而半纤维素、木素和抽提物的含量减少。↘↗纤维素存在于一切植物的细胞壁内，是植物纤维的主要成分，约占40-98％，它是在制浆过程中应极力设法保留的部分。半纤维素是非纤维素的碳水化合物，半纤维素的结构疏松无定形，易于吸水润胀，易溶于稀碱液。半纤维素也是在制浆过程中应该极力保留的部分。木素是由苯丙烷结构单元构成的芳香族的天然高分子化合物，不是单一的物质，是这一类性质相似物质的总称，是一种无定形结构的物质，原料中含木素愈多，则制浆愈困难，因木素使纤维互相粘在一起。化学制浆就是用化学药品使纤维原料中的木素溶出，使纤维互相分离成浆。②细胞壁的的结构组成成纤维素链（30-40个）微纤丝（直径3-5nm）纤丝（20nm）或片晶无定形半纤纤维素和木木素位于微微纤丝之间间的空间细胞壁由嵌嵌在半纤维维素和木素素的无定形形基质中的的纤维素微微纤丝组成成。纤维素骨架架中的最小小结构单元元葡萄糖基纤维素分子子链微纤丝纤丝细胞壁物理作用骨架物质（钢筋）基体物质（沙石）结壳物质（水泥）以纤维素的的微纤丝状状态存在于于细胞壁中中，赋予细细胞拉力强强度。在细细胞壁的各各个层次按按不同的方方向排列，，起到骨架架物质的作作用。微纤纤丝的排列列方向不但但决定着木木材各向异异性的特征征，而且分分出了细胞胞壁的各个个壁层。指半纤维素素和其它碳碳水化合物物。渗透于于骨架物质质，增加细细胞的刚性性。木素，遍布布于细胞壁壁之中，使使细胞获得得硬度。木材纤维的的性质——细胞壁的结结构细胞壁各层层的理化结结构植物纤维构造外观厚度/µm化学组成特性初生壁（P）一层类似塑料的多孔层薄膜，纤维呈网状排列，各向同性0.1-0.2木素含量较高只能透水，不能润涨，在打浆时会限制次生壁中层的润涨次生壁外层（S1）过渡层，接近P层0.2-0.3接近P层接近P层次生壁中层（S2）细纤维排列高度各向异性，且与纤维的轴向呈一定的角度1.0-5.0µm木素含量较低纤维的纵向结合强度大，横向的结合强度弱，沿纤维的横向润涨较为容易次生壁内层（S3）约1木素含量较低③细胞类型型针叶木长的管胞或纤维（90%-95%）：造纸纤维的基础射线细胞（<10%）：窄而短的细胞（长度<0.2mm）阔叶木纤维管胞和韧性纤维（30%-70%）导管（15%-40%）:短的（0.3-0.6mm）、大直径的（30-130mm）细胞薄壁细胞（5%-30%)典型纸浆纤纤维的一些些形态学性性质木材类型中文名长度/mm宽度/µm细胞壁厚度/µm纤维粗度/（mg/m）针叶木香脂冷杉3-3.528-352.1-30.22-0.25欧洲赤松挪威云杉黑松黑云杉白云杉火炬松3.5-4.235-402.6-4.20.29-0.48湿地松长叶松短叶松花旗松加州铁杉辐射松阔叶木桦木1.0-1.218-302-40.08-0.11山毛榉1.0-1.316-293-5约0.12桉木0.9-1.011-1330.05-0.08杨木1.210-35约4主要内容造纸纤维纤维类型木材纤维的性质制浆造纸技术制浆打浆对纤维的作用打浆对成纸性能的影响纤维性质对纸性能的影响再造烟叶产品现状主要物理指标存在问题讨论亟需开展的研究？制浆造纸技技术制浆什么是制浆浆？将造纸原料料分散为单单根纤维的的过程叫制制浆，获得得的产品称称为纸浆。。制浆目的：：溶出原料中中的木素，，使原料分分离成单根根的纤维，增加加纤维的比比表面积（（单位重量量纤维的表面积））。制浆制浆的基本本要求：在纤维尽量量不受或少少受损失的的前提下，，消耗较少少的动力，，将植物纤纤维分离成成单体纤维维，使浆料料具备一定定的比表面面积和交织织性能，为为纤维之间间的重新结结合创造条条件。制浆的基本本过程：备料制浆洗涤筛选漂白筛选制浆前把粗粗长的木材材、禾草切切成小块的的料片并去去除杂质的的操作制浆方法化学法制浆浆化学法制浆浆原理：用化学药液液蒸煮料片片，在高温温下化学药药剂与料片片中的木素素反应生成成水溶物，，使纤维分分离分散成成为浆料。。化学学浆浆的的特特点点：：这种种方方法法制制得得的的纸纸浆浆大大致致保保留留了了纤纤维维的的天天然然长长度度，，去去除除了了大大部部分分木木素素，，能能用用来来生生产产强强度度高高、、柔柔软软的的高高档档纸纸。。缺点点：：得得率率低低，，污污染染大大。。机械械法法制制浆浆用物物理理方方法法将将植植物物纤纤维维原原料料分分散散成成纤纤维维，，生生产产过过程程中中不不使使用用任任何何化化学学药药品品。。原理理：：通通过过机机械械摩摩擦擦、、剪剪切切、、撕撕裂裂、、切切割割等等作作用用将将原原料料分分散散成成纤纤维维。。特点点：：得得率率高高、、无无污污染染。。因因保保留留了了所所有有成成分分（（杂杂细细胞胞、、木木素素））及及对对纤纤维维的的切切断断，，使使得得用用这这种种浆浆生生产产的的纸纸强强度度低低、、发发脆脆，，漂漂白白后后发发黄黄等等。。化学学机机械械法法制制浆浆先用用温温和和的的化化学学法法处处理理原原料料，，然然后后磨磨解解成成浆浆。。特点点：：两两段段制制浆浆，，包包括括化化学学预预处处理理和和机机械械后后处处理理两两个个阶阶段段。。化学学预预处处理理（（浸浸渍渍））是是用用化化学学药药剂剂将将原原料料的的非非纤纤维维成成分分溶溶解解掉掉，，实实现现纤纤维维的的软软化化，，使使纤纤维维组组织织松松弛弛，，更更适适于于磨磨浆浆。。生物法制制浆以微生物物或其制制品（酶酶）对木木片进行行预处理理，然后后用机械械法或化化学机械械法制浆浆。生物处理理的目的的：有选选择性地地分解（（降解））原料中中的木素素，尽可可能减少少碳水化化合物的的损失。。从而降降低磨浆浆能耗，，减轻废废水污染染，提高高制浆强强度。制浆纤维维机械改改性又称叩解解，凡是是浆料中中的纤维维受到剪剪切力的的作用均均称为打打浆。利利用机械械作用处处理悬浮浮于水中中的纸浆浆纤维，，使其具具有适应应在造纸纸机上生生产所要要求的特特性，并并使所生生产的纸纸张能达达到预期期质量的的操作过过程。打浆打浆的目目的和意意义分散纤维，改变纤维的表面状态满足同种原料生产多种纸的需要满足不同浆种生产同种纸的需要打浆术语语1、打浆度度——也叫叩解解度。表表示纸浆浆滤水快快慢的程程度，衡衡量打浆浆情况的的一个指指标。2、纤维长长度——通常是指指纸料中中纤维的的平均长长度。3、纤维湿湿重——是间接表表示纤维维长度的的一个指指标。使使一定量量的稀释释纸料通通过框架架，称量量挂在框框架上的的湿纤维维重量即即为纤维维湿重。。4、纤维帚帚化率——是指纸料料中经打打浆后纤纤维受到到分丝帚帚化的数数目占总总纤维数数目的比比率。5、保水值值——指在一定定条件下下用高速速离心机机甩去纸纸料中的的游离水水而保留留纤维内内的结合合水，用用以表示示纤维润润胀和细细纤维化化的程度度，从而而间接的的衡量纤纤维之间间结合力力的大小小和预计计到成纸纸的强度度。用结结合水量量对绝干干纤维量量％表示示，即：：保水值＝＝（甩甩干后湿湿浆重－－绝干重重）/绝干重×100％（一）打打浆对纤纤维的作作用①细胞壁壁的位移移和变形形打浆的机机械作用用是次生生壁中层层的细纤纤维同心心层发生生位移和和变形，，使细纤纤维之间间的间隙隙增大，，水分子子更容易易渗入，，为纤维维的润涨涨创造了了有利条条件，使使纤维变变得柔软软，对初初生壁和和次生壁壁外层的的破除起起到了重重要的②初生生壁和和次生生壁外外层的的破除除由于初初生壁壁和次次生壁壁外层层木素素含量量较多多，能能透水水而不不能润润涨，，并紧紧紧地地束缚缚次生生壁中中层，，使次次生壁壁中层层的细细纤维维得不不到松松散和和润涨涨。需需要通通过打打浆的的机械械作用用和纤纤维之之间的的相互互摩擦擦将初初生壁壁和次次生壁壁外层层破除除，才才能使使次生生壁中中层充充分的的润涨涨和细细纤维维化。。③润胀胀难以润润胀的的P层和S1层被破破除后后，S2层便开开始润润胀，，由于于S2层的各各向异异性的的结构构，因因而有有可能能发生生润胀胀。润润胀的的结果果，有有使纤纤维直直径增增大的的趋势势，并并变得得柔软软可塑塑。又又因吸吸水润润胀，，纤维维的比比容有有所增增加，，使纤纤维细细胞壁壁的结结构变变得松松弛，，降低低了细细纤维维之间间的内内聚力力，为为打浆浆机械械的进进一步步细纤纤维化化作用用提供供了基基础。。润胀胀与纤纤维中中所含含的亲亲水性性物质质（即即半纤纤维素素）有有关。。④横向向切断断切断——纤维横向发生生断裂的现象象。纤维的切断与与润胀有一定定的关系。纤纤维吸水润胀胀后具有良好好的柔韧性，，纤维就不容容易被切断。。纤维润胀不不良而挺硬时时，则容易切切断。纤维切切断后，断口口增加，有利利于水分的渗渗入，又能促促进纤维的润润胀作用。纤维切断——有利于纤维的的分丝帚化和和细纤维化。。长纤维经适当当切断后，可可以提高纸张张的匀度和平平滑度，但过过度切短会降降低纸张的强强度，特别是是撕裂度。所所以应根据纸纸种的要求和和原料的特性性，严格控控制纤维切断断的程度。⑤细纤维化作用用是指纤维的纵纵向分裂和帚帚化作用。纵向分裂——从纵向将纤维维劈开。帚化——是指纤维两端端的分丝和起起毛现象。纵向分裂帚化（二）打浆对对杂细胞的作作用杂细胞的特点点：壁薄且呈呈粗粒状，α－纤维素含量量低而半纤维维素含量高。。薄壁细胞易打打烂；半纤维维素含量高易易润胀；粗粒粒状则刀片难难以“抓”到到，一旦抓到到，即被打烂烂，因此杂细细胞在打浆过过程中主要是是润胀和打烂烂，而不能细细纤维化。这这也是草浆难难打浆的原因因。纤维数量大，，打浆过程中中，各根纤维维所受外力不不同，受到摩摩擦、挤压等等力较大的纤纤维，其初生生壁和次生壁壁外层的除去去较易些，因因而纤维吸水水润胀和细纤纤维化较好；；反之，有的的纤维在破除除初生壁和次次生壁外层之之前，就受到到较强的剪切切力作用，纤纤维受到横间间切断的可能能性就较大。。因此，在打打浆过程中往往往出现这样样的现象：在在打浆初期即即有一小部分分纤维吸水润润胀并产生细细纤维化，而而在打浆后期期还有的纤维维的初生壁和和次生壁外层层尚未破除。。如果后一现现象较多时，，即说明打浆浆很不均匀。。因而，在打打浆过程中，，应尽量采取取措施，保证证打浆的均匀匀性。打浆对纤维性性能的影响打浆度↗，纤纤维润胀和细细纤维化↗，，比表面积↗↗，游离羟基基↗，结合力力不断↗。结合力起始上上升快，说明明润胀和细纤纤化很快，中中期上升渐慢慢，说明外表表已暴露，结结合面积增加加速度越来越越慢。后期，，曲线逐渐平平直，说明已已高度细纤化化，再进一步步提高结合面面积已很困难难，结合力达达到最高点。。纤维平均长度度近乎直接下下降，其斜率率大小取决于于打浆方式，，如重落刀，，纤维长度下下降快。反之之轻落刀，纤纤维切断少，，纤维平均长长度下降慢。。结合力和纤维维平均长度是是影响其他指指标的主要因因素。打浆对纤维性性能的影响裂断长裂断长是造纸纸生产中衡量量纸页的抗张张强度指标。。主要受纤维维间结合力和和纤维平均长长度的影响，，同时与纤维维的交织排列列和纤维自身身的强度等也也有关。曲线特征：初期上升很快快，中期缓慢慢并达到最高高点，后期下下降。在打浆初期，，主要影响纸纸张裂断长的的是纤维结合合力；随着打打浆时间的延延长，纤维结结合力虽然也也继续有所提提高，但是由由于纤维平均均长度的继续续下降，也会会影响到裂断断长的变化。。这种对比关关系，自然就就会使纸张的的裂断长产生生转折点，而而转折现象产产生的早晚则则与打浆方式式有密切的关关系。此外，，纤维本身的的强度和在造造纸机铜网上上形成纸张的的过程，也会会在一定程度度上直接影响响纸张的裂断断长。打浆对纤维性性能的影响耐折度指在一定张力力下所能承受受的180°往复的折叠次次数。主要影影响因素：纤纤维的平均长长度、纤维结结合力、纤维维在纸页中的的排列、纤维维本身的强度度和弹性等，，最主要的是是纤维平均长长度。撕裂裂度度表示示纸纸张张抗抗撕撕裂裂的的能能力力。。主主要要影影响响因因素素是是纤纤维维的的平平均均长长度度，，其其次次是是纤纤维维结结合合力力、、纤纤维维排排列列方方向向、、纤纤维维强强度度和和纤纤维维交交织织情情况况。。紧度度主要要影影响响因因素素：：打打浆浆度度、、制制浆浆种种类类、、半半纤纤维维素素含含量量、、网网上上脱脱水水情情况况及及压压榨榨和和压压光光的的压压力力等等。。制制浆浆的的打打浆浆度度越越高高，，半半纤纤维维素素含含量量越越多多，，加加压压越越大大，，成成纸纸的的紧紧度度就就不透明度

主要影响因素：纤维结合力。打浆度越高，不透明度越低。伸长率和伸缩性

伸长率指纸张受到张力至断裂时，伸长的百分率，伸缩性是表示纸张浸入水中或在不同湿度增湿或减湿时，尺寸的变化。伸长率和伸缩性都随打浆度的提高而上升。主要影响因素：打浆方式、制浆种类、纤维素的含量、纤维本身的强度和弹性、纤维的长度和纸页干燥时所受的张力大小等。吸收性和透气度吸收性表示纸张吸收水或其他液体的能力，透气度是鉴别纸层中间含有空隙的程度，也是检查纸张防潮能力的指标之一。吸收性、透气度随着打浆度的增加而降低，与结合力曲线相对称。

打浆浆的的基基本本矛矛盾盾纤维结合力纤维的长度随打浆度，纤维结合力，纸页的紧度、收缩率，纸页的吸收性、透气度，有利于提高纸页的各种强度；随打浆度持续，纤维的长度不断变短，纸页的各种强度指标。影响响纤纤维维结结合合力力的的主主要要因因素素打浆纸料种类半纤维素纤维素木素纤维长度胶料、明胶、填料纤维维性性质质对对纸纸性性能能的的影影响响（（一一））纤维性质匀度紧度抗张强度耐破度撕裂度耐折度光散射系数粗糙度纤维维越越短短，，越越利利于于成成型型，，纤纤维维越越细细，，匀匀度度越越好好，，长长纤纤维维易易絮絮聚聚；；纤维维长长度度和和粗粗度度均均降降低低时时，，纤纤维维有有形形成成一一个个更更加加紧紧凑凑的的网网络络系系统统趋趋势势；；抗张张强强度度取取决决于于纤纤维维的的长长度度和和纤纤维维的的内内在在强强度度———当纤纤维维结结合合较较弱弱时时，，抗抗张张强强度度主主要要受受纤纤维维结结合合的的控控制制，，如如果果纤纤维维结结合合程程度度大大，，抗抗张张强强度度主主要要受受纤纤维维内内在在强强度度的的影影响响；；抗抗张张随随纤纤维维长长度度增增加加而而提提高高，，但但当当纤纤维维长长度度达达到到一一定定程程度度时时，，抗抗张张强强度度主主要要受受纤纤维维强强度度控控制制，，不不再再受受纤纤维维长长度度的的影影响响。。纤维维性性质质对对纸纸性性能能的的影