植物纤维形态对纸张性能的影响

植物纤维形态对纸张性能的影响第1页，共38页，2023年，2月20日，星期六多数杂细胞由于腔大、壁薄、长度短，制浆时会吸收大量蒸煮药液；洗浆时会堵塞洗浆机洗鼓的网孔，降低洗涤能力；成纸强度低；表皮细胞在碱法制浆中会增加废液的硅含量，在酸法制浆中则成片状存在、增加纸病。原料的杂细胞含量越高，其制浆造纸价值就越低。制浆造纸价值：棉花及麻类＞针叶材原料＞阔叶材原料＞禾本科原料。

杂细胞对制浆造纸的影响第2页，共38页，2023年，2月20日，星期六(二)纤维形态及其与纸张性质的关系纤维形态包括纤维的长度、宽度、壁厚、腔径等基本形态指标外，还包括长宽比、壁腔比以及纤维的粗度等。第3页，共38页，2023年，2月20日，星期六

∑niLi数量平均长度=———————∑ni

∑niLi2质量平均长度＝———————

∑ni

Li∑ni

Li3二重质均纤维长=——————∑ni

Li2ni:某级分中纤维数目；Li：某级分中纤维平均长。1．纤维的长度（书38页）第4页，共38页，2023年，2月20日，星期六2．纤维形态的频率分布n’分布频率＝————X100(%)

n将纤维按不同长度（或宽度）的大小分级，计算每一级分纤维根数占纤维总数量的百分比例，可得数量分布频率或质量分布频率。第5页，共38页，2023年，2月20日，星期六第6页，共38页，2023年，2月20日，星期六(二)纤维形态及其与纸张性质的关系

纤维长度

1．长宽比=-----------------

纤维宽度

长宽比大的纤维，成纸时单位面积中纤维之间相互交织的次数多，纤维分布细密，成纸强度高，特别是撕裂度、裂断长、耐折度等强度指标。（书39页表1-19）一般认为长宽比小于45的原料，应用价值很低。第7页，共38页，2023年，2月20日，星期六2．壁腔比

2X细胞单壁厚度壁腔比=——————————

细胞腔直径CellwallthicknessWidth第8页，共38页，2023年，2月20日，星期六

2X细胞单壁厚度刚性系数=—————————X100

纤维直径

细胞腔直径柔性系数=————————X100

纤维直径第9页，共38页，2023年，2月20日，星期六纤维的壁腔比不同，则它们的柔软程度不同。壁腔比小（即纤维的柔软性好）的纤维，成纸时纤维间的接触面积较大，故结合力强，成纸的强度高；反之，壁腔比大的纤维则较僵硬，成纸时纤维间的接触面积较小，结合力小，成纸的强度差。第10页，共38页，2023年，2月20日，星期六

壁腔比<1为很好原料；壁腔比=1为好原料；壁腔比>1为劣等原料。第11页，共38页，2023年，2月20日，星期六图：理想的纤维结构厚壁纤维A与薄壁纤维比较。《制浆造纸工程大全》P19第12页，共38页，2023年，2月20日，星期六PaperonCloseExamination

第13页，共38页，2023年，2月20日，星期六3．纤维的粗度(Coarseness)每100m长度的绝干纤维的质量(mg)，用decigrex(dg)表示。W=30CWT=5W=40CWT=5W=30CWT=10W=40CWT=10IncreasingCoarseness[mg/m]Relativeamountofmaterialinfibre第14页，共38页，2023年，2月20日，星期六纤维粗度大于30dg的纸浆，造纸的纸页较粗糙，平滑度低；小于10dg者，纸页细腻，平滑度好，但是裂断长、耐破度、撕裂度及耐折度下降。第15页，共38页，2023年，2月20日，星期六4.纤维的卷曲因子（Formfactor或CurlIndex）D

L

Formfactor=D/LCurlIndex=L/D-1第16页，共38页，2023年，2月20日，星期六6.扭结指数（Kinkindex）MeasurementofanglesReportedaccordingtoKibblewhite’skinkindexformula第17页，共38页，2023年，2月20日，星期六Principleofmechanicalrefining.Woodchipsarefedintotherefiningzonewheretheyaredisintegratedbetweentwogrooveddiscsofwhichatleastoneisrevolving.纤维的扭结是指由于纤维细胞壁受损而产生的突然而生硬的转折。第18页，共38页，2023年，2月20日，星期六扭结指数可用单位长度上扭结平均个数（个/mm）或单根纤维上扭结平均个数（个/单根纤维）表示。第19页，共38页，2023年，2月20日，星期六定义：1）造纸原料中长度等于或小于0.2mm的纤维2）造纸原料中通过纤维筛分仪的200目筛（0.074mm）的纤维来源：1）初级细小纤维：木材中原有的小颗粒，如切断的纤维、导管分子、纹孔、射线细胞和薄壁组织细胞（量少）；2）二次细小纤维：浆料在生产和后续的抄造过程中通过机械处理产生的纤维壁碎片（量多）。6.细小纤维（fines)第20页，共38页，2023年，2月20日，星期六影响1）纸机的运行过程，比如留着、滤水、白水回收系统、助剂效用、干燥速度等；2）纸张的性能，比如纸张结构、物理强度性能、光学性能、印刷性能等。第21页，共38页，2023年，2月20日，星期六(三)纤维形态测定1．纤维的长、宽度测定台式投影仪进行；KajaaniFS（100/200/300）型纤维质量自动测量仪；纤维质量分析仪（FQA）Fibermaster/Fibertester第22页，共38页，2023年，2月20日，星期六第23页，共38页，2023年，2月20日，星期六第24页，共38页，2023年，2月20日，星期六Kajaani100纤维分析仪工作原理图第25页，共38页，2023年，2月20日，星期六Kajaani300第26页，共38页，2023年，2月20日，星期六OpticsModuleSampleoutCapillarySampleinFibredetectorDetectorlightsource(Laser)PolarizersMeasurement(CCD-camera)MeasurementlightsourceLEDOpticsbodySampleloop样品回路漏斗毛细管排出Detectionloop检测回路激光1st

偏振器毛细管2nd

偏振器纤维检测器Measurementloop测量回路发光二极管毛细管CCD照相机Measurement测量第27页，共38页，2023年，2月20日，星期六Fibermaster第28页，共38页，2023年，2月20日，星期六Fibertester第29页，共38页，2023年，2月20日，星期六FiberQualityAnalysis

OpTestEquipmentInc.Hawkesbury,ONCanada第30页，共38页，2023年，2月20日，星期六ValuesMeasuredByTheLaboratoryFQA

FiberLengthFiberWidthFiberCurlFiberKink%FinesCoarsenessHWD/SWDRatioShives第31页，共38页，2023年，2月20日，星期六(四)纤维粗度和细胞壁厚

对纸张性能的影响第32页，共38页，2023年，2月20日，星期六WetFiberFlexibilityPaavilainen,L.,Importanceofcoarsenessandfiberlengthinpapermaking.TappiInternationalProcessandProductQualityConference,10/1988.pp.99-109.第33页，共38页，2023年，2月20日，星期六ApparentSheetDensityPaavilainen,L.,Importanceofcoarsenessandfiberlengthinpapermaking.TappiInternationalProcessandProductQualityConference,10/1988.pp.99-109.第34页，共38页，2023年，2月20日，星期六TensilestrengthPaavilainen,L.,Importanceofcrossdimensionalfiberpropertiesandcoarsenessforthecharacterizationofsoftwoodsulphatepulp.PaperijaPuuvol.75,5(1993),pp.343-351.第35页，共38页，2023年，2月20日，星期六WetFiberFlexibilityPaavilainen,L.,Wetfiberflexibilityandcollapsibilityofsoftwoodpulpfibres.PaperijaPuu75(1993)9-10,pp.689-702.第36页，共38页，2023年，2月20日，星期六Surma-Slusarska,B.,Surewitz,W.,Theeffectofchemicalcompositionandanatomicalstructureofwoodontheyieldandpropertiesofkraftpulps.

CelluloseChemistryTechnology,15,1981,pp.77-97.ApparentSheetDensity第37页，共38页，2023年，2