造纸原理部分答案

绪论

简述造纸生产流程及任务

打浆——添料——纸料前处理和流送——纸的抄造和整理

a、打浆：对纸浆纤维进行必要的切短和细纤维化处理，以便取得生产纸或纸板所要求的物理性质和机械强度等性能。

b、添料：添加色料、填料、胶料、助剂等；为了减少墨水对纸的浸渍、改善纸的白度、不透明度和印刷性能、改变纸的颜色或色调以及赋予纸张特定的性质（例如提高干、湿强度等），需要在打浆的同时或在打浆后的贮浆池中加入胶料、填料、色料和其它助剂进行添料。

c、纸料前处理和流送：净化、精选、流浆箱中的布浆、整流、上网；

打浆、添料后的纸料中难免混入金属或非金属杂质、纤维束或浆团和空气，需要对纸料进行净化、筛选、脱气等前处理，以免影响成品纸的质量和给造纸过程带来困难。纸料的流体特性，使得纸料很容易输送到各个工段。

d、纸（纸板）的抄造和整理：净化、筛选、脱了气的纸料流送进入流浆箱，均匀分布在造纸机网部脱水，首先抄成湿纸，接着经过压榨→干燥→压光→卷取→切纸→选纸或复卷→打包→入库。

第一章打浆

1．什么叫打浆？

打浆——利用物理方法处理悬浮于水中的纸浆纤维，使其具有适应纸机生产上要求的特性，并使所生产纸张能达到预期的质量。

2．打浆的目的和任务是什么？打浆前后浆料性质有什么变化？打浆的主要任务：（一）改变纤维的形态，使纸浆获得某些特性（如机械强度、物理性能和胶体性质），以保证纸页的抄造质量。

（二）通过打浆调节和控制纸料在网上的滤水性能，以适应造纸机生产的需要，使纸页获得良好的成形，改善纸页的匀度和强度指标。

打浆作用的性质：打浆是物理变化，打浆作用对纸浆产生的纤维结构和胶体性质的变化，都属于物理变化，并不引起纤维的化学变化或产生新的物质。

注：打浆作用会使纤维表面暴露一些新的基团，但这是纤维本身原有的，与化学变化无关。

3．打浆对纤维的作用原理是什么？六种主要作用：（一）细胞壁的位移和变形（二）初生壁和次生壁外层的破除（三）吸水润胀（四）细纤维化（五）横向切断或变形（六）产生碎纤维片4．纤维结合力有哪几种？试用氢键理论解释纸页的强度是如何获得的？

纸的强度取决于①成纸中纤维间的结合力②纤维本身的强度③纸中纤维的分布和排列方向，而最终决定纸页强度的，是成纸中纤维间的结合力。

纤维的结合力有四种：氢键结合力；化学主价键力；极性键吸引力；表面交织力

其中，氢键的结合力最重要，与打浆的关系最密切。打浆的主要目的之一就是增加氢键结合力，从而提高成纸的强度。

纤维间氢键的形成过程（I）----通过水分子形成的水桥连接

氢键理论认为，水与羟基极易形成氢键。经过打浆的纸料纤维，可以通过偶极性水分子与纤维形成纤维-水-水-纤维的松散连接的氢键结合。

纤维间氢键的形成过程（II）----单层水分子形成的氢键结合

当纸料在网上滤水后，经过压榨进一步脱出水分，使两纤维间的距离靠拢，在纤维间形成了比较有规则的单层水分子连接的氢键结合，即纤维-水-纤维的氢键结合。纤维间氢键的形成过程（III）----过程完成，形成氢键结合

纸页经加热干燥进一步脱除水分，水分蒸发时，纤维受水的表面张力作用，使纸页收缩，纤维进一步靠拢，从而使纤维素分子间的羟基距离小于2.8 Å，最终形成了氢键结合，即纤维-纤维间的氢键结合氢键理论认为，打浆过程的机械作用增大了纤维的外表面，游离出大量极性羟基（-OH+）,水与羟基极易形成氢键结合，形成极性水分子的胶体膜，当水分子蒸发时，相邻纤维间的羟基通过相面结合，从而将纤维结合在一起。这就是纸张强度增加的主要原因。氢键形成的条件：有游离羟基的存在；两羟基之间的距离在2.8 Å以内。

纤维的吸水润胀和细纤维化，都会使纤维的游离羟基增加，促进纤维间的氢键结合，从而提高纸页的物理强度。

7．目前打浆设备分为哪几种类型？

间歇式主要是槽式打浆机；连续式主要有锥形磨浆机、圆柱磨浆机、圆盘磨浆机

8．打浆有哪几方式？

根据纤维在打浆中受到不同的切断、润胀、及细纤维化的作用，将打浆方式分为四种类型：长纤维游离状打浆、短纤维游离状打浆、长纤维粘状打浆、短纤维粘状打浆。

9．低浓打浆和高浓磨浆的原理是什么？

低浓打浆：主要靠刀片直接对纤维进行冲击、剪切、压溃和摩擦。

高浓打浆原理：与低浓打浆相比，高浓打浆作用不是靠磨盘直接作用于纤维，而是依靠磨盘间高浓浆料间的相互摩擦、挤压、揉搓和扭曲等作用使纤维受到磨浆，同时产生大量的摩擦热，使浆料软化，有利于浆料的解离。

11．什么叫打浆度？

打浆度，反映浆料脱水的难易程度，综合的表示纤维被切断、分裂、润胀和水化等打浆作用的效果。

13．打浆对纸张性质有什么影响？为什么强度（裂断长，撕裂度，耐折度，耐破度）曲线随着打浆度升高出现转折现象？（1）打浆对纸页性质

a)打浆性能曲线逐步上升(如纤维的结合力、紧度和收缩率）；b)与结合力成正比的强度指标，都是先升后降（各种强度曲线）；

c)与纸页致密程度有关的指标，均随打浆程度加深而下降（如纤维平均长度、透气度和吸收性）。

（2）打浆存在一组基本矛盾：就是纤维的结合力和纤维的平均长度。随着打浆度的提高，纤维的结合力不断上升，并有利于提高纸页的各种强度。但另一方面，随着打浆度的继续提高，纤维的长度不断减短，使纸页的各种指标下降。

（3）打浆与纤维结合力的关系：

随着打浆度的增加，纤维润胀和细纤维化增加，纤维的比表面积增大，游离出更多的羟基，促进纤维间的氢键结合，使纤维结合力不断上升。

曲线特征：初期上升很快，逐渐缓慢达到最高点。（一）裂断长

主要受纤维间结合力和纤维平均长度的影响。同时与纤维的交织排列和纤维自身的强度等也有关。曲线特征：初期上升很快，中期缓慢并达到最高点，后期下降。

（二）撕裂度：主要受纤维平均长度的影响，其次是纤维结合力、纤维排列方向、纤维强度和纤维交织情况等。

曲线特征：初期上升很快，中期缓慢并达到最高点，后期下降。（比耐折度下降要早）（三）耐破度(Bursting Strength)----纸页所能承受的最大压力。

主要受纤维间结合力和纤维平均长度的影响。同时与纤维的交织排列和纤维自身的强度等也有关。曲线特征：初期上升很快，中期缓慢并达到最高点，后期下降。

比裂断长的曲线下降早一些，因为纸张在破裂时，不仅受到拉力，同时也受到撕力作用的影响。

（四）耐折度---纸页在一定的张力下承受180度往复折叠的次数。

主要受纤维平均长度、纤维间结合力、纤维在纸页中的排列，纤维本身的强度和弹性等。曲线特征：初期上升很快，中期缓慢并达到最高点，后期下降。（与耐破度曲线相似，转折点出现的更早些）

第二章造纸化学品及其应用

2．施胶的方法有哪几种？纸内施胶（浆内施胶）；纸面施胶（表面施胶）；双重施胶（浆内和表面均施胶）