制浆造纸原理与工程思考题大全

2.纸和纸板的分类

a.文化用纸(cultural paper)泛指用于文化事业的纸张品种。

b.包装用纸(packaging paper)：泛指商品包装用的纸和纸板。

c.技术用纸(technical paper)：主要是指工业生产和科研领域用的纸品。

d.生活用纸(domestic paper)：主要包括日常生活中使用的一次性纸品、医药卫生用纸品等。

1.造纸工业中应用造纸化学品的目的和意义是什么？造纸化学品有哪些种类？它们的应用对纸张有什么直接或间接的作用？

（一）应用造纸化学品的意义：

（1）使纸张具有某些特殊的性质如获得抗水性、印刷适性、颜色、强度、柔软度等。（2）为了保护环境及充分利用能源和资源，提高产品质量。

（3）为了提高生产效率、改善操作环境。

（4）非纤维添加物质对于造纸过程是必不可少的一种物质，它是仅次于纤维原料的造纸原料，对纸张质量将起着举足轻重的作用。

（二）造纸化学品的种类和作用：

分为功能型添加物质和控制型添加物质两大类。

（1）功能型添加物质是作为纸中的一种成分，以改变纸张性质为目的。

①施胶剂和定着剂是为取得防潮抗水性能；

②填料或颜料是为了增加纸张不透明度、白度、匀整性以改善印刷适性；

③染料或有色颜料是为了使纸张着色生产色纸；

④增强剂是为了增加纸张的干强度或湿强度；

⑤纤维分散剂或柔软剂是为了改善纸张匀度或柔软性；

⑥光学改性剂是为了获得某种光学性能；

⑦特殊添加剂是为了使纸张获得某一特殊性能。

（2）控制型添加物质是为了改善生产环境，防止或消除生产故障或实现某种工艺措施，至于它们是否成为纸中的成分并不重要，其对纸页性质的影响不大或是间接的。

①助留、助滤剂；

②消泡剂；

③防腐杀菌剂；

④树脂控制剂；

⑤絮凝剂等。

7．纸张加填的目的和作用是什么？填料有哪些种类？它们有什么主要性质和特性？如何根据纸张的种类和要求选用填料？

常用填料：滑石粉（Talc）、瓷土（又称高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O））、碳酸钙

纸张加填的目的和作用

（1）、改变纸的光学性质

通过改变折光率和光散射系数，增加纸页的不透明度和亮度，并防止透印。

（2）、改善纸页的表面性能和印刷适性

加填可以改善纸页的平滑度和匀度，提高纸页的吸收性和吸墨性，并降低纸页的保水性和变形性。

（3）、赋予纸页某些特殊功能

如卷烟纸加碳酸钙，改进透气性，调节燃烧速度。导电纸加入碳黑，以获得导电性。（4）、节省纤维原料，降低生产成本

填料的价格是几角钱1kg，而纤维原料的价格是几元钱1kg。因此加填可大大节约纤维用量，并大大降低生产成本。当然，填料的加入量也不能过大，否则会大大降低纸页的强度指标。（5）、填料有大的比表面积，能吸附树脂，使纸浆中的树脂不致凝聚成大粒子，因而有助于克服树脂障碍。

加填具有一定的不利影响：

加填的纸张，由于填料分散于纤维之间，使纸的结构疏松多孔，减少了纤维间相互的接触和氢键结合，使纸页的物理强度下降。加填使纸张印刷时掉粉掉毛现象增加。加填会降低纸张的施胶度，尤其是碱性填料对酸性施胶的危害更大。

填料种类：天然填料、人造填料

填料性质：反射率、白度、颗粒形态、粒径及其分布、比表面积、颗粒电荷、pH值、溶解性、磨饰性和表面（自由）能等。

填料反射率越大，反射光的数量越多，使纸张的不透明度越高。

不同形状的颗粒，其光散射的最佳值不同。

以最佳粒径为中心的粒径分布范围越窄时，越有利于增加纸的不透明度。

比表面积高的填料会增加纸的适印性，但会削弱纸的强度，增加施胶的难度。

高磨饰性的填料会对纸机网部和印刷版造成过多的磨损。

大部分无机矿物质填料属于高表面能物质，但由于填料表面受到污染导致表面能大幅度降低。

11．什么是湿纸强度，湿强度？各自的影响因素有哪些？

湿纸强度是指纸页抄造过程未经干燥的湿纸页的强度，

湿纸强度主要取决于组成纸页的纤维之间的摩擦力。

➢纸页的湿强度是指经干燥后的纸张再被水润湿完全饱和后所具有的强度，或称再湿强度。12．湿增强度树脂有哪些种类？它们各有什么特性？强树脂增湿强作用的机理是什么？（1）、保护原有的纤维间的结合。该机理认为，湿强剂在纤维周围形成一个交错的链状网络结构，阻止纤维的吸水润涨以保持原有的纤维间的氢键结合。

（2）、产生新的抗水纤维结合键。该机理认为，湿强剂与纸浆纤维交联形成了新的共价键、氢键等抗水结合键，从而增加了纤维结合强度。

在实际应用中，湿强剂的增强是通过上述两种机理的综合作用来体现的。

13．增干强剂的种类有哪些？它们有什么性质和特性？干强剂增强作用的机理是什么？（1）干强剂能有效地增加纤维之间的结合强度。

如淀粉的自由葡萄糖羟基参与了纤维表面纤维素分子的氢键的形成，因此淀粉的加入增加了纤维间结合面上的氢键数量，从而增加了纤维间的内部结合强度。

（2）、其次是改善纸页成形，这可以提供更均匀分布的纤维之间的结合。

（3）、此外当增干强剂能够提高细小纤维留着和纸页滤水时，可以改善湿纸页的固结。14．什么是助留助滤作用？它对纸页成形状态有何关系？助留剂和助滤剂有哪些种类？如何正确使用？助留和助滤机理是什么？

（一）助留是提高填料和细小纤维的留着，助滤是改善滤水性能，提高脱水速率。

助留和助滤的目的和作用

（1）提高填料和细小纤维的留着率，减少流失，改善白水循环，减少污染。

（2）改善纸页的两面性，提高纸页的印刷性能。

（3）提高网部脱水能力，从而适应纸机车速的提高。

（二）助留剂和助留助滤剂大体上可分为三大类：

（1）无机盐类：硫酸铝、铝酸钠、聚氯化铝和聚合氧化铝络合物。

（2）天然有机聚合物类：主要有阳离子淀粉、羧甲基纤维素、改性植物胶等，这类产品效果也不很明显且用量大，主要是助留作用，为助留剂。

（3）高分子聚合物类：主要有阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚胺(PA)、聚酰胺(PPE)等。

(三)助留机理

(1)Zeta电位电荷中和助留

纸浆和大多数填料具有负电荷表面，加入阳离子助留剂后，减少了纤维与填料之间的排斥力，从而得到了较好的吸附和留着。

(2)嵌镶结合助留（补丁机理Patching）

阳离子型聚合物的强阳电荷抢先吸附部分细小组分，形成局部区域阳电荷性，这些区域再吸附带阴电荷的细小组分，从而产生镶嵌留着。

(3)形成桥联物助留（Bridging Flocculation）

具有足够链长的高分子聚合物，可在纤维、填料粒子等空隙间架桥，并形成凝聚。（四）．助滤机理

（1）电荷中和

阳离子型助留助滤剂能降低纤维、填料等的表面电荷，致使纤维和填料中充满水的结构受到破坏，使其表面定向排列的水分子被扰乱而容易释放出来。

（2）凝结与絮聚

阳离子型助留助滤剂能促进纤维和填料凝聚，使纤维和填料的比表面积降低而加速了脱水作用。

15．纤维分散的意义？常用的纤维分散剂有哪些？

纤维分散剂的作用原理

①赋予纤维表面电荷，使纤维间产生斥力(阴离子分散剂)。

②吸附在纤维表面，相当于在纤维表面附着了一层薄薄的润滑膜，起到了水溶性润滑剂的作用，减少了纤维间的摩擦力，减少了纤维间相互黏着的机会，使纤维相互滑过而不致缠结。

③分散剂的加入使得浆水的黏度增高，浆液黏度的增加大大限制了纤维在水中的运动自由度，使纤维不相互接触，减少了纤维间的絮聚，改善了纤维成形交织的能力。

16．纸料消泡和除气的意义是什么？消泡剂和除气消泡剂有哪些种类？各有什么性质和特点？

（一）泡沫的产生