打浆工艺概述:草浆打浆机理

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外,还有表皮细胞、导管、薄壁细胞等,后者统称为非纤维细胞。这些非纤维细胞在麦草中约占40%(面积法)。另外,一般说来,草类纤维的长度又较短。

用普通显微镜和电子显微镜观察,发现麦草纤维细胞壁也是分为初生壁(P),次生壁外层(S)、次生壁中层(S2)、次生壁内层(S3),其中以次生壁中层最厚。麦草的薄壁细胞的细胞壁也分三层,内、外层较薄,而中层较厚。此外,导管亦分为初生壁、次生壁外层、次生壁中层、次生壁内层等几层。

多年来,一直认为草浆不易打浆,即草浆不易实现外部细纤维化。我国一些研究者近年来对麦草化学浆进行了研究,在实验室用球磨对用NaOH+Na2S蒸煮的草浆进行磨浆,在磨浆过程中取样,用光学显微镜和电子显微镜进行观察,并在不同磨浆条件下抄成纸页测定其物理强度,以探讨在打浆过程中纤维形态的变化,试图找到使草浆较易取得细纤维化的方法,确定草浆的较合理的打浆途径。

用普通显微镜观察,磨浆过程纤维形态主要经历以下的变化:磨浆一开始纤维就起毛,薄壁细胞则因其壁薄而开始破碎;随后纤维就掉下了一些碎片,有如剥皮一样,随着磨浆作用加剧而逐渐剥下,这些易于剥下的部分是纤维的初生壁。麦草纤维的初生壁亦是网状结构,不会像次生壁中层那样在打浆时出现纵裂状细纤维化。初生壁像一层易破裂而发脆的皮肤,或像一个套筒裹在次生壁的外面,在打浆刚开始的阶段就被剥落下来。当初生壁被剥落干净以后,纤维就显得光滑。磨浆继续进行,纤维形态变化不大,而切断逐渐增多。在磨浆过程中,纤维不断吸水润胀,渐渐变得柔软。一直到80~90。SR时,纤维才有较明显的纵裂分丝。在此以后,纤维继续发展外部细纤维化,但此时纤维已被切得相当短,在显微镜视野内很难找到完整长度的纤维。原浆纤维长度0.79毫米,磨了18万转之后,打浆度为93。SR,而纤维长度被打短到0.44毫米,长度下降近于一半。

麦草的薄壁细胞多,在打浆过程中很易破碎,这是使麦草浆打浆度迅速升高的一个重要原因。这种由于薄壁细胞破裂而引起的打浆度升高,势必使麦草浆在抄纸过程中发生滤水困难。研究者用筛分器先把麦草浆部分非纤维细胞筛除,然后进行磨浆试验。试验结果表明,除去部分非纤维细胞后,浆张强度明显地得到改善。但是,筛除非纤维细胞后的麦草浆在磨浆过程中的纤维形态变化,其规律与未筛除非纤维细胞前相同,也就是说,麦草纤维依然很难取得细纤维化。这就说明麦草纤维这所以难于纤维化,并不是因为有薄壁细胞等杂细胞的存在,而仅仅是纤维本身的一种特性。

通过观察磨浆过程纤维形态的变化,可以看出,麦草纤维是可以实现外部细纤维化的,

察其纤维形态变化。很显然,木浆易于细纤维化。麦草纤维为什么难于细纤维化?过去一般认为,这是由于麦草纤维的初生壁不易剥落,难于润胀,从而妨碍了细纤维化。最近的研究结果表明,麦草纤维的初生壁在磨浆开始阶段就很易剥落下来。根据观察认为,与木浆相比,麦草纤维在打浆过程中之所以难于细纤维化,主要原因是它的次生壁外层和次生壁中层之间的粘结较紧密,次生壁外层不易除掉。此外,麦草纤维次生壁外层较厚也是导致难于细纤维化的一个原因。

另外,也有人认为,草浆的整个细胞壁较厚,即纤维呈较小空腔的管状,这也可能是草类纤维难于细纤维化的另一原因。

综上所述,根据草浆的特点和生产需要,可以设想,在打浆过程中,考虑到草浆纤维较短,不宜再受到过多的切断作用,又要防止过度吸水润胀,但希望取得一定的细纤维化;草浆的非纤维细胞含量高,在打浆过程中,由于其易破碎而使打浆度上升很快,大大增加草浆的滤水困难;加之,由于草浆纤维次生壁外层和次生壁中层之间的粘结较紧密,不易细纤维化,因此,为了追求草类纤维化而加重打浆处理,看来是没有必要的。这样只会徒然增加动力消耗和降低生产能力,更严重的是,又会导致草浆在抄纸过程中滤水不良、粘压榨辊、粘烘缸,使纸页发生断头,直接影响到车速等不良后果。

有的研究者认为,稻麦草浆打浆的主要作用是使纤维润胀,并产生塑性变形,与此同时,应辅以轻度表面活化,也就是说,使纤维表面悄悄起毛,这样就能保证在纸页干燥成形后,纤维之间依然保持有良好的联结,以保证提高纸页强度。另外,试验结果认为,麦草浆若根本不进行打浆处理,其浆纸强度是较低的;但是,只要稍微打浆,使纤维表面稍为活化,打浆度只要达到30~40。SR,浆张强度就能达到较高水平,可以满足制造文化用纸的要求。若继续打浆,强度虽然尚能继续增加,但提高的幅度不大,而动力消耗和打浆上升引起滤水性能的下降,显然再继续打浆,其意义既不大,且又会带来许多不良影响,为此认为,草浆打浆应以轻度打浆较为合理。

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