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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第一章 磨(打)漿,第一節(jié) 概述,第二節(jié) 磨（打）漿原理,第三節(jié) 磨漿打漿設(shè)備,第四節(jié) 磨（打）漿工藝,第五節(jié) 磨（打）漿對紙漿性質(zhì)的影響,第六節(jié) 干漿板的碎解和漿料的疏解,第一章 磨(打)漿第一節(jié) 概述,1,第一節(jié) 概述,一、磨(打)漿的概念,打漿（beating）：利用物理(機械)的方法處理懸浮于水中的紙漿纖維，使其具有適應(yīng)造紙機生產(chǎn)上要求的特性，并使所產(chǎn)生的紙張能達到預(yù)期的質(zhì)量要求，這一操作過程叫打漿。,磨漿（refining）：這個術(shù)語是隨著連續(xù)打漿的磨漿機的出現(xiàn)，而產(chǎn)生的。是指利用盤磨等磨漿打漿設(shè)

2、備連續(xù)處理紙漿懸浮液，賦予紙漿抄紙所要求的特性，這一操作過程。,碎解：這個術(shù)語主要是用于碎解機中處理漿板、損紙、廢紙及蒸煮后的一些漿料，制成纖維懸浮液，為打漿和磨漿作準備。,這三個術(shù)語雖然應(yīng)用范圍不同，但有一個共同點，就是紙料纖維在處理過程中受到剪切力作用。纖維受到的剪切力可以來自磨(打)漿設(shè)備的刀(或磨齒)的機械作用，也可以來自纖維與流體間的速度梯度和加速度所產(chǎn)生的剪切力。,第一節(jié) 概述,2,第一節(jié) 概述,磨漿和打漿的主要區(qū)別：,在于打漿是間歇式的操作，在打漿過程中，纖維懸浮液在打漿設(shè)備的漿槽內(nèi)循環(huán)并通過由回轉(zhuǎn)的打漿輥飛刀和固定的底刀構(gòu)成的打漿機構(gòu)進行打漿，,其特點是,纖維通過打漿機構(gòu)時與刀

3、片成垂直的排列。磨漿是連續(xù)操作，在磨漿過程中，纖維懸浮液連續(xù)的通過磨漿設(shè)備，在由轉(zhuǎn)子刀輥飛刀(或轉(zhuǎn)盤磨齒)和固定的定刀(或定盤磨齒)構(gòu)成的磨漿機構(gòu)進行磨漿，,其特點,是,纖維通過磨漿機構(gòu)時與刀片(或磨齒)成平行狀態(tài)。,第一節(jié) 概述磨漿和打漿的主要區(qū)別：,3,第一節(jié) 概述,二、磨(打)漿的目的和任務(wù),(一)磨(打)漿的目的,磨(打)漿的目的是根據(jù)紙張或紙板的質(zhì)量要求和漿料的種類和特征，在可控的情況下用物理方法改善纖維的形態(tài)和性質(zhì)，使制造出來的紙張或紙板符合預(yù)期的質(zhì)量要求。,第一節(jié) 概述二、磨(打)漿的目的和任務(wù),4,第一節(jié) 概述,(二)磨(打)漿的主要任務(wù),(1)利用物理方法，對水中纖維懸浮液進

4、行機械等處理，使纖維受到剪切力，改變纖維的形態(tài)，使紙漿獲得某些特征(如機械強度、物理性能)，以保證抄造出來的產(chǎn)品取得預(yù)期的質(zhì)量要求。,(2)通過磨(打)漿，控制紙料在網(wǎng)上的濾水性能，以適應(yīng)造紙機生產(chǎn)的需要，使紙幅獲得良好的成形，改善紙頁的勻度和強度。磨(打)漿是物理變化，磨(打)漿作用對紙漿所產(chǎn)生的纖維結(jié)構(gòu)和膠體物質(zhì)的變化都屬于物理變化，并不引起纖維的化學變化和產(chǎn)生新的物質(zhì)。,第一節(jié) 概述(二)磨(打)漿的主要任務(wù),5,第一節(jié) 概述,三、磨(打)漿前后漿料性質(zhì)的變化,磨(打)漿使?jié){料纖維受到剪切力作用，除了揉搓、疏解漿料，使纖維束分解為單纖維外，纖維細胞壁首先產(chǎn)生位移和變形，細胞壁的P層和S層

5、被部分破除并產(chǎn)生纖維碎片，纖維被切斷并發(fā)生扭曲、卷曲、壓縮和伸長等狀況。,同時，纖維吸水潤脹和細纖維化，纖維表面分絲而分離出許多微細纖維，纖維兩端帚化，游離出很多羥基，纖維的比表面積增大，表面變的粗糙，而層間的內(nèi)聚力下降，纖維變得更加柔軟可塑，整體紙料的濾水性能下降。,總之，磨(打)漿使纖維產(chǎn)生,變形,、,潤脹,、,細纖維化,和,切斷,等一系列的作用。,第一節(jié) 概述三、磨(打)漿前后漿料性質(zhì)的變化,6,第二節(jié) 磨(打)漿原理,一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu),圖l-2-1纖維細胞壁結(jié)構(gòu)示意圖,l一胞間層、2一初生壁、3一次生壁外層、4一次生壁中層、5一次生壁內(nèi)層,用電子顯微鏡觀察植物纖維細胞壁，不難看到它

6、可分為胞間層、初生壁和次生壁。,第二節(jié) 磨(打)漿原理一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu),7,第二節(jié) 磨(打)漿原理,一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu),初生壁(P),細胞壁的外層，與胞間層緊密相連，厚度很薄，約0.10.3m，含有較多的木素和半纖維素，是一層多孔的薄膜，不吸水而能透水，不容易潤脹，微纖維在初生壁上作不規(guī)則的網(wǎng)狀排列，像套筒那樣束在次生壁上，有礙次生壁與外界接觸，有礙纖維的潤脹和細纖維化，故在打漿中需將此層打碎破除。,第二節(jié) 磨(打)漿原理一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu)初生壁(P),8,第二節(jié) 磨(打)漿原理,一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu),次生壁外層(S1),由若干層細纖維的同心層所組成，厚度較薄,約01lm，是P層與S2

7、層的過渡層，其化學成分與P層接近，微纖維排列的方向幾乎與纖維的軸向垂直(纏繞角70,。,90,。,)，不規(guī)則地交織在纖維壁上，S層和P層結(jié)合較緊密，S1層的微纖維的結(jié)晶度比較高，對化學和機械作用的阻力較大，它和P層都會限制S2層的潤脹和細纖維化，故,打漿時也需將此層打碎破除,。,第二節(jié) 磨(打)漿原理一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu)次生壁外層(S,9,第二節(jié) 磨(打)漿原理,一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu),次生壁中層(S2),由許多細纖維的同心層所組成，是纖維細胞壁的主體，厚度最大約310m，約占細胞壁厚度的7080，纖維素和半纖維素的含量高，木素的含量少，微纖維的排列呈螺旋單一取向，幾乎和纖維軸向平行(纏繞角O,

8、。,45,。,)，S2層是磨(打)漿作用的主要對象。,第二節(jié) 磨(打)漿原理一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu)次生壁中層(S,10,第二節(jié) 磨(打)漿原理,一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu),次生壁內(nèi)層(S3),由層數(shù)不多的細纖維的同心層所組成，厚度也很薄約0.1m，在纖維壁中所占的比例不到10，木素的含量低，纖維素含量高，S3層化學性穩(wěn)定，微纖維的排列與S1層相似，與纖維軸向的纏繞角約70,。,90,。,，在磨(打)漿中一般不考慮S3層。,第二節(jié) 磨(打)漿原理一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu)次生壁內(nèi)層(S,11,第二節(jié) 磨(打)漿原理,一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu),細胞壁各層微纖維的排列和走向，與細胞軸向的纏繞角大小，對磨(打)漿的影響

9、很大，纏繞角小的纖維容易分絲帚化，反之纏繞角大的分絲帚化困難。單根纖維的強度也主要取決于S2層微細纖維與細胞軸向的纏繞角，纏繞角越小，纖維越長，單根纖維的強度則越大，但伸長率則越小。,第二節(jié) 磨(打)漿原理一、纖維細胞壁的結(jié)構(gòu) 細胞壁各,12,第二節(jié) 磨(打)漿原理,二、雜細胞的結(jié)構(gòu),木材和非木材的雜細胞在含量、種類和形狀上都不大相同，木材中的針葉木和闊葉木也不同，而非木材原料中差異更大。一般來講，木材的雜細胞含量比非木材少，如針葉木含量只有1.5(面積法下同)左右，闊葉木含量約在1727之間，。非木材中如竹類接近2030，其他草類一般在4060之間。,第二節(jié) 磨(打)漿原理二、雜細胞的結(jié)構(gòu)

10、木材和非木,13,第二節(jié) 磨(打)漿原理,二、雜細胞的結(jié)構(gòu),1針葉木造紙原料的雜細胞,針葉木雜細胞包括木射線薄壁細胞和木射線管胞，兩者形態(tài)相似，均為磚形。,木射線薄壁細胞，在電子顯微鏡下看到，其初生壁的微細纖維像纖維細胞那樣，是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，次生壁也分為三層，相當于S1、S2與S3層，其中S2層微細纖維的取向幾乎平行細胞軸，Sl層與S2層微細纖維與細胞軸成30,。,60,。,。,第二節(jié) 磨(打)漿原理二、雜細胞的結(jié)構(gòu) 1針葉,14,第二節(jié) 磨(打)漿原理,二、雜細胞的結(jié)構(gòu),2闊葉木造紙原料的雜細胞,闊葉木的雜細胞包括導管細胞、木薄壁細胞、木射線薄壁細胞等。,闊葉木(水青岡樹屬一種)橫臥木射線薄壁細

11、胞的超薄層橫切面的電子顯微鏡圖中，其細胞壁可看出P+S1，S2和S3層，S2層最厚。從一個橫臥木射線細胞的未處理的與脫木素的表面顯微鏡圖中，觀察到P層有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，次生壁分為三層，S1層與S2層微細纖維的取向與細胞軸成60,。,80,。,，在S3層的微細纖維取向與軸平行。,第二節(jié) 磨(打)漿原理二、雜細胞的結(jié)構(gòu) 2闊葉木,15,第二節(jié) 磨(打)漿原理,二、雜細胞的結(jié)構(gòu),3禾草類雜細胞,禾草類雜細胞包括有薄壁細胞、表皮細胞、導管細胞等。,(1)麥草,麥草的雜細胞主要有表皮細胞、導管、薄壁細胞等，約是全部細胞的40，薄壁細胞是草漿中常見者，其特點是胞壁薄，容易變形破碎，壁上大多有紋孔。麥草的薄壁細胞

12、形狀有桿狀、長方形、橢圓形等數(shù)種，其中以桿狀為主。桿狀細胞約占雜細胞總數(shù)的一半左右，其胞壁上有網(wǎng)狀加厚。麥草鋸齒狀的表皮細胞較稻草粗大、齒形尖、齒距大小均勻，麥草的導管有螺紋導管、環(huán)紋導管及紋孔導管三種，其中以紋孔導管最長。,第二節(jié) 磨(打)漿原理二、雜細胞的結(jié)構(gòu) 3禾草類,16,第二節(jié) 磨(打)漿原理,二、雜細胞的結(jié)構(gòu),3禾草類雜細胞,()蘆葦,蘆葦?shù)膶Ч芗毎捅”诩毎涔餐奶攸c是細胞壁薄，但細胞壁仍分為三層，即初生壁、次生壁外層、次生壁內(nèi)層，其初生壁很薄與胞間層合為一體，不大明顯。在細胞交角的區(qū)域常出現(xiàn)空隙，即無胞間層組織。次生壁外層與次生壁內(nèi)層間有明顯的界線，兩層厚度相差不多，薄壁細胞

13、上微纖維排列，P層呈亂網(wǎng)狀，S1、S3層呈規(guī)則的網(wǎng)狀，S3層的微纖維角度較S1層更近于軸向，存在于紙漿中的薄壁細胞干燥時由于微纖維呈網(wǎng)狀排列收縮是各向同性的，因此細胞表面平坦，不出現(xiàn)起皺現(xiàn)象。導管細胞初生壁上微纖維也是網(wǎng)狀，次生壁上由于有許多紋孔，紋孔口附近的微纖維作環(huán)狀排列，其他部位的微纖維較紊亂。表皮細胞較厚，呈多層狀態(tài)，胞腔較小其中常填有內(nèi)容物。,第二節(jié) 磨(打)漿原理二、雜細胞的結(jié)構(gòu) 3禾草類,17,第二節(jié) 磨(打)漿原理,三、磨(打)漿對纖維細胞的作用,打漿對纖維的作用，主要是發(fā)生物理化學變化。不論使用何種類型的打漿設(shè)備，都使纖維產(chǎn)生切斷、壓潰、吸水潤脹和細纖維化。當纖維的細胞壁受到

14、以上的作用后，其主要變化發(fā)生在纖維的細胞壁。纖維的細胞壁變化有如下幾種形式：,、打漿使纖維細胞壁產(chǎn)生位移和變形,。細胞壁產(chǎn)生位移和變形的原因是由于纖維在打漿過程中受到機械作用力后，使次生壁中層一定位置上的微纖維產(chǎn)生彎曲變形，使微纖維之間空隙有所增加，這就為纖維吸收更多的水分創(chuàng)造了條件，纖維吸水變形后變得柔軟，對除去初生壁和次生壁外層具有重要作用。,第二節(jié) 磨(打)漿原理三、磨(打)漿對纖維細胞的作用,18,第二節(jié) 磨(打)漿原理,三、磨(打)漿對纖維細胞的作用,、打漿使纖維初生壁和次生壁外層發(fā)生破除,。未去掉初生壁的纖維，顯得光滑、挺硬，不易吸水潤脹，因此，必須利用打漿設(shè)備的機械作用力和纖維之

15、間的相互摩擦力，將初生壁和次生壁的外層破除，使次生壁中層的細纖維分離出來，才能達到纖維的充分潤脹和細纖維化的目的。在通常情況下，不同種類的纖維原料的初生壁及次生壁外層的除去難易程度也不相同，因此，在打漿時細纖維化的難易程度也不相同。如：麥草漿比木漿去除要困難，硫酸鹽木漿比亞硫酸鹽木漿的去除要困難。,第二節(jié) 磨(打)漿原理三、磨(打)漿對纖維細胞的作用,19,第二節(jié) 磨(打)漿原理,三、磨(打)漿對纖維細胞的作用,、打漿后紙漿纖維吸水發(fā)生潤脹,。纖維初生壁未打破之前，纖維的吸水潤脹程度較慢，經(jīng)過打漿處理后，纖維初生壁及次生壁外層不斷被打破，增大了纖維的吸水潤脹，使纖維變得柔軟可塑，外表面積增大，

16、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)松弛，分子間內(nèi)聚力下降，有利于細纖維化的進行。由于纖維素和非纖維素分子結(jié)構(gòu)中存在著有無定形區(qū)和大量的羥基，與水分子發(fā)生極性吸引，水分子進入無定形區(qū)，使纖維素分子鏈間距離增大，纖維外表面積增大，從而引起吸水潤脹。,第二節(jié) 磨(打)漿原理三、磨(打)漿對纖維細胞的作用,20,第二節(jié) 磨(打)漿原理,三、磨(打)漿對纖維細胞的作用,、經(jīng)過打漿設(shè)備的物理(機械)作用，使纖維產(chǎn)生細纖維化,。紙漿纖維在打漿的過程中受到打漿的機械作用而產(chǎn)生縱向分裂，表面分離出細小纖維，纖維兩端帚化起毛的現(xiàn)象，稱為細纖維化。由于細纖維化的產(chǎn)生，增強了纖維與纖維的交織能力，從而使生產(chǎn)紙張的物理強度有較大的提高。,第二節(jié) 磨(打)漿原理三、磨(打)漿對纖維細胞的作用,21,第二節(jié) 磨(打)漿原理,三、磨(打)漿對纖維細胞的作用,、由于打漿設(shè)備的剪切作用，纖維受到橫向切斷,。纖維在打漿過程中，由于打漿設(shè)備的剪切作用，使纖維受到切斷。同時，在打漿壓力較大，濃度較高的情況下，纖維之間相互摩擦，也會造成纖維的橫向切斷。長纖維經(jīng)過適當切短，可以提高紙張的組織均勻性和平滑性。但過分的切短，紙的強度就會降低。在通常情況下，