紙漿打漿纖維(wéi)細胞的變化過程-造紙檢測儀器
摘要:實驗室磨漿機/瓦利打(dǎ)漿機打漿對纖維的作用和纖維的(de)變化除壓(yā)潰、揉搓、疏解以外,主(zhǔ)要分為以下五部分:細胞壁的位移和變形(xíng),初生壁和次生壁外層的破除,吸水潤脹,細纖維化和橫向(xiàng)切斷等。但(dàn)這幾種作用不是截然分開(kāi),而是互相交錯進行的,現分述如下:
細胞壁的位移和變形
用偏光顯微鏡可以觀察到纖維上的亮(liàng)點,即微纖維的位移。未打漿的纖維有位移,而開始打漿後出現了新的位移點,隨著(zhe)打漿過程的進行,位移點逐步(bù)擴(kuò)大並變得更清晰。
產生位移的(de)原因是由於纖維在打漿過程中受到機械作用力,使次生壁中(zhōng)層一定位置上的微纖維產生彎曲變形,微纖(xiān)維之間空隙有所增加,這就(jiù)為纖維吸收更多的水創造了條件。開始這個變形是很小的,以後逐步變大。雖然由於初生壁和次生壁外層還沒有去除,對次(cì)生壁(bì)中層的位移和(hé)進(jìn)一步潤脹受到限(xiàn)製,但吸水變形可使纖維變得柔軟,對去除初生壁和次生壁外層具有重要作用。
初生壁和(hé)次生壁外(wài)層的破除(chú)
初生壁在蒸煮和漂白的過程中去(qù)掉一部分,但仍存有相當數(shù)量。未去掉初生壁(bì)的纖維,顯得光滑、挺硬,不易吸(xī)水潤脹(zhàng)。這是(shì)由於(yú)初生壁中含有較多木素,並呈網狀的結構,它雖然(rán)能吸水(shuǐ),但潤脹程度很低。初生壁的外(wài)層很薄,它緊緊地包圍著能夠很好潤脹的初生(shēng)壁(bì)中層,因此,也必須在打(dǎ)漿中將其除去,使次生壁中層的細纖維分(fèn)離出來,才能達到纖維的充(chōng)分潤脹和細纖維化作用。
初生壁和次生壁外(wài)層的破除,是利用(yòng)打漿度(dù)測定儀打漿設備的機械作用力和纖(xiān)維之間的(de)相互(hù)摩擦,呈膜狀或碎片的形式(shì)除掉的。當然,打漿過程中不可能(néng)將每根纖維的初(chū)生壁和次生壁外層徹底去除,根(gēn)據打漿程度的不同,去除的多少也不(bú)同。不同種類的(de)纖(xiān)維初(chū)生壁及次生(shēng)壁外層的(de)除去難易程度也不相同,如草漿(jiāng)比木漿去除(chú)要困難,硫酸鹽木(mù)漿比亞(yà)硫酸鹽木漿的去除要困難,因而造(zào)成打漿時細纖(xiān)維化的難易程度(dù)不同。
纖(xiān)維的吸(xī)水潤脹
在初生壁未打破之前,纖維(wéi)的吸水潤脹程度較慢。隨著打漿的進行,初生(shēng)壁及次生(shēng)壁外(wài)層不斷被打(dǎ)破,纖維的吸水潤脹加快,纖維直徑可迅速潤脹到原來直徑的兩倍。吸水潤脹後的(de)纖(xiān)維變得柔(róu)軟可塑,外表麵積增大,內部組織結構鬆弛,分子間內聚力下降,有利於(yú)細纖(xiān)維化的進行。
纖維在打漿(jiāng)過程(chéng)中所以能發生吸水潤脹,是由於纖維(wéi)素和半纖維素分子結構中存在有無(wú)定形區和大量羥基,與水分子發生(shēng)極性吸(xī)引,水分子進入無(wú)定形區,使纖維素分子鏈間距離增大、纖維外表麵積增大,從而引(yǐn)起吸水(shuǐ)潤脹。一(yī)般半纖維素含量(liàng)多的纖維易吸水潤脹,木素含量高的纖維不易吸水潤脹(zhàng),因此,漂白後的紙漿纖維較未漂漿吸水潤脹好。
細(xì)纖維化
纖維在打漿的(de)過程中受到打漿設備的(de)機械作用而產生纖維的縱向分(fèn)裂,表麵分離出細小纖(xiān)維,纖維兩端帚化起毛的現象,稱為細纖維化。
一般認為,纖維的細纖維(wéi)化是在纖維吸水潤脹以後(hòu)開始的。由於吸水潤脹,致使內聚(jù)力(lì)減小,次生壁的(de)層與層之間產(chǎn)生滑動,使纖維變得柔軟可塑,稱為內部細(xì)纖維化。而纖維表麵的分(fèn)絲帚化,分離出大量細小纖維,增加(jiā)了纖維的外表麵積,稱為外部細纖維(wéi)化。
纖維的(de)細纖維化,主要是(shì)次(cì)生壁中層產生,因為細纖維在它上麵的排列多是近似平行的,易於潤脹和分裂(liè)帚化。但必須是在次生壁外層完全除掉或部分(fèn)除掉的情況下(xià),才能產生較好(hǎo)的細纖維(wéi)化。纖維的細纖維化和纖維的吸水潤脹是相互促進的。吸水(shuǐ)潤脹為纖維的(de)細纖維化創造了有利條件;反之,纖維的細(xì)纖維化又能促進纖維更進一(yī)步(bù)的吸水潤脹(zhàng)。
橫向切(qiē)斷
打漿過程中,由於打漿設備的刀片或磨(mó)齒間的剪切作用,使纖維受到切斷。同時在打漿壓力較大(dà)、濃(nóng)度較高的情(qíng)況下,纖維(wéi)之間相互摩擦,也會造成纖維的橫向切斷。
長纖維經適當(dāng)地切斷(duàn),可以提高紙張的組織均勻(yún)性和平(píng)滑性。但過分受到切斷,紙的強度就會降低。通常(cháng)對棉漿(jiāng)、麻漿等長纖維漿料,在(zài)打漿時要求有較多的切斷;對針葉木漿(纖維平均長度為2~3毫米(mǐ))在打漿時,應根據紙張物理性能要求,將纖維切(qiē)斷到必要的程度,對較短的闊葉木漿和(hé)草(cǎo)類漿(纖維平均長度為0.7~1.1毫米(mǐ)),則不希望有過多的切斷。
在同一打漿條件下,吸水潤(rùn)脹得很好,纖維具有良好的柔軟性和可塑性,就不容易受到切斷,而易於分絲帚化。反之吸水潤脹不好,纖維挺硬,則容易受(shòu)到(dào)切斷。
總(zǒng)結
上述五個方(fāng)麵的作用是指單根纖維而(ér)言的,即指一根纖維在打漿過程中可(kě)能受到的集中作用。在實際(jì)生產中,打漿處理的纖維數量(liàng)是無法估量的,由於打漿中各種條件(jiàn)的限(xiàn)製,每根纖維受到的(de)作用不可能完全一致。如有一部分纖維在(zài)打(dǎ)漿時(shí)可能吸(xī)水潤脹和細纖維化作用(yòng)都較好,而另一部分纖維可能受到較嚴(yán)重的切(qiē)斷作用;也可能有一部分纖維在(zài)打漿初期初生壁和次生壁外層就破裂,而另一部(bù)分纖維直(zhí)至打漿後期尚未破裂。如果(guǒ)這種現象嚴重,就說明打漿作用不良,必須采取有效措施(shī),力求把漿打得均勻一些。