xfb6cc幸福宝导航

Eniglish | 加入收藏您好:歡迎進入佛山xfb6cc幸福宝官网機械有限公司官網!

  • 1
  • 2

當前位置:首頁 > 新聞中心

植物纖維紙漿模塑漿液的製備技術

發布時間:2020-09-08
一、漿料的種類、性質及組織成分

 1、漿料的種類
  我國常用的造紙原料有木漿和草漿兩大類。由於我國木漿資源缺乏,而草漿資源相對比較豐富,所以我國造紙原料,特別是紙漿模塑製品大都采用一年生的草漿纖維原料。至於有關紙模業一年要消耗多少畝森林的說法則完全是一種誤解。
  木漿纖維類又分為針葉木漿纖維(如馬尾鬆、落葉鬆、紅鬆、雲杉等)和闊葉木漿纖維(如樺木、楊木、椴木、桉木、楓木等)兩類。紙漿模塑製品因為需要具有一定的強度並能經受拉伸,漿料中一般都加有15~20%的針葉漿。

   草漿纖維又分:
   (1)禾科纖維原料(如稻草、麥草、蘆葦、竹、甘蔗渣等);
   (2)韌皮纖維原料(如大麻、紅麻、亞麻、桑皮、棉杆皮等);
   (3)種毛纖維原料(如棉纖維等)。

 2、木漿與草漿的物理與化學性質的區別
   (1)它們的纖維形態和物理狀況不同。針葉木纖維較長,一般長度在 2.56~4.08 毫米之間,寬度在 40.9~54.9 微米之間,其長寬比多在 70 倍以下;闊葉木纖維短,一般長度在 1 毫米左右,其長寬比多在60 倍以下;草類纖維中,甘蔗渣原料纖維較長,在 1.01~2.34 毫米左右,寬度在 16.7~30.4 微米之間,其長寬比多在 77 倍左右;蘆葦原料纖維長為 0.60~1.60 毫米左右,寬度在 5.9~13.4 微米左右,其長寬比多在 115 倍左右;芒稈類原料纖維長 0.81~2.58 毫米左右,寬度在 13.2~19.6 微米之間,其長寬比多在 100 倍左右。

  (2)纖維的組成不同。植物纖維原料的主要成分包括纖維素、半纖維素和木素三種。次要成分包括果膠、澱粉、丹寧、色素、樹脂、脂肪、蠟質、灰分等。纖維素存在於一切植物的細胞壁內,是植物纖維的主要成分,約占40~98%,它是在製漿過程中應極力設法保留的部分。
  半纖維素是非纖維素的碳水化合物,半纖維素的結構疏鬆無定形,易於吸水潤脹,易溶於稀堿液。草類原料中半纖維素的含量約占 30%左右,其化學性質與纖維素相似,但反應比纖維素快且易。半纖維素也是在製漿過程中應該極力保留的部分。
  木素是由苯丙烷結構單元構成的芳香族的天然高分子化合物,不是單一的物質,是這一類性質相似物質的總稱,是一種無定形結構的物質。草類原料中一般含木素 20%左右,原料中含木素愈多,則製漿愈困難,因為木素使纖維互相粘在一起。化學製漿就是用化學藥品使纖維原料中的木素溶出,使纖維互相分離成漿。

  (3)它們的化學成分不同。針葉木組織結構嚴密,雜細胞含量少,化學漿料中的雜細胞多在洗滌時流失,故漿料質量好,木素含量高,在25~35%之間,且多戊糖含量低,多在 9~12%之間,纖維不易吸水潤漲,打漿較困難;闊葉木組織結構更緊密,且含有較多的雜細胞,木素含量較針葉木低,一般在 20~24%之間,且多戊糖含量高,一般在 21~24%之間,故打漿容易;草類漿的特點是多戊糖含量高,一般在 20%左右或更多,纖維容易水化,木素含量低,均在 15%以下,灰分含量都比木材高。草類漿含有比木漿更多的陰離子雜質,該類有害陰離子雜質在濕部的積累,將使一些陽離子助劑效果變差,甚至有可能使陽離子助劑完全失效。其高陰電性也影響紙漿中細小纖維的絮聚和減少纖維間的氫鍵結合,從而影響到紙漿纖維的留著和濾水,嚴重時將會造成粘網和堵塞模具孔眼。

  (4)他們的纖維表麵電位不同。漿料中的纖維、細小纖維、可溶性有機物質或膠體物質(可溶性有機物質和膠體物質統稱為陰離子雜質)、填料一般均帶一定量的負電荷,由於原料、製備工藝等方麵的差異,變化範圍很大,它們的表麵電荷性質和電位值也不同。
  由於木漿與草漿的以上不同點,對化學助劑的選用,必須考慮它適應的漿種、填料品種以及它們的離子特性、分子量的大小、添加位置以及化學助劑的用量等。理想的助劑添加量是使漿料係統的電位值為零(等電點)時的添加量。

  二、打漿係統的工藝設計

  打漿係統的工藝流程通常為:選配料——碎漿——疏解——添加助劑——上網成形。該係統的設備通常包括:水力碎漿機、硫解除塵機、攪拌器等。有的企業為了生產高質量的紙餐具,在碎漿機之後還安裝有洗鼓,用以洗漿。
 1、水力碎漿機。水力碎漿機主要用來處理粉碎漿料,它對紙漿有分散作用,而沒有切斷作用。
  水力碎漿機分為低濃、中濃、高濃碎漿三種,紙漿模塑碎漿機械一般選用中濃碎漿機。經驗證明,中濃碎漿能夠縮短打漿時間、降低能耗、提高設備的利用率、降低生產成本,而且還能提高漿液的質量,有利於成形機的抄造。

 2、雙功能疏解機。雖然紙料通過疏解機的時間隻有幾秒鍾,但經碎漿機粉碎的碎漿經過疏解機的切斷、分絲、細纖維化,可使紙製成品布漿均勻,改善化學助劑的勻度,同時還可增加成品的強度。另一個功能可以除塵。

 3、攪拌器。各漿池的攪拌器主要起分散、勻漿作用,但它的攪拌速度卻對化學助劑起著重要作用。一些高分子量的聚合助劑經過攪拌器的高速剪切作用,破壞了它的長分子鏈,使化學助劑的作用遭到破壞、水解。攪拌器的攪拌速度一般應在 30~60 轉/分鍾左右。

 三、打漿原理與作用
 紙漿模塑打漿的原理是:利用物理(機械)的方法,處理懸浮於水中的紙漿纖維,使其具有適應紙漿模塑製品成形機生產要求的特性,並使所生產的紙模製品能達到預期的質量要求,這一操作過程叫打漿。
 1、打漿的原理
  紙漿纖維經過打漿設備的機械處理後,變得柔軟可塑。它的原理就是通過打漿設備對纖維的作用,使纖維產生切斷、壓潰、吸水潤脹和細纖維化,使纖維表麵積增大,從而增加纖維與纖維之間的結合力。隨著打漿的進行,纖維的結合力不斷上升,但纖維平均長度有所縮短。實踐證明,紙製品的一些物理特性,如耐折度、耐破度、吸水性、透氣性等都與打漿方式有著密切的關係。因此在確定打漿方式時,要根據紙漿原料和紙製品的不同要求,合理選擇。

 2、打漿對纖維的作用
  打漿對纖維的作用,主要是使其發生物理及化學變化,不論使用何種類型的打漿設備,都使纖維產生切斷、壓潰、吸水潤脹和纖維細化。當纖維受到上述作用後,其主要變化都發生在纖維的細胞壁上,纖維細胞壁的變化有如下幾種形式:

  (1)打漿使纖維細胞壁產生位移和變形。細胞壁產生位移和變形的原因是由於纖維在打漿過程中受到機械作用力以後,使次生壁中層一定位置上的微纖維產生彎曲變形,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造了條件,纖維吸水變形後變得柔軟,對除去初生壁和次生壁外層具有重要作用。

  (2)打漿使纖維初生壁和次生壁發生破除。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備的機械作用力和纖維之間的相互摩擦力,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和次生壁外層的除去難易程度也不相同,因此在打時細纖維化的難易程度也不相同,如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。

   (3)打漿後紙漿纖維吸水發生潤脹。纖維初生壁未被打破之前,纖維的吸水潤脹程度較慢,經過打漿處理後,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,外表麵積增大,內部組織結構鬆弛,分子間內聚力下降,有利於細纖維化的進行。由於纖維素和非纖維素分子結構中存在著有無定形區和大量的羥基,與水分子發生極性吸引,水分子進入無定形區,使纖維素分子鏈間距離增大,纖維外表麵積增大,從而引起吸水潤脹。

  (4)經過打漿設備的物理(機械)作用,使纖維產生細纖維化。紙漿纖維在打漿的過程中受到打漿的機械作用而產生縱向分裂,表麵分離
出細小纖維,纖維兩端帚化起毛的現象,稱為細纖維化。由於細纖維化的發生,增強了纖維與纖維之間的交織能力,從而使紙製品的物理強度有較大的提高。

  (5)由於打漿設備的剪切作用,纖維被橫向切斷。在打漿過程中,由於打漿設備的剪切作用,使纖維被切斷。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。長纖維經過適當切斷,可以提高紙模製品的組織均勻性和平滑性。但切得過短,紙製品的強度就會降低。在通常情況下,纖維的切斷與潤脹的程度有關。在
同一打漿條件下,吸水潤脹得好,纖維具有良好的柔軟性和可塑性,就不容易被切斷,而易於分絲帚化。反之,吸水潤脹不好,纖維硬,則容易被切斷。

  (6)打漿與紙製品的性質和強度關係。打漿質量的好壞,直接影響到紙製品的強度和纖維的結合力。良好的打漿質量能夠生產出強度較高的紙模製品。如果紙模製品的強度不夠,不能單純歸結為單根纖維的強度不夠,而應考慮是否纖維結合力不足。紙模製品強度的高低是由多方麵的原因決定的,它取決於纖維之間的相互粘合能力、纖維長度、纖維本身的強度、纖維表麵狀況和纖維的排列等因素。總之,紙模製品強度的獲得主要來自於纖維的結合力,也就是由氫鍵結合形成的程度來決定。
           
-包裝部落

[返回]