造纸剖析与检测D 第四章 造纸实验及其检测

发布时间:2022-09-15 15:22:15 来源:火狐体育官方网站网址下载

   浆料在送去抄纸之前,有必要进行打浆,打浆的作 用是使浆料细纤维化。经过打浆机的机械处理,赋 予纸浆抄造功能和成纸功能,以到达成纸的质量性 能要求。

   实验室常用的打浆设备有多种,最常用 的 有 : 瓦 利 打 浆 机 ( Valley ) 、 PFI 磨 (PFI mill)、φ300高浓盘磨机、单球磨和六罐磨等。 我院实验室有前三种。实验室常用的打浆设 备,其效果原理,都是依据在水介质中对纸 浆进行机械处理,使纤维饱尝机械力的效果 而产生堵截、压溃、润胀和细纤维化等改变, 从而使纸浆满意成纸的要求。

   瓦利打浆机:打浆时对纤维堵截效果相对较大, 更适于处理木浆。这种打浆设备能够依据成 浆要求调理打浆比压,因而,灵活性较大。 该打浆设备在我国用的较多,世界上也多采 用,被ISO列为规范实验打浆设备;

   PFI磨:打浆时堵截效果较小,打浆浓度高, 打浆比压可操控,适用范围广。世界上也多采 用,亦被ISO列为规范打浆设备。

  1.设备及作业原理  (1)设备结构:由浆槽、  中墙、山形部、飞刀辊、  底刀床、加压组织和  放料塞等部分组成。  见图4-1。

   (2)作业原理:必定浓度的浆料在打浆机内 进行机械处理,使纤维在旋转的飞刀和固定 的底刀间饱尝不同的效果而被疏解、堵截、 润胀、压溃和细纤维化等效果,从而使浆料 具有一些特定的功能。

   (3)首要技能规范 打浆机有用容积为:23升; 飞刀辊规范:φ168mm×152mm,上面镶有

  出相当于(360±5)g绝干浆的浆样和用水 量。如系干浆板或风干浆,在参加打浆机前, 需用5升水浸泡4小时以上,然后撕成 25mm×25mm的小浆片。湿浆无需用水浸泡。

   ①打浆工艺条件拟定 a 选着绝干浆质量,最大460g绝干浆; b 打浆浓度1.57%或2%; c 打浆比压:依据杠杆比1.94:1及重铊质量 核算,木浆54 ± 1N,草浆 29.4 ± 1N ; d 打浆体积:最大23升; e 终究打浆度:麦草浆约500SR,木浆大约 600SR。

  (3)浆料疏解 ①装料前,先在打浆机浆槽中参加18升温度20 ±5℃的水。然后发动打浆机,将浆料渐渐参加 机内,时刻操控在3~5min。装完料,补冲水至 浆料和水的整体积为23.0 ± 0.2升,以使打浆浓 度约为1.57%(或2%)。调理浆料温度在20 ± 5 ℃ ,然后进行疏解,至无小浆快中止。 测打浆度时取浆量:2÷1.57%=127.39mL

  ②在疏解过程中,应将底刀杠杆臂上下移动1~2 次,使挂在飞刀背面和附近挡板上的浆落来。 疏解操作一般操控在30min以内。

  疏解完毕,取样测定打浆浓度和原浆的打 浆度、湿重和保水值,并用显微镜调查纤维形 态。若有必要,可一起取样抄纸测定原浆的物 理强度。

   ②取样:从打浆开端,每隔必守时刻取样测 定打浆度、湿重和保水值,并调查纤维形状 的改变。一起取样抄纸,测定浆张的物理强 度,以研讨打浆过程中纸浆功能的改变状况。

   取样时刻一般规则如下: 未漂碱法针叶木浆:5、15、30、60、90min 漂白碱法针叶木浆:5、15、30、45、60min 未漂和漂白的亚硫酸盐浆、碱法阔叶木浆和草 浆:5、10、15、20、30min 取样时,用100mL 特制取样杯取样,多于

  的浆料用玻璃棒刮去。因测打浆度时需求2g绝 干浆,假如打浆浓度操控为2%时,正好取100 mL浆料。

   打浆完毕,取下重铊,把纸浆用150意图 尼龙袋搜集起来备用,然后用水彻底清洗打 浆机。如有必要可用树脂溶剂清洗,但要适 当的考虑到橡皮隔阂。

  打浆辊直径为200mm ,辊上有33把刀片,刀片长 50mm,宽5mm,刀片槽间 深度为30mm,刀片平行于打

  空载时转速操控在710±10r/min,以使打浆室 和打浆辊间的圆周速度差值为6.0±0.3m/s.

  打浆压力由重铊经过杠杆使打浆辊移向打 浆室的内壁而产生的。打浆时,打浆辊和打 浆室别离在垂直轴上沿相同方向滚动。

   依据以相同方向旋转的打浆辊和打浆室之 间的圆周速度差,使浆料在打浆辊和打浆室间 隙中遭到机械效果而到达打浆意图。

  定。若为浆板或风干浆,则在室温下用0.5L水 将其浸泡4h以上,并将浸泡过的纸浆撕成约 25mm×25mm的小块。湿浆不必浸泡。 (2)浆料解离:

  浆料解离后,将其用布袋进行浓缩,或用 布氏漏斗进行浓缩,内放滤纸或100意图滤网 ,用抽滤瓶抽滤脱水至浓度20%左右,为避免 纤维丢失,可将滤液重复过滤一次,必要时 可过滤数次。称量过滤后之浆料,并加水稀 释至总重为300±5g,相当于10%的浓度。

  非木材质料压力操控在1.77N/mm刀 片长度,并在陈述中注明。 刀间隔:0.2mm; 打浆浓度:10%(最大可达25%); 打浆度:木浆约600SR,草浆约500SR,终究 打浆度要依据打浆辊转速确认,在实验陈述中 要注明打浆辊转速。

  ②打浆操作:调理打浆元件和浆料温度在 20±5℃,将浓度10%的浆料放入打浆室内, 尽量使浆料均匀散布在内壁周围,留意不要 使浆料留在打浆室底部和打浆辊横断面相对 应的区域内。然后将打浆辊放入打浆室内, 盖好盖子,并用力往下按几下。

  开端打浆,首要发动打浆室,使打浆室底 部水分甩到内壁上,然后再开动打浆辊,待两 个打浆元件到达满速旋转时,施加打浆压力, 并一起开动转速计数器。

  当转速到达要求时,先免除打浆压力,中止 打浆,再封闭电机,待打浆室和打浆辊中止后, 翻开盖子,提起打浆辊。把浆料移至容器不少 于2升的量筒内,用水冲刷浆室内壁,洗刷水 一 并倒入量筒中,稀释至整体积为 2000±25mL。

  然后移入规范纤维解离器中,于转数10000转 下,使纸浆悬浮液充沛解离后,取浆料测定打 浆度、湿重和保水值,并用显微镜调查纤维形 态。其他浆料用于抄纸,并测定物理强度。

  浆料在圆筒容器中靠螺旋桨的旋转效果,产 生离心力,被甩向圆筒内壁四周,由焊接在圆筒 内壁的肋条所撕裂, 使相互交错的纤维或纤维 束解离成单根纤维,被解离的浆料纤维结构应不 产生明显改变。

  中,加水稀释至1000mL,然后移入解离器圆 筒容器中,再加1000mL水,把圆筒容器放在 解离器上进行解离。操作时先把计数器回零 ,然后设定疏解转数,最终起动电机开端疏解 ,直至浆料纤维疏解彻底中止。

  纸浆浓度的测定是造纸厂出产查看中很 重要和最常用的一个项目,测定成果精确与 否对出产影响较大。例如:在漂白、打浆、 测硬度前及网前箱中均要测纸浆浓度。测浓 度的办法也有好几种,我预备给你们介绍真 空抽滤法、枯燥法和离心脱水法三种。

   浓度大的当地能够用质量对质量,浓度 小的当地用质量对体积,国家规范规则0.3% 以上的称量,0.3%以下的量取。例如纸机网 前箱中的浓度,便是100mL纤维悬浮液中含 有绝干纤维的质量(克数)。

   从浆池或其它取样处在充沛拌和混合的浆 中,用洁净的瓷杯(或塑料杯)取样约500g, 留意取样有必要有代表性,不然在较高浓度的浆 中与长纤维浆的状况下不正确的取样办法,能 引起很大的差错。回车间化验室后,用药勺充 分拌和后,在已知分量的烧杯或塑料杯中,称 取湿浆100~200g(含绝干浆在1~5g内)

   浓度小于0.3%的浆料用量筒量取,比重可近 似地看做与水持平;大于0.3%的浆料用称取 法(比重仍以1核算),称准至0.1g。

  用烘箱或其它烘干设备在温度105~150℃ 下烘干至恒重。称准至0.01g,两次称重相差小 于0.01g。 ②制备浆片

  用水将滤纸潮湿,将已量好的浆样倒入漏斗 中,发动真空泵过滤,冲刷量筒或烧杯内壁, 将冲刷液倒入漏斗中。过滤时要留意查看滤 液,确保不含任何看得见的纤维碎片,如滤液 中有漏失的纤维,应把滤液再过滤一遍。待水 滤完时,开端计时,过滤必守时刻后(2分或5 分钟),从漏斗里取出滤纸。留意假如漏斗壁 上有固形物,应用水把它冲下去。

  105~150℃下烘干至恒重。相邻两次称重相差 不大于0.01g,留意浆片的烘干应选用与滤纸烘 干相同的温度。 ④每个浆样至少进行两次测定,长纤维浆料或 高浓度浆料应添加测定次数。 ⑤成果核算

  式中 m—浆样质量,g m1—浆片和滤纸烘干后的质量,g m2—恒重滤纸的质量,g 以各次测定的均匀值陈述成果,修约至两位有用

   两次平行测定核算值差错不该超越0.2%。  所谓有用数字:指在剖析作业中实践上 能丈量到的数字。例如用一般的剖析天平称得 某物体的质量为0.5180g。在这一数值中有用 数字是四位,0.518是精确的,最终一位数字 “0”是可疑的,可能有上下一个单位的差错,

   取有代表性的浆样200~300g,放入白布 袋中,用手拧干,并撕成小块,置于已知分量 的样品盒中。将粘附在布袋上的浆料尽量彻底 移入盒中。然后将样品置于烘箱或红外枯燥器 中,在120~125℃温度下烘干至恒重。

  用一已知质量的洁净容器,取有代表性的 浆样200~300g,倒入内衬80目铜网的离心脱 水杯中。开动电机,脱水1分钟。取出浆样,称 重。

  式中 m—浆样质量,g m1—脱水后的浆样质量,g y—干度系数。其值为在105±2 ℃烘箱

  留意事项:干度系数与纸浆品种、离心机转 速、离心时刻及取样分量有关。测守时与车间 实践测定条件应共同,假如条件变了应从头测 干度系数。

   干度系数实践上便是离心脱水今后湿浆的 浓度。为了精确起见,干度系数有必要接连测定 20次以上,取其均匀值。

   纸浆滤水功能的测定,一般用肖伯氏打浆 度仪和加拿大规范游离度仪测定。我国习惯于 前者。两种仪器的作业原理相同,但测守时所 取浆量不同,测定成果的表明办法也不同。下 面别离介绍:

   打浆度是指浆料经过打浆今后,纤维受切 断、润张、分丝和帚化的程度,它是衡量水中 浆料悬浮液滤水功能的一个重要目标。抄造的 纸张不同,要求的打浆度也不同,它与纸张的 物理功能有亲近的联系。打浆度的单位以0SR 表明,读作度。

   肖伯氏打浆度仪首要有: 滤水圆筒、锥形盖和别离室 三部分组成。 见教材P136图4—5。

  滤水圆筒1:其上部为一内径137mm的圆 筒,下部为450的锥形体。锥形体与园筒结 合处装置一个80意图铜网2,滤水圆筒是活 动的,能够从仪器中取下。滤水圆筒内有 密封锥形盖3,外径为120mm,锥面与垂线联合,意图是 为了进步,进步应以100±10mm/s的速度 恒速进行。

  滚动手轮可使锥形盖下降与滤水圆筒密封。滤 水筒下部有一个漏斗形锥体状的别离室6,分 离室上部有一个平衡空气压力的通气管,下部 装有一个斜管8和一个直管9,斜管直径为 16mm,直管直径为2.32mm,其巨细应能满意 1000mL、温度20±0.5 ℃的蒸馏水在149±1S 内排完 。

  2.测定原理 打浆度测定仪是依据打浆程度不同浆料的滤 水速度不同的道理而规划的。在将含有2g绝干浆 的悬浮液1000mL倒入滤水圆筒时,纤维即在滤 网上构成滤层,水经过滤层进入别离室,随之从 两个排水管流出。打浆时刻短,浆料滤水快,

   从斜管流出的水量就多,反之,打浆时 间长,滤水慢,从斜管流出的水量就少。经过 从斜管流出的滤液的多少,来衡量打浆度的高 低。从斜管流出的水越多,打浆度越低,从斜 管流出的水越少,打浆度越高。

  将锥形盖于封闭方位,将水倒入滤水筒内,检 查密封锥形盖是否漏水,无缺状况应不漏水。  ②仪器整理程度的查看:

  或杂物附于仪器内部,这时有必要用丙酮和软毛 刷清洗,并用清水洗净。假如铜网不合格应更 换。 ③斜管方位的校对

  用手指堵住直流管下口,将20±0.5℃的蒸 馏水100mL倒入别离室中,待过量的水从斜管 彻底流出后,铺开直流管口,用一量筒搜集从 直流管流出的水量,体积应在7.5~8.0mL之间 ,不然应校对斜流管的方位。

  口,一起用手指堵住直流管口,将20±0.5℃的 蒸馏水500mL倒入别离室,顷刻之后,铺开直 流管口,让水流尽。然后再堵住直流管口,倒 入20±0.5℃的蒸馏水1000mL于别离室中,放 开直流管口,记载排水时刻,水流完应为 149±1S。若时刻大于此值,

  可用恰当东西扩展直流管口;若时刻小于 149S,则应替换直流管孔。  ⑤查看锥形盖的进步速度

  此速度应坚持在100±10mm/s。 (4)测定过程 ①取相当于2g绝干浆的浆样,倒入测定量筒 内,加清水(为精确,可加蒸馏水或离子交 换水)约300mL,用涣散器(或玻璃棒)将 浆料充沛打散后,再用清水

  用玻璃棒搅匀,待测的悬浮液中不能有气泡存 在,并操控温度在20±1 ℃,或用20±1 ℃的 清水丈量。 ②沿逆时针方向滚动手轮,置锥形盖于封闭位 置。随之倒浆样于滤水筒中。 ③中止5秒钟后,发动手轮,提起锥形盖,水通 过滤网进入别离室,别离从直流管和斜流管

  每一种浆料应做两次测定,取其算术均匀 值作为测定成果。两次测定值的相对差错不得 超越4%。  例如: 1#36.30SR 2#35.00SR

  温度上升,滤水速度加快,打浆度下降,成反 比联系;浓度进步,滤水速度下降,打浆度上 升,即浓度与打浆度成正比。因而,测守时必 须严格操控条件。测定温度要求在20±1 ℃。

   上述条件在实验室尚能做到,但在出产上, 假如没有浓度自动操控,打浆浓度往往产生波 动,假如纸浆浓度测禁绝,就不能确保每次取 样2g绝干浆,因而,测出的打浆度就产生了误 差。为获得精确值需求进行补正。

  其办法是:将测定打浆度后的浆料取下烘干, 求得实践的绝干浆量,然后依据测定的打浆度 和实践浆料的质量,按教材P137图4-6进行补正

   例如:测得打浆度为420SR时的纸浆的绝干 浆重2.5g,在图中找到A点,沿A点地点的曲线g的垂线的交点B,对应 于B点的纵坐标打浆度为360SR,即为补正后的 打浆度。若所测得的数值不在图中的曲线上, 如在C点,可经过C点齐截条与上下两条曲线的 形状附近似的曲线,然后沿此曲线g的垂线的交点D,从而再找出与D点 相对应的打浆度,即为补正后的数值。

   加拿大规范游离度(简称CSF),是世界 上造纸界公认的另一个用来衡量水中浆料悬浮 液滤水功能的目标,测定条件与打浆度有所不 同,打浆度测的是1000mL悬浮液中含2g绝干 浆,而CSF测的是1000mL悬浮液中含3g绝干 浆,测定温度相同,均为20℃。

  滤水室:为一金属圆筒,其内经为101.5 mm,内高为127.0mm,容积稍过1000mL。在 顶部有一空气阀门,孔径为4.7mm。

  在底部装一块圆形筛板,直径为 111.0±0.5mm,厚度为0.5mm,筛孔径为 0.5mm,每1cm2筛网上有97个筛孔。滤水室的 上下各设有盖子,用以启闭。上下盖处各衬有 一块橡胶垫,以密封滤水室和筛网,避免漏水

  别离室:其上部为开口的圆筒,口径为 204mm,高17mm。别离室总高277mm。 其下部 锥形,锥体视点为290±5′。别离室

   的锥形体侧壁上装有一个与别离室中线 角的侧流管,其内径为13±0.1mm。侧流管的 上端伸入别离室内接近中心线的角。溢流口与别离室底之间的间隔为 50.8±0.7mm,该尺度要求精确,以确保溢流 口下的容积为23.5±0.2mL。别离室底部装有 一个长19.6mm的直流管,其孔径为3.1mm,

  与肖伯氏打浆度仪的作业原理根本相同。 仅仅加拿大游离度仪直接以侧流管排出液的体 积mL表明游离度。

  (3)仪器的测验与校准 ①筛网的查看:用规范筛板同测定用筛板比较 ,测验成果若两者的差值大于3个单位时,可用 肥皂水或丙酮和软毛刷清洗,然后再用水冲刷 洁净。经此处理后,假如两种筛板测定成果之 差仍大于3个单位,则应替换筛板。 ②侧流管方位的校准:先调整仪器坚持水平状

  态,然后用手指堵住直流管下口,倒入100mL 温度20±0.5 ℃的水于别离室中,待侧流管 流完水后,铺开直流管口,搜集流出之水量应为 23.5±0.5mL,不然,应调整侧流管的方位。 ③直流管孔的校准:用手指堵住侧流管口,以 每分钟倒入20±0.5 ℃的水725±5mL的速度于 别离室中,丈量由直流管口流出之水量应为 530±1mL.

  去掉别离室内的散布锥形体,堵住侧流管和直 流管口,倒入1000mL温度20±0.5 ℃的水顷刻 后,铺开直流管口。待水流完后再堵住直流管 口,倒入1000mL温度20±0.5 ℃的水然后再放 开直流管口,丈量由直流管流完水的时刻应为 74.7±0.7s。若时刻大于此值,可用东西把直 流管口径放大些;若时刻小于此值,则应替换 新的孔板。

  ①取相当于3±0.02g绝干浆的液体浆料于量筒 内,用清水或蒸馏水或离子交换水稀释至1000 mL,并调理温度为20±0.5℃。 ②浆滤水室放在架上,用20±0.5℃的水清洗仪 器,并调理其温度。封闭滤水室的底盖,翻开 上盖和空气阀门,置量筒在侧流管下,搅匀稀 释之浆料,敏捷倒入滤水室,管好上盖及空气

  阀,翻开底盖,水即经滤网从别离室的侧流管 和直流管流出,待侧流管中止滴水后,读取量 筒中的滤水量,即得游离度的数值mL。 ③每个试样做两次测定,两次测定值间的相对 差错不该超越4%。取其算术均匀值作为测定结 果。成果小于100mL时,读数精确至1mL;结 果在100~250mL时,精确至2mL;大于250 mL时精确至5mL。

   和打浆度相同,游离度的测定成果也受温 度和浓度的影响。如测验中浓度误差大于0.05 %,温度误差大于0.5℃时,所得成果有必要进行 校对,因而,测守时亦应严格操控条件。浓度 校对值和温度校对值别离列于表4-2和表4-3 中。教材p138

  别的,加拿大游离度与肖伯氏打浆度之值 还能互相换算,可经过图4-8联系和表4-4 查得对应的数值。

  打浆度仅能反映纸浆的滤水功能,而纸浆 的滤水功能受纤维堵截、压溃、润胀和细纤维 化等许多要素的影响。因而,仅用打浆度不能 精确地反映纸浆强度功能的改变;而纸浆保水 值这一目标,则能够反映打浆过程中

  纤维润胀和细纤维化的程度,因而,用保水值 便能反映纤维结合力的巨细。所以,归纳考虑 打浆度和保水值两种目标,能更切当反映出纸 浆的功能。

  由于保水值的测定现在还没有规范化,没 有定型设备和一致条件,所以造纸厂测保水值 的很少。为了比较精确反映纸浆强度功能的变 化,纸厂大都测定纤维湿重,由打浆度和纤维

  湿重两种目标归纳考虑纸浆强度巨细 1.仪器及测定原理 (1)仪器结构:保水值的测定选用高速离心机 在其转子上设有4-8个离心管,用以装试料测 定管。由于现在保水值的测定没有规范化,因 此,离心机的技能参数、保水值测定管的资料 和规范不尽相同。

  离心机的首要技能参数是转数。 其值可由 选用的离心加快度而定。一般选用的离心加快 度为800g或3000g(g为重力加快度)。

  在规则条件下,将必定量的浆料离心别离 ,甩出浆猜中的游离水。测定纸浆中保存的水 分对绝干浆的比值,求得保水值,以100g绝干 浆中保存的水分表明。

   称取相当于绝干浆0.15g(亦有称取0.3g、 0.5g、1g者)的浆料,置于测定管内,一起可 进行2~8个浆样的测定。开动离心机,处理 15min(亦有离心30min者)后,取出浆料,置于 已知分量的称量瓶中称重。然后放入红外线干 燥箱中或烘箱中烘干至恒重(红外枯燥一般需

   在打浆过程中,除了操控打浆度外,还要控 制纤维长度,由于纤维的长短对纸浆的强度有 很大的影响。我们知道,打浆办法可分为游离 打浆和粘状打浆,两种打浆办法所得纸浆的强 度是不相同的,因而,只测打浆度意外纤维长 度,不能切当反映纸浆强度的凹凸。纤维长度 的测定,在曩昔一般选用显微镜调查法,每次

   测定不得少于200根纤维,取均匀值作为纤维 的均匀长度。此法由于手续费事,需求时刻较 长,不能及时辅导出产,我国纸厂大都选用测 定纤维湿重的办法来直接反映纤维的长短程度 。纤维的湿重常选用结构法测定,即在肖伯氏 打浆度仪进行打浆度测守时,在仪器的锥形盖 上,附加一个金属结构,在测打浆度的一起, 测定挂在结构上的湿纤维的质量,即为湿重。

   结构的形状如图4-10所示。骨架是由截 面积2mm2的铜线mm的弧 形。结构的一边有伸到中心的缺口,以便放在 肖伯氏打浆度仪的锥形盖的轴上。结构上共有 25根肋条,每根宽0.3mm,高2mm,肋间隔5 mm。结构边际设有四根长20mm支腿,用于支 撑结构于打浆度仪的锥形盖上。在结构中心有 一个活动的半圆环,便于取放。

   将结构置于肖伯氏打浆度仪的锥形盖上, 然后按一般打浆度的测定程序进行测定,由于 结构附架在锥形盖上,因而,当升起锥形盖时 ,一些纤维便挂在结构的肋条上。中止2min, 取下结构,称量结构添加的质量,即得纤维之 湿重。

  结构法测定纤维的长度仅是近似办法,由于 结构上附挂的纤维多少除了与纤维长度有关外 ,还受纤维润胀水化的程度和操作条件等要素 的影响,因而,欲得纤维较切当的长度,须通 过显微镜法或运用快速丈量纤维均匀长度的专 用仪器进行丈量。

   1.实验室常用打浆设备有哪几种?  2.瓦利打浆机和PFI磨各有什么打浆特色?  3.肖伯氏打浆度仪是依据什么道理规划的?  4.肖伯氏打浆度仪和加拿大游离度仪的测定有什么

  不同?  5.影响打浆度测定的要素是什么?  6.测定纸浆保水值的含义是什么?  7.测定纸浆纤维湿重阐明什么?  8.纸浆浓度界说怎么?



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