轻化—制浆造纸原理与工程

绪论

简述造纸生产流程及任务

打浆——添料——纸料前处理和流送——纸的抄造和整理

a、打浆：对纸浆纤维进行必要的切短和细纤维化处理，以便取得生产纸或纸板所要求的物理性质和机械强度等性能。

b、添料：添加色料、填料、胶料、助剂等；为了减少墨水对纸的浸渍、改善纸的白度、不透明度和印刷性能、改变纸的颜色或色调以及赋予纸张特定的性质（例如提高干、湿强度等），需要在打浆的同时或在打浆后的贮浆池中加入胶料、填料、色料和其它助剂进行添料。

c、纸料前处理和流送：净化、精选、流浆箱中的布浆、整流、上网；

打浆、添料后的纸料中难免混入金属或非金属杂质、纤维束或浆团和空气，需要对纸料进行净化、筛选、脱气等前处理，以免影响成品纸的质量和给造纸过程带来困难。纸料的流体特性，使得纸料很容易输送到各个工段。

d、纸（纸板）的抄造和整理：净化、筛选、脱了气的纸料流送进入流浆箱，均匀分布在造纸机网部脱水，首先抄成湿纸，接着经过压榨→干燥→压光→卷取→切纸→选纸或复卷→打包→入库。

第一章打浆

1．什么叫打浆？

打浆——利用物理方法处理悬浮于水中的纸浆纤维，使其具有适应纸机生产上要求的特性，并使所生产纸张能达到预期的质量。

2．打浆的目的和任务是什么？打浆前后浆料性质有什么变化？

打浆的主要任务：（一）改变纤维的形态，使纸浆获得某些特性（如机械强度、物理性能和胶体性质），以保证纸页的抄造质量。

（二）通过打浆调节和控制纸料在网上的滤水性能，以适应造纸机生产的需要，使纸页获得良好的成形，改善纸页的匀度和强度指标。

打浆作用的性质：打浆是物理变化，打浆作用对纸浆产生的纤维结构和胶体性质的变化，都属于物理变化，并不引起纤维的化学变化或产生新的物质。

注：打浆作用会使纤维表面暴露一些新的基团，但这是纤维本身原有的，与化学变化无关。3．打浆对纤维的作用原理是什么？

六种主要作用：（一）细胞壁的位移和变形（二）初生壁和次生壁外层的破除（三）吸水润胀（四）细纤维化（五）横向切断或变形（六）产生碎纤维片

4．纤维结合力有哪几种？试用氢键理论解释纸页的强度是如何获得的？

纸的强度取决于①成纸中纤维间的结合力②纤维本身的强度③纸中纤维的分布和排列方向，而最终决定纸页强度的，是成纸中纤维间的结合力。

纤维的结合力有四种：氢键结合力；化学主价键力；极性键吸引力；表面交织力

其中，氢键的结合力最重要，与打浆的关系最密切。打浆的主要目的之一就是增加氢键结合力，从而提高成纸的强度。

纤维间氢键的形成过程（I）----通过水分子形成的水桥连接

氢键理论认为，水与羟基极易形成氢键。经过打浆的纸料纤维，可以通过偶极性水分子与纤维形成纤维-水-水-纤维的松散连接的氢键结合。

纤维间氢键的形成过程（II）----单层水分子形成的氢键结合

当纸料在网上滤水后，经过压榨进一步脱出水分，使两纤维间的距离靠拢，在纤维间形成了比较有规则的单层水分子连接的氢键结合，即纤维-水-纤维的氢键结合。

纤维间氢键的形成过程（III）----过程完成，形成氢键结合

纸页经加热干燥进一步脱除水分，水分蒸发时，纤维受水的表面张力作用，使纸页收缩，纤维进一步靠拢，从而使纤维素分子间的羟基距离小于2.8 ?，最终形成了氢键结合，即纤维-纤维间的氢键结合

氢键理论认为，打浆过程的机械作用增大了纤维的外表面，游离出大量极性羟基

（-OH+）,水与羟基极易形成氢键结合，形成极性水分子的胶体膜，当水分子蒸发时，相邻纤维间的羟基通过相面结合，从而将纤维结合在一起。这就是纸张强度增加的主要原因。 氢键形成的条件：有游离羟基的存在；两羟基之间的距离在2.8 ?以内。

纤维的吸水润胀和细纤维化，都会使纤维的游离羟基增加，促进纤维间的氢键结合，从而提高纸页的物理强度。

7．目前打浆设备分为哪几种类型？

间歇式主要是槽式打浆机；连续式主要有锥形磨浆机、圆柱磨浆机、圆盘磨浆机

8．打浆有哪几方式？

根据纤维在打浆中受到不同的切断、润胀、及细纤维化的作用，将打浆方式分为四种类型：长纤维游离状打浆、短纤维游离状打浆、长纤维粘状打浆、短纤维粘状打浆。

9．低浓打浆和高浓磨浆的原理是什么？

低浓打浆：主要靠刀片直接对纤维进行冲击、剪切、压溃和摩擦。

高浓打浆原理：与低浓打浆相比，高浓打浆作用不是靠磨盘直接作用于纤维，而是依靠磨盘间高浓浆料间的相互摩擦、挤压、揉搓和扭曲等作用使纤维受到磨浆，同时产生大量的摩擦热，使浆料软化，有利于浆料的解离。

11．什么叫打浆度？

打浆度，反映浆料脱水的难易程度，综合的表示纤维被切断、分裂、润胀和水化等打浆作用的效果。

13．打浆对纸张性质有什么影响？为什么强度（裂断长，撕裂度，耐折度，耐破度）曲线随着打浆度升高出现转折现象？

（1）打浆对纸页性质

a)打浆性能曲线逐步上升(如纤维的结合力、紧度和收缩率）；

b)与结合力成正比的强度指标，都是先升后降（各种强度曲线）；

c)与纸页致密程度有关的指标，均随打浆程度加深而下降（如纤维平均长度、透气度和

吸收性）。

（2）打浆存在一组基本矛盾：就是纤维的结合力和纤维的平均长度。随着打浆度的提高，纤维的结合力不断上升，并有利于提高纸页的各种强度。但另一方面，随着打浆度的继续提高，纤维的长度不断减短，使纸页的各种指标下降。

（3）打浆与纤维结合力的关系：

随着打浆度的增加，纤维润胀和细纤维化增加，纤维的比表面积增大，游离出更多的羟基，促进纤维间的氢键结合，使纤维结合力不断上升。

曲线特征：初期上升很快，逐渐缓慢达到最高点。

（一）裂断长

主要受纤维间结合力和纤维平均长度的影响。同时与纤维的交织排列和纤维自身的强度等也有关。

曲线特征：初期上升很快，中期缓慢并达到最高点，后期下降。

（二）撕裂度：主要受纤维平均长度的影响，其次是纤维结合力、纤维排列方向、纤维强度和纤维交织情况等。

曲线特征：初期上升很快，中期缓慢并达到最高点，后期下降。（比耐折度下降要早）（三）耐破度 (Bursting Strength)----纸页所能承受的最大压力。

主要受纤维间结合力和纤维平均长度的影响。同时与纤维的交织排列和纤维自身的强度等也有关。

曲线特征：初期上升很快，中期缓慢并达到最高点，后期下降。

比裂断长的曲线下降早一些，因为纸张在破裂时，不仅受到拉力，同时也受到撕力作

用的影响。

（四）耐折度---纸页在一定的张力下承受180度往复折叠的次数。

主要受纤维平均长度、纤维间结合力、纤维在纸页中的排列，纤维本身的强度和弹性等。

曲线特征：初期上升很快，中期缓慢并达到最高点，后期下降。

（与耐破度曲线相似，转折点出现的更早些）

第二章造纸化学品及其应用

2．施胶的方法有哪几种？

纸内施胶（浆内施胶）；纸面施胶（表面施胶）；双重施胶（浆内和表面均施胶）

5．掌握松香施胶剂的施胶机理（用接触角理论解释纸张施胶后为什么能抗水？用配位理论解释胶料是如何附着在纤维上的？施胶效应是如何完成的？）有哪些影响施胶效果的主要因素？

施胶效果的产生－－接触角理论 p67 图、公式

液滴能否在纸面产生扩散使纸润湿主要取决于纸面对液滴的附着力和液滴本身的内聚力之间平衡关系；

内聚力是液滴本身固有的物理性质，一般不予改变。唯一的方法是降低纸面对液滴的附着力。而内聚力与附着力之间的平衡关系主要决定于液滴与纸面两相间接触角的大小。

γsv = γsL + γLv cosθ则cosθ = (γsv －γsL )/γLv 当θ > 900时， cosθ < 0，表面不润湿;为使表面不润湿，则应使γsv －γsL < 0即降低纸面的γsv。

配位理论认为，施胶效应是水合铝离子、松香酸和纤维素进行络合反应的结果。松香胶料中的松香酸阴离子能与水合铝离子作用生成不同结构的松香酸铝共沉淀物水合松香酸铝，带正电的水合松香酸铝络合物被带负电荷的纤维所吸附，与纤维表面的羟基阴离子其络合作用，使松香胶料定着在纤维上，或先被两个松香酸李子所取代再与纤维络合。三个方程式P74

施胶效应的完成——配位理论

施胶效应的最后取得是在纸页干燥过程中完成的。松香胶料是两性分子，松香胶沉淀物定

着到纤维表面之后，只有发生内取向，使非极性的疏水基团朝外形成定向的规则排列，才能降低纸面的自由能，取得抗液性施胶效果。配位理论认为：水合铝离子能产生羟连反应，所以水合松香酸铝沉淀物在干燥过程也能产生羟连反应，使单铝变成双铝结合，逐渐失掉配位水，形成网状的凝聚物而连结在一起。

水合松香酸铝又能与纤维素的羧基构成配位键，在干燥过程也产生羟连反应，形成没有活性的大分子，使松香胶沉淀物获得稳定的内取向，从而使纸面自由能降低，获得抗液性能。6．什么是中性施胶和中-碱性造纸？有什么优点？

中性施胶是指在pH值大于6的弱酸性，接近于中性或弱碱性条件下进行的施胶。

中-碱性造纸是指在接近于中性或弱碱性条件下进行抄纸。

中性施胶剂就是为适应中性或碱性抄纸而发展起来的。

7．纸张加填的目的和作用是什么？

常用填料：滑石粉（Talc）、瓷土（又称高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O））、碳酸钙

（1）、改变纸的光学性质

通过改变折光率和光散射系数，增加纸页的不透明度和亮度，并防止透印。

（2）、改善纸页的表面性能和印刷适性

加填可以改善纸页的平滑度和匀度，提高纸页的吸收性和吸墨性，并降低纸页的保水性和变形性。

（3）、赋予纸页某些特殊功能

如卷烟纸加碳酸钙，改进透气性，调节燃烧速度。导电纸加入碳黑，以获得导电性。（4）、节省纤维原料，降低生产成本

填料的价格是几角钱1kg，而纤维原料的价格是几元钱1kg。因此加填可大大节约纤维用量，并大大降低生产成本。当然，填料的加入量也不能过大，否则会大大降低纸页的强度指标。（5）、填料有大的比表面积，能吸附树脂，使纸浆中的树脂不致凝聚成大粒子，因而有助于克服树脂障碍。

加填具有一定的不利影响：

加填的纸张，由于填料分散于纤维之间，使纸的结构疏松多孔，减少了纤维间相互的接触和氢键结合，使纸页的物理强度下降。加填使纸张印刷时掉粉掉毛现象增加。加填会降低纸张的施胶度，尤其是碱性填料对酸性施胶的危害更大。

8．填料留着率有哪些表示方法？影响填料留着率有哪些主要因素？试述填料的留着机理。

(一)填料留着率

填料总留着率指保留在纸页中的填料质量与加入纸浆中填料质量的比。单程留着率比总留着率低。

影响单程留着率的主要因素有车速、上网纸料浓度、纸页厚度、网案振动、脱水元件

性能、真空抽吸程度、成形网形式与特点以及浆料性质等。

影响总留着率的主要因素是白水的循环使用情况。

(二) 填料留着机理

填料的留着受纸料脱水过程中吸附、过滤、沉积以及絮凝等综合影响。

1、机械截留说：

认为填料是由机械过滤作用，截留在纸浆滤层内的。因而纸张的定量越大，纤维的滤层越厚，填料的颗粒越大，则留着率也越高。但无法解释细小颗粒留着率高的原因。

2、胶体吸附说：

认为填料粒子在水中带有负电荷，并吸附铝离子转变带正电荷，与带负电荷的纤维吸附并沉积在纤维的表面上。在等电点附近，胶体易于絮聚，从而利于填料留着。

综上所述：填料的留着是机械截留和胶体吸附综合作用的结果，以胶体吸附作用为主。即颗粒较大的填料是靠机械截留作用而留着，颗粒较小的填料是靠胶体吸附作用而留着。9．染色的目的和作用是什么？染料有哪些种类？常用的染色方法有哪些？

染色和调色的目的和作用

a)为了生产颜色纸需进行染色。

b)生产白纸需对纸页进行调色，以使得每批产品的色调趋于一致。

c)对某些纸种，需要提高白度，因此需加入增白剂增白。

染色：指在纸浆或纸张中加入某些色料使纸能有选择性地吸收可见光中的大部分光谱，不吸收并反射出所需要色泽的光谱。

用于造纸的染料主要有碱性染料、酸性染料、直接染料

纸张染色方法分：浆内染色（间歇染色、连续染色）、纸面染色（浸渍法、压光法和涂布法）10．增白剂的作用机理

荧光增白剂是一种荧光染料，其化学组成为二氨基二苯乙烯的衍生物或盐类，是含有共轭双键结构的有机化合物。

荧光增白剂的增白机理——荧光增白剂结构中含有：激发荧光的胺基磺酸类基团、能吸收

紫外光的芳香胺和脂肪胺及其衍生物的基团、还有能增强牢固性能的三聚氰氨基团

荧光增白剂不仅能反射可见光，还可吸收紫外光并将其转化为可见的蓝色或红色的荧光。

在浆料中，这些荧光能对橙黄或浅绿起补色效应而产生显白效果。因此荧光增白剂对纸浆的作用只是一种光学作用，并未对纸浆起漂白或染色作用。

11．什么是湿纸强度，湿强度？各自的影响因素有哪些？

湿纸强度是指纸页抄造过程未经干燥的湿纸页的强度，

湿纸强度主要取决于组成纸页的纤维之间的摩擦力。

纸页的湿强度是指经干燥后的纸张再被水润湿完全饱和后所具有的强度，或称再湿强度。

。

12．湿强树脂增湿强作用的机理是什么？

（1）、保护原有的纤维间的结合。该机理认为，湿强剂在纤维周围形成一个交错的链状网络结构，阻止纤维的吸水润涨以保持原有的纤维间的氢键结合。

（2）、产生新的抗水纤维结合键。该机理认为，湿强剂与纸浆纤维交联形成了新的共价键、氢键等抗水结合键，从而增加了纤维结合强度。

在实际应用中，湿强剂的增强是通过上述两种机理的综合作用来体现的。

13．干强剂增强作用的机理是什么？

（1）干强剂能有效地增加纤维之间的结合强度。

如淀粉的自由葡萄糖羟基参与了纤维表面纤维素分子的氢键的形成，因此淀粉的加入增加了纤维间结合面上的氢键数量，从而增加了纤维间的内部结合强度。

（2）、其次是改善纸页成形，这可以提供更均匀分布的纤维之间的结合。

（3）、此外当增干强剂能够提高细小纤维留着和纸页滤水时，可以改善湿纸页的固结。14．助留和助滤机理是什么？

(一)助留机理

(1)Zeta电位电荷中和助留

纸浆和大多数填料具有负电荷表面，加入阳离子助留剂后，减少了纤维与填料之间的排斥力，从而得到了较好的吸附和留着。

(2)嵌镶结合助留（补丁机理 Patching）

阳离子型聚合物的强阳电荷抢先吸附部分细小组分，形成局部区域阳电荷性，这些区域再吸附带阴电荷的细小组分，从而产生镶嵌留着。

(3)形成桥联物助留（Bridging Flocculation）

具有足够链长的高分子聚合物，可在纤维、填料粒子等空隙间架桥，并形成凝聚。（二）．助滤机理

（1）电荷中和

阳离子型助留助滤剂能降低纤维、填料等的表面电荷，致使纤维和填料中充满水的结构受到破坏，使其表面定向排列的水分子被扰乱而容易释放出来。

（2）凝结与絮聚

阳离子型助留助滤剂能促进纤维和填料凝聚，使纤维和填料的比表面积降低而加速了脱水作用。

15．纤维分散的意义？

纤维分散剂的作用原理

①赋予纤维表面电荷，使纤维间产生斥力(阴离子分散剂)。

②吸附在纤维表面，相当于在纤维表面附着了一层薄薄的润滑膜，起到了水溶性润滑剂的作用，减少了纤维间的摩擦力，减少了纤维间相互黏着的机会，使纤维相互滑过而不致缠结。

③分散剂的加入使得浆水的黏度增高，浆液黏度的增加大大限制了纤维在水中的运动自由度，使纤维不相互接触，减少了纤维间的絮聚，改善了纤维成形交织的能力。

16．纸料消泡和除气的意义是什么？消泡剂和除气消泡剂有哪些种类？

（一）泡沫的产生

当使用洗涤不良的纸浆或不合理的施胶、在酸性系统中使用碱性填料等，均会造成纸料中产生泡沫，对生产操作和纸页质量造成不良影响。

（二）纸浆中气泡的危害－－降低滤水速度、造成纸页针眼

消泡剂种类：溶剂型消泡剂；油型消泡剂和乳液型消泡剂

17．产生腐浆的原因是什么？

由于浆料中含有丰富的碳水化合物和蛋白质等养料物质，尤其在炎热的季节和温暖潮湿的条件下，细菌繁殖更为迅速。在纸料和白水流经的各种设备和管线中，如不经常清洗，极易产生腐浆。

腐浆落入浆料中会引起纸页的断头或产生纸病等

18．什么是造纸生产过程的树脂障碍？如何控制？

由于纸浆中带有的一些溶于中性有机溶剂的憎水性物质以多种形式沉积在设备的表面上而带来的。生产中控制树脂障碍的方法主要有化学控制法、工艺控制法和生物控制法。21．什么是造纸湿部化学？其主要研究内容是什么？

造纸湿部化学是造纸配料各组分的表面和胶体化学。

造纸湿部化学是论述造纸配料中各组分在纸机网部滤水、留着、成形以及在白水循环过程中相互作用规律的科学，关系到纸机操作性能和最终产品(纸和纸板)的质量。

造纸湿部化学的主要研究内容为：造纸湿部化学作用基本原理；造纸湿部化学助剂；造纸湿部化学测量和过程控制。

23．湿部化学控制对纸张性能的影响有哪些？

(1)结构性质 (定量、厚度、成形、方向性、两面差、多孔性、粗糙度及尺寸稳定性等)

(2)机械性质(抗张强度、撕裂强度、耐破强度、挺度、耐折强度、内结合强度和表面强度等)

(3)表观性质 (颜色、白度、不透明度和光泽度等)

(4)屏蔽和阻抗性(抗水、抗油性等)

(5)持久性(耐久性、褪色及化学稳定性)

24．湿部化学控制对纸机运行性能有哪些影响？

湿部化学对纸机的运行性能既有正面影响也有负面影响。

一方面，湿部化学能被用于提高滤水性，减少进入的空气和泡沫，保持纸机清洁，以及使循环白水的固含量下降。另一方面，当湿部化学失控时，会产生纸机沉淀、结垢和气泡痕，降低滤水性、纸机洁净度和压榨效率。

第三章供浆系统和白水系统——书本思考题

2．纸料悬浮液流动过程的湍动形式有哪几种类型

流动状态：可分为塞流、混流和湍流三种基本状态。

湍动形式：低强微湍流、高强大湍流、高强微湍流。

3．纸料的供浆系统主要有哪几部分组成

供浆系统：在纸料制备系统后至抄造前，对纸料进行的一系列处理过程。

组成：供浆系统从造纸机车间的成浆池开始至造纸机流浆箱布浆器的进浆口为止，由调量、稀释、除气、净化、筛选、消除压力脉冲和纸浆输送等部分组成。

5．简述纸料调量和稀释的目的

调量：按造纸机的车速和定量的要求提供连续不断的稳定的供浆绝干量

稀释：按照造纸机抄造的要求，将纸料稀释到适合的浓度，以便在抄纸过程中形成均匀的湿纸页。

7．纸料进入流浆箱之前，筛选和净化的目的和作用是什么

目的：筛选：除掉纸浆中相对密度小二体积大的杂质，如浆团、纤维束、草屑等。

净化：除掉纸浆中相对密度大的杂质，如沙粒、金属屑、煤渣等。

净化和筛选的作用是除去纸料中残余的杂质，并制成均匀分散的纤维悬浮液。

10．简述浆料中结合气体和游离气体的危害

1）游离状态空气

a. 改变纤维的比重和浆料的可压缩性、脱水性；

b. 产生泡沫；

c. 使纤维的比重减轻，产生浮浆，造成在网上出现纤维团和定量不均。

d. 使纸张的质量下降

2）结合状态空气：能够造成泡沫，并降低成形部的脱水率；

3）溶解状态空气：对纸料性质影响不大。

11．纸料为什么需要除气？除气的方式有哪些

作用：（1）、避免在造纸机流浆箱产生泡沫，并把不含气泡的纸料喷射到成形部，从而改进纸页成型，解决纸页中出现的泡沫点，针眼等纸病。

（2）、由于没有气泡和纤维结合在一起，从而使到流浆箱中纸料的絮聚易于分散，有助于改进纸页匀度。

（3）、使管道系统脉动的幅度较低，使纸页的定量更加稳定。

（4）、加快成形部的脱水，增加成形部的脱水能力。

除气的方法：预防、排除。

(1)、化学除气（如加表面活性剂）：用物化的方法除去纸料中的空气；将添加剂加入到纸料和白水中，使小气泡破裂而变成大气泡，从而从纸料或白水中溢出。

（2）、机械法：高压水、热蒸汽、脱气设备（如脱气罐）。

13．常用的造纸白水处理的方式有哪些？白水循环利用的基本原则是什么

白水的循环与使用

（一）．短循环

从网部脱除的部分白水，又回用于稀释进入流浆箱的浆料，这个称之为“短循环”。

将富含纤维的部分白水送回短循环，而将纤维含量很低的部分白水溢流到长循环去。

（二）长循环

长循环的目的是改善系统物料和热量的利用。长循环系统包括损纸系统、白水回收装置、温度控制系统、更换纸种、物料损失、热损失、生产废水等。

（三）白水的分级处理——图3-19为造纸车间白水循环分级的示意图

根据白水浓度的高低划分为三级循环来回收利用。

第一级循环是网部的白水，用于冲浆稀释系统。

第二级循环是网部剩余的白水和喷水管的水等经白水回收设备处理，回收其中物料，并将处理后的水分配到使用的系统。

第三级循环是纸机废水和第二级循环多余的水，汇合起来经厂内废水处理系统处理，并将部分处理水分配到使用的系统。

白水封闭循环的原则——纸机排出来的的白水直接或者经过白水回收设备进行固体物料的回收后进入纸机系统循环在利用。

白水回收方式：过滤法（浓缩机、脱水机、多圆盘过滤机等）、气浮法（气浮白水回收机）、沉淀法（沉淀池、沉淀塔、沉降器）

14．纸页纵向定量波动的概念

纸页纵向波动的概念：是指纸页抄造过程中纸页纵向定量随时间变化而变化的状况。

第四章纸浆流送与纸页成形

1．纸料上网的作用是什么？流浆箱的任务是什么？

(一)纸料流送的作用

纸料流送的作用是按照纸机车速和产品的质量要求，用流送设备将纸料流均匀、稳定地沿着纸机横幅全宽流送上网，为纸页以良好的质量成形提供必要的前期条件。

(二)纸料流送设备——流浆箱的任务

（1）沿着造纸机全宽，均匀、稳定地分布纸料，保证压力均布、速度均布、流量均布、浓度均布和纤维定向的可控性和均匀性。并将上网喷射纸料流一最适当的角度送到成形部最适合的位置。

（2）有效地分散纤维，防止纤维絮聚。

（3）按照工艺要求，提供和保持稳定的上网纸料流压头和浆速关系，并且便于控制和调节。2．流浆箱由哪几部分组成？

流浆箱由布浆装置、整流装置和上网装置等3部分组成。

布浆器——纸料的分布装置；堰池——纸料的整流装置；堰板——纸料的上网装置。

3．当今流浆箱有哪些类型？

以上网纸料流的流送和控制方式来分可归纳为五大类：

①敞开式流浆箱；②封闭式流浆箱；③水力式流浆箱；④多层成形流浆箱；⑤用于高浓纸料上网成形的高浓流浆箱。

6．流浆箱的堰板有哪几种形式？

堰板传统上可以分为收敛式堰板、垂直式堰板和结合式堰板三种。

7．纸页成形的目的和作用是什么？成形部的任务和要求是什么？

(一) 纸页成形的目的

纸页成形的目的是通过合理控制纸料在网上的留着和滤水工艺，使上网的纸料形成具有优良匀度和物理性能的湿纸幅。

(二)成形部的任务和要求

主要任务：使纸料尽量地保留在网上，较多地脱除水分并形成全幅结构均匀的湿纸幅。

要求：纸料在网上应该均匀分散，使全幅纸页的定量、厚度、匀度等均匀一致，为形成一张质量良好的湿纸幅打下基础。湿纸幅经网部脱水后应具有一定的物理强度，以便将湿纸幅传递到压榨部。

9．纸页成形的基本过程是什么？成形机理是什么？

纸页成形过程是指纸浆悬浮液在成形网上脱出大部分水分而形成湿纸幅的过程。其基本过程包括滤水、定向剪切和湍动。

（1）滤水是指成形过程中的纤维悬浮液中的水分借重力、离心力和真空吸力等排出的过程。滤水是水通过网或筛的流动，其方向主要是(但不完全是)垂直于网面的，其特征是流速往往会随时间起变化。滤水的主要作用是纤维悬浮体的脱水，使悬浮体中的纤维沉积到网上成为沉积层。滤水的包含两种机理：过滤与浓缩。

（2）定向剪切是在未滤水的纤维悬浮体中具有可清楚识别形态的剪切流动。它以流动的方向性以及平均速度梯度为特征。定向剪切具有分散作用，定向作用和浓集作用。

（3）湍动从理想意义上来说，就是在未滤水的纤维悬浮液中流速的无定向波动。实际上，

在纸页的成形过程中，湍动扰动可列为湍动流型者，并非真是无定向的。只不过他不足以产生显著的定向剪切，因此对纸页结构的影响近似真正的湍流。湍动的主要作用是：分散纤维网络，并在有限的程度上使纤维在悬浮体中易动，从而降低悬浮体的絮聚程度，以及作为定向剪切衰减的手段。

11．长网成形器由哪些主要部件组成？

胸辊、成形板、案辊、刮水板(又称为案板)、湿真空箱、干真空箱、伏辊、封闭引纸装置、成形网

13．案辊，案板的脱水机理及其比较（脱水过程、成形与扰动的关系）

案辊脱水机理p206 + 案辊对纸页扰动与纸页的脱水和成形：湿纸经过案辊时，经受了两次垂直方向的脉冲变化，使纸料产生扰动，这对纸页的成形和脱水有重要影响。

a.对低速纸机，这种扰动比较缓和，可以促使纤维分散，减少纤维絮聚，对纸页成形有

利；b. 对高速纸机，案辊脉冲作用所产生的扰动过于强烈，形成强烈的洗出作用，对纸页的脱水和成形不利。

案板脱水机理p208 + 在案板的脱水过程中，从网面到案板的斜面之间由于各层水膜的速度不同，使水膜内部产生剪切力，并由此形成很多小的涡流，给网上的纸料产生相应的扰动，有助于改善纸页成形，并形成了案板的压力脉冲；

案板与案辊压力脉冲相比：

a. 与案辊相比案板的压力脉动没有明显的压力最高点；

b. 案板的真空抽吸区比较长，真空度也较低，抽吸力量小；案板脱水较为缓和;

c、案板的块数多，频率高，真空区长，总脱水量大于案辊。

15．什么是浆网速比？浆网速比对纸页成形质量有何影响？

浆速与网速的关系一般用浆网速比表示，该速比是指纸机流浆箱唇口喷浆速度和纸机成形网运行速度的比率。VM= ?VC，?为浆网速比，?值对纸页的成型、脱水和成纸质量均有密切的关系。

?＝1，网对纸料无剪切力，纸料着网时扰动小，纤维在网上容易絮聚，成纸匀度差。夹网造纸机，?取1。

?大于1时，浆速大于网速，但过大的速度差，容易出现浆料翻滚、纤维卷曲；对滤水快的游离状料， ?过大，会造成“浆道子”。

?小于1，形成的纸页有较好的匀度。但过小，会使纤维的纵向排列加强，导致纵横拉力比增加。同时纸张的多孔性和柔软性也变差。

17．园网部的组成和结构特点是怎样的？

传统式圆网造纸机的网部由网笼、网槽和伏辊构成。

网笼：网笼的直径在900～2000mm之间。网笼的直径越大，越有利于提高抄造速度；网笼的转速越慢，则有利于改善纸页的成形。

网槽：网槽是由流浆箱和圆网槽组成。伏辊：毛毯伏辊和橡胶伏辊

18．传统圆网机网槽有哪几种典型结构？

纸料的上网形式：a. 顺流式；b. 逆流式；c. 侧流式。

23．高浓成形与普通成形是如何区分的？试述纸页高浓成形的技术特点和主要用途

主要根据纸浆上网的浓度进行区分。普通成形的纸浆上网浓度一般在0.1%~1.0%；

高浓成形：一般将上网浓度大于1.5％的成形操作。意义：高浓成形可节省大量的造纸用稀释水，并由于纸浆流量减少而节省了大量的输送能量。同时，高浓成形的特殊成形方式，使得纸页中填料和微细组分的留着率增加，并赋予纸页以特殊的结构和强度特性。

高浓成形技术主要用在制造高级纸、瓦楞纸、折叠箱板纸、浆板等

第五章纸页的压榨与干燥

1．如何理解压榨工艺对纸页的所谓“固化”作用？

纸页强度理论认为，纸页的强度来自于植物纤维间的氢键结合，而其结合的前提是纤维素分子之间的距离足够近(0.28nm以内)。

在纸页固形物含量为10％～25％时，植物纤维间的氢键开始形成。

当纸页的干度在25％左右时，湿纸幅强度总可见到一个明显的拐点，这是纸页强度由表面张力控制开始向氢键结合形成的转变点。

还有学者持不同观点，认为氢键结合在湿纸幅干度为40％以上时才开始发生。经过压榨后，湿纸幅的干度约从20％提高到40％左右(现代纸机可提高到约50％)，湿纸幅的强度也大大提高，这一过程称为对纸页的固化作用(consolidation)，即通过进一步脱水使湿纸页定形并具有较高的强度。

2．什么是压榨辊的中高度和偏心距？

中高度：压辊中高指的是上下压辊的中部直径较大，沿两侧直径逐渐减小的特性。

偏心距：上下两压辊的中垂线之间有一定的距离，两辊中心线之间的距离称为偏心距

3．压榨辊的主要类型有哪几种

平辊压榨；真空压辊；沟纹压辊；盲孔压辊；衬毯压榨；宽压区压榨

4．什么是宽区压榨？

宽区压榨：也称为靴式压榨或靴形压榨。这种压榨有很宽的压区，纸页在高压力下有较长的停留时间；其关键部件是固定的靴形加压板和不透水的合成胶带，靴形板用润滑油连续润滑，压力维持时间是传统压榨的8倍, 实现了压榨脱水的重大跃进。

5．试述横向脱水机理和垂直脱水机理的差别，如何根据上述机理强化压榨过程效率？

横向脱水机理：p260-261

平辊压榨

横向脱水机理：普通压榨中压区中主要的压力梯度是存在于和压区相垂直的方向（即X-X 方向），因此从湿纸中压出的水是沿着水平方向流动，即只能横向反着毛毯运行的方向透过毛毯行走。

垂直脱水机理：第一区：从湿纸和毛毯进入压区开始，到湿纸水分达到饱和为止。从湿纸中压出来的主要是空气，不产生流体压力，湿纸的干度变化不大，压力都用在压缩湿纸和毛毯的纤维结构。

第二区：湿纸饱和点到压区中线，或者说总压区压力曲线的最高点。湿纸含水量达到饱和状态，流体压力增加，从湿纸中压榨出来的水进入毛毯，使毛毯含水量达到饱和，因而产出流体压力，把水压到毛毯下层的空隙中。

第三区：从总压区压力曲线的最高点到纸的最高干度点。总压力曲线下降。

第四区：从湿纸开始膨胀变为不饱和到它离开压区为止。压力解除，湿纸回湿。

水流速度低，脱水距离长，阻力大，脱水效果差，易产生压花（压溃）现象。垂直脱水方向压力梯度下脱水路径短，脱水快，对压榨效果决定作用是流体压力梯度，机械压力是条件

(一)提高湿纸幅温度——升温压榨 (二)减少排水阻力——双毯压榨（三）增加停留时间——宽压区压榨（四）长压区压榨

6．湿纸页从伏辊造纸网传递到压榨部有哪几种引纸方式？什么是剥离角，剥离点？

开放式引纸；封闭式引纸(包括粘舐引纸/真空引纸)

剥离角（take-of angle）：是纸幅从网、毯或滚筒上被揭离时纸幅与网、毯或剥离点处滚筒切线之间的夹角。

剥离点：湿纸幅离开伏辊的位置。

7．干燥部的烘缸排列型式主要有哪几种：单排烘缸排列型和双排烘缸排列型

8．烘缸干燥区的划分和特点

四个不同的干燥区：

ab区，贴缸干燥区，湿纸

页从烘缸表面吸热；

bc区，压纸干燥区，该区

热量传递最多，蒸发水量

对低速纸机和高速纸机分

别达80～85％和60～65％；

cd 区，也是贴缸干燥区，湿纸在恒定温度下进行单面自由蒸发；

de区，双面自由蒸发干燥区，纸页在该区温度下降（高速纸机达12～15度）。

特点：

1）纸的干燥都有一个升温、降温、再升温的循环过程。

2）沿着纸幅的横向水蒸气排出速度不同，两边＞中间

9．干燥部的通气方式有哪几种？单段通气；多段通气（一般三段通气）

10．试述常用烘缸冷凝水的排除方法：汲管和虹吸管

11．试述水环形成与破裂过程

水环的形成：随着纸机车速的增加，冷凝水在缸内形成水环，随着烘缸一起回转，水环愈积愈厚，到了临界厚度，水环破裂。

水环的形成和破裂，引起烘缸传动电机负荷的变化。

12．干燥时纸页收缩的原因及各向的收缩程度

纸机干燥的纸，主要是在厚度上产生收缩（50~200%）,厚＞横向＞纵向；纸的横向收缩是两边大，中间小；

收缩原因：a. 纤维本身 b. 纤维间

a. 纤维具有脱水性脱水单根纤维收缩纸页收缩；

b.水蒸发表面张力使纤维靠近形成氢键纸页收缩

13．干燥部的通风有哪几种方式？通风袋；气罩通风

14．干燥方式：对流干燥与接触干燥

第六章纸页的表面处理与卷取完成

1．试述纸页表面处理的目的和作用。

纸页表面施胶的作用：

(1)改善纸页的表面性能。

(2)改善纸页的空隙结构和吸收性能。

(3)改善纸页的适印性能。

(4)提高纸页的物理强度，如耐折度、耐破度和抗张强度等。

2．表面施胶与浆内施胶有什么差异？

表面施胶：是在纸页形成后在半干或干燥后的纸或纸板的表面均匀涂上胶料。

浆内施胶：施胶剂被加入纸料中且在造纸机湿部采用适宜的方法将其保留在纤维上。

3．常用的机内表面施胶方式有哪几种？

辊式表面施胶（水平辊式、垂直辊式、倾斜辊式）；槽式表面施胶；烘缸表面施胶；压辊表面施胶

4．试述压光操作对纸页的作用及其对纸页物理性能的影响

作用：①改善纸页成形的不均一性。②提高纸页的平滑度和光泽度。③提高纸页厚度的均一性。

影响：纸页性质的变化及其幅度，与其通过压光辊的次数(压缝数)有关。

随着通过压缝数的增加，纸页纵向和横向的裂断长、撕裂度都有所下降。纸页的吸收性下降，而平滑度上升。

第七章纸板的制造

1．包装纸板与其他包装材料相比有哪些优点？

优点：1）成本低廉，节省木材，废纸箱容易回收不易产生公害

2）纸箱重量轻，便于装运，运费低廉

3）纸箱便于印刷、装潢美观，便于宣传商品，促进销售

4）纸板能进行特殊加工，使制成的纸箱具有种种特殊性能以满足多种包装需要

2．多层抄造的纸板具有哪些优点？P336

优点：1）根据不同用途要求，各层可使用不同的浆料。

2)各层使用不同的浆料，使不同浆料的优点得到充分利用和发挥。

3)采用单层抄造高定量纸板，所需成形和脱水时间均随定量增加而迅速增大。

4)多层抄造纸板可提高纸板的机械强度。

3．哪些因素影响纸板层间结合强度？P342

层间结合力的取得主要依靠接触界面小纤维和纤维的机械交织和紧密连接的纤维间的氢键结合，它的影响因素有：

1）层间结合强度与纸板内部结合状态有关。

2）不同浆层浆料的打浆度应当配合恰当。相邻纸层打浆度不超过3~5为宜。必要时添加淀粉或合成树脂等添加剂，以增进层间结合。

3）纸层结合时应有游离水存在，以给小纤维和细微组分所能够迁移的流动性。

4）逐步增加伏辊和压榨部压区强度，可进一步增进层间结合。

5）防止干燥水分急剧蒸发。

4．纸板压榨有哪些特点？采用哪些压榨比较高效？P358

特点：纸板定量大，脱水阻力大，脱水困难。

采用预压榨，缓慢地压出纸板中的水，使压力逐渐增加，以充分发挥主压榨的作用。有的纸板机还采用热压以增加压榨的脱水效果。

采用高效、高强度、热压榨等新技术。

5．靴式压光的原理及对纸板的质量影响如何？P369

靴式压光原理是基于水分梯度效应和温度梯度效应。压区越长，对压光的影响越大，高温还会使这种影响进一步增强。

质量影响：可大大降低线压，可以大大降低所需压力并能获得所希望的松厚度。较高的松厚度意味着挺度较高，可降低定量，从而节约纤维，降低成本。可改进纸板的表面性能和印刷性能。

第八章纸和纸板的结构及性质

1．构成纸张的纤维自身的功能性

1）吸附与散射性功能：纤维具有微细纤维结构，使其具有光散射性、保温性、吸音性、吸附性及捕集气体等功能；

2）亲水性功能：纤维的分子链中存在许多羟基，亲水性强，具有吸湿、吸水膨胀和收缩等功能，使纸张易于吸湿；

3）氢键结合能力与强度功能：纤维素纤维羟基间有形成氢键结合的能力，具有较高的强度；4）纤维素纤维本身具有较高的强度；

5）挠性与柔软性功能：纤维素纤维本身具有一定的挠性和柔软性，膨润后也能失去刚性；

6）可燃性功能：纤维易燃，因此纸和纸板也能燃烧。

7）色泽功能：纤维素本身是无色透明的，纤维则是不透明的，带白色到深褐色，因此，纸或纸板一般呈白色或灰褐色。

2．简述纸张结构特点

1）具有多相复杂的结构要素：纤维、填料、胶料和染料。

2）结构间有结合力：主要是氢键结合力，还有机械缠绕，物理相吸。

3）具有复杂的多孔结构：纤维间的网状结构，形成了纸或纸板的表面遍及到内部的多孔性构造。决定了纸的吸收性能、散射性能、透气性、平滑性、吸湿性、水分变化时的形稳性等。

4）具有三维结构的结构要素：纸和纸板在三维空间上分布的各向异性，表现在纤维的排列方向不同，不同长短的纤维分布不同，以及胶料、染料、填料和含有的空气量也不同。对纸幅各方向的主要性质有不同影响。

纤维絮聚的倾向对纸和纸板各个方向的性质也有影响。

5）纸页的两面性：成形的各向异性；一面与网面接触，一面与毛毯接触。

纸或纸板结构上的两面性会引起两面性质的差异，如表面结合强度、表面平滑度、书写和印刷的两面性，也会造成施胶和着色等的两面性。

3．匀度对纸张性质和质量的影响

1）影响纸张外观；

2）影响纸张大多数物理性能：如吸收性能；

3）表面卷曲，影响使用和进一步加工。

4）纸结构不均匀，纸的机械强度下降；

5）结构的不均匀性对透气度、透明度、吸收性能等有影响。

对纸板不规定匀度指标

4．造成纸张两面性的原因及改善途径

造成纸张两面差的原因：

①沿纸的厚度方向纤维定向排列是不同的；

②纸料在成形过程中的选分和洗刷作用；

③纸浆的配比；

④纸张正面容易高度着色的细小纤维的浓度较大，造成纸张两面颜色的差别。

减小纸张两面差的途径：

①尽可能使用细网目、较平滑的织物网；

②使用平滑压榨、反压榨、施胶压榨、饰面辊和压光机压光；

③在纸料中加入助留剂；

④对于圆网纸机，采用改良式圆网网槽；

⑤对于长网纸机，采用沟纹案辊、案板代替案辊，合理控制真空箱的真空度；

⑥在纸料中添加炭酰胺和酚醛树脂，可减少彩色纸颜色两面差；

⑦采用夹网成形器。

题型