制浆造纸基本原理 (2)

炭水化合物
抽提物
半纤维素 葡萄糖 甘露糖 半乳糖 木糖 阿拉伯糖 萜烯 树脂酸 脂肪酸 非皂化物
三、制浆基本工艺流程
制浆（Pulping）：利用化学方法、或机械方法、或化学与机械相结合 的方法，使植物纤维原料中的纤维离解，成为本色纸浆（未漂浆）或 漂白纸浆的生产过程。 制浆的基本过程： 磨浆 原料采贮 纸车间 备料 蒸煮 洗涤 筛选 漂白 送造
2、纸张定量及厚度的测定
• 定量：纸张每平方米的质量，以g/㎡ 表示 • 厚度：在一定单位面积压力下，纸张的两 个表面之间的垂直距离，以mm表示。 • 以225(g/m2)的定量为一分界线，定量小于 225 (g/m2)的称为纸； 大于225 (g/m2)的称 为纸板。
3.纸张的白度
• 纸张的白度：在457nm的蓝光下测定产品 的显色反应，即特定条件下的白度值，以 “%”表示，用以衡量纸张的白色程度。
（抄纸或浆板） 浸渍 ( 废纸制浆) 磨浆
开篇：纸是什么？
• （一）纸是一种特殊 的材料。 • 纸是由纤维（主 要指植物纤维）和其 他固体颗粒（如助剂 等非纤维添加物）交 织而成的、具有多孔 性网状结构的特殊薄 张材料。
纸是由植物纤维为主体的纤维物 质构成的
• 据研究者考究， 一张普通的A4打 印纸，大致由 2500万根左右的 植物纤维构成。
制浆造纸基本原理
品质部
主要内容： 一.造纸史话 二. 植物纤维原料 三.制浆基本工艺流程 四.造纸基本工艺流程 五.纸张的物理性能 六.水处理废水检测的基本专业术语
造纸先贤--蔡伦
• •蔡伦：湖南耒阳人，公元63年生，皇宫手工 作坊的负责人。 • •造纸：一千九百年前，用麻头、树皮、渔网 等制造出人类历史上第一张植物纤维纸。 • •意义：推动人类历史文明的发展，是中华民 族的骄傲和自豪！作为四大发明之一，永垂 史册！
• 3、化学耗氧量（COD） • 化学耗氧量又称化学需氧量，它是指在一定 条件下，用氧化剂处理水样所消耗氧化剂的量， 以氧的毫克/升表示。其值大小，反映了水体受有 机物及还原性污染物危害的程度。 • 4、生化需氧量（BOD） • 废水排入水体后，其中的有机物在有氧的条 件下，被好气性微生物分解，在微生物分解有机 物的生物化学过程中，所消耗的水体中的溶解氧 ，称为生化需氧量。 • 5、可吸附有机卤化物（AOX）等
（三）纸的形成
• 纸是由纤维悬浮液经滤网过滤得到的滤 层、再经压榨和干燥后形成的。
纤维悬浮液 滤网过滤
压 榨
干 燥
纸张的物理性能
• 1、纸张的纵横向及正反面的测定 • 一般规定，沿纸机运行方向为纸张的纵向， 垂直于纸机运行方向的为横向。 • 按规定，贴向网的一面（与铜网接触的）为 纸张的反面，另一面为其正面。 • 正反面结构上的特点：反面由于脱水时部分填 料和细小纤维随水流失，所以比较粗糙、疏松； 正面相对比较紧密、表面细腻而光滑。
4.纸张的抗张强度及伸长率
• 抗张强度：在规定的条件下，纸张所能承 受的最大张力。 • 影响抗张强度最重要的因素是纤维之间的 结合力及纤维本身的强度，而纤维的长度 并不是最重要的。 • 伸长率: 纸张试样因承受拉力而变形伸长， 当试样裂断时即伸长达到极限时，其伸长 的长度与试样原长度的百分比值。
5.纸张的吸水性
• 纸张的吸水性：指其对水、有机溶液或其他液体的吸收能 力（打浆度增加 吸水性降低）。 • 测定方法： • 1.切取宽15mm、长约250mm的试样纵向、横向各5条。 • 2.将试样距一端205mm处划一条与长度相垂直的直线，将 试样夹在夹纸器上，使横线与标尺200mm刻度对齐。 • 3.将夹纸器轻轻放下，使试样垂直准确地插入液体中5mm 。立即开动秒表测定一定时间内液体上升的高度。一般采 用100s（± 0.5s）内上升的高度表示，或mm/s表示。
二、植物纤维原料
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植物纤维原料的分类 木材纤维类（针叶木、阔叶木等） 禾本科茎秆纤维类（麦草、竹、甘蔗渣等） 籽毛纤维类（棉花） 叶纤维类（香蕉叶、甘蔗叶、龙须草等） 韧皮纤维类（棉秆、大麻类） 废纸（主要指二次纤维）
植物纤维的主要化学组成
植物纤维 (以木材为主)
木素 纤维素 苯丙烷 C6-C3 葡萄糖
打浆两大任务
• （1）改变纤维的形态，保证抄出的纸和纸 板能取得预期的质量要求。 • （2）通过打浆控制纸料在网上的滤水性， 以适应造纸机生产的需要。
造纸使用助剂——湿强剂
• 湿强剂的增强机理 • 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。
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6.纸张柔软度
• 纸张柔软度：指在一定作用力下，把一定 宽度和长度的试样压入一定宽度的缝隙中 一定深度时，试样本身抗弯曲力和试样与 仪器缝隙之间摩擦阻力的矢量和。该值越 小，试样越柔软（与纸张的定量、厚度、 挺度等纸张特性有关）。 • 以纵、横向的平均值表示柔软度，单位为 mN。
纸张的其他物理性能
荧光增白剂
• 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。 • 增白剂的增白机理 • 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。
• 纸张的其他物理性能 • 例如：撕裂度、耐破度、耐折度、平滑度 、透气度、施胶度、湿强度、透明度、不 透明度、挺度、环压强度等等;
水处理废水检测基本专业术语
• 1、悬浮物（SS） • 悬浮物：指悬浮在水中的有机物和矿 物质（泥沙、细小纤维、杂细胞等）。 • 2、溶解氧（DO） • 溶解在水中的氧称为溶解氧，它以分 子态形式存在。溶解氧含量的高低，直接 影响到水质的好坏。
打浆度的测量
• 取2g绝干浆放入电动搅拌器中，然后加入 700ml左右自来水充分搅拌2~3分钟，停止搅拌， 将混合溶液倒入量筒中，加水稀释至1000ml，然 后将稀释后的溶液倒入打浆度仪中，由于仪器内 铜网的作用，纤维留在网上，水被排除，通过下 面侧管与直管流入管下的量筒中，由于浆料叩解 度不同，排水的速度就不同，则分配于下面侧管 与直管量筒中的量也不同，若浆料打浆度高，则 排水速度低，流入直管下量筒中的水就较多，反 之，则流入直管中的水就少，规定以侧管下流出 的水量表示打浆度。
造纸基本工艺流程
造纸的基本过程：
浆料、干浆板 水力碎浆机 损纸 水力碎浆机
储浆池
Hale Waihona Puke 储浆池打浆／磨浆 储浆池 卷取纸 造纸机白水池
非纤维添加物
成浆池
打浆的定义
• 打浆—— • 浆料中的纤维受到剪切力的作用。包括机械 打浆、超声波打浆和水力打浆等作用以使纤维发 生细纤维化的过程。 • 打浆度—— • 打浆度俗称叩解度，打浆度值反映浆料脱水（ 纸浆的滤水性能）的难易程度，综合的表示纤维 被切断、分裂、润胀和水化等磨浆作用的效果。 • 缺点：不能反映浆料的性质！
原始的造纸方法
• 以竹子造纸之步骤如下：
• 1. 斩竹漂塘 斩竹嫩竹, 放入池塘，裁泡一百日以上，利用天然微生物 分解并洗去竹子之青皮。 • 2. 煮徨足火 将以上所得之竹子，放入＂徨″桶内与石灰一道蒸煮八日 八夜。 • 3. 舂 臼 取出上述处理之竹子， 放入石臼，以石碓叩打直至竹子被打 烂，形同泥面。 • 4. 荡料入帘 将被打烂之竹料倒入水槽内，并以竹帘在水中荡料，竹 料成为薄层附于竹帘上面，其余之水则由竹帘之四边流下槽内。 • 5. 覆帘压纸 然后将帘反复过去，使湿纸落于板上，即成张纸。如此 ，重复荡料与覆帘步骤，使一张张的湿纸叠积上千张，然后上头加木 板重压挤去大部分的水。 • 6. 透火焙干 将湿纸逐张扬起，并加以焙干。焙纸的设备是以土砖砌 成夹巷，巷中生火，土砖温度上升之后，湿纸逐张贴上焙干。干燥后 ，揭起即得成纸。
分散剂
• 聚氧化乙烯（PEO） • 外观为白色粒状或粉末状聚合物。相对分 子质量大于250万，水溶性PH值6.5~7.0。 • 特点：高度的粘性、水溶性好、润滑性好 等特点，不仅对长、短纤维具有良好的分 散作用，还具有助留、增强作用，还能改 善纸张柔软度和光滑程度。相对分子质量 低于250万时，用量会很大；相对分子质量 在50万以下时，会完全失去使纤维悬浮和 防止凝聚的作用。