制浆造纸培训

即木材的胶 （与半纤维素 一起将木材细 胞结合起来）， 控制着细胞壁 内的水分含量。
植物纤维原料主成分包括纤维素、半纤维素和木素三种。次成分包括 果胶、淀粉、丹宁、色素、树脂、脂肪、蜡质、灰分等。
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组分 纤维素 半纤维素 木素 抽提物
木材含量/% 松木 39 30 27 4 桦木 40 37 ↗ 20 ↘ 3
抽提物
主要是树脂酸和脂 肪酸以及酯、蜡、 萜类和酚类成分， 它们可较容易地在 碱性条件下脱除。 抽提物可干扰漂白 过程。
由葡萄糖单 元连接起来 的线型聚合 物（多糖）
由木聚糖、葡甘聚 糖、半乳葡甘聚糖、 阿拉伯半乳聚糖及 半乳聚糖构成的多 糖聚合物（杂多 糖）。增加纤维内 部或之间的结合， 对制浆和纸的性质 是有益的。
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打浆对纤维性能的影响
裂断长
裂断长是造纸生产中衡量纸页的抗张强度 指标。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。 在打浆初期，主要影响纸张裂断长的是纤 维结合力；随着打浆时间的延长，纤维结合力 虽然也继续有所提高，但是由于纤维平均长度 的继续下降，也会影响到裂断长的变化。这种 对比关系，自然就会使纸张的裂断长产生转折 点，而转折现象产生的早晚则与打浆方式有密 切的关系。此外，纤维本身的强度和在造纸机 铜网上形成纸张的过程，也会在一定程度上直 接影响纸张的裂断长。
②初生壁和次生壁外层的破除 由于初生壁和次生壁外层木素含量较多，能透水而不能润涨，并紧紧 地束缚次生壁中层，使次生壁中层的细纤维得不到松散和润涨。需要通 过打浆的机械作用和纤维之间的相互摩擦将初生壁和次生壁外层破除， 才能使次生壁中层充分的润涨和细纤维化。 ③润胀 难以润胀的 P层和S1层被破除后，S2层便开始润胀，由于S2层的各向 异性的结构，因而有可能发生润胀。润胀的结果，有使纤维直径增大的 趋势，并变得柔软可塑。又因吸水润胀，纤维的比容有所增加，使纤维 细胞壁的结构变得松弛，降低了细纤维之间的内聚力，为打浆机械的进 一步细纤维化作用提供了基础。润胀与纤维中所含的亲水性物质（即半 纤维素）有关。
备料
制浆
洗涤
筛选
制浆前把粗长的木 材、禾草切成小块 的料片并去除杂质 的操作
筛选
漂白
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制浆方法
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化学法制浆
化学法制浆原理： 用化学药液蒸煮料片，在高温下化学药剂与料片中的木素反应生成水溶物， 使纤维分离分散成为浆料。 化学浆的特点： 这种方法制得的纸浆大致保留了纤维的天然长度，去除了大部分木素，能用 来生产强度高、柔软的高档纸。 缺点：得率低，污染大。
的纤维在破除初生壁和次生壁外层之前，就受到较强的剪切 力作用，纤维受到横间切断的可能性就较大。因此，在打浆
过程中往往出现这样的现象：在打浆初期即有一小部分纤维
吸水润胀并产生细纤维化，而在打浆后期还有的纤维的初生 壁和次生壁外层尚未破除。如果后一现象较多时，即说明打
浆很不均匀。因而，在打浆过程中，应尽量采取措施，保证
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木材纤维的性质——细胞壁的结构
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细胞壁各层的理化结构
植物纤维构造 外观 一层类似塑料的 多孔层薄膜，纤 维呈网状排列， 各向同性 厚度/µm 化学组成 特性 只能透水，不能 润涨，在打浆时 会限制次生壁中 层的润涨
初生壁（P）
0.1-0.2
木素含量较高
次生壁外层（S1） 过渡层，接近P层
0.2-0.3
特点：两段制浆，包括化学预处理和机械后处理两个阶段。 化学预处理（浸渍）是用化学药剂将原料的非纤维成分溶解掉，实现纤维的软 化，使纤维组织松弛，更适于磨浆。
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生物法制浆
以微生物或其制品（酶）对木片进行预处理，然后用机械 法或化学机械法制浆。
生物处理的目的：有选择性地分解（降解）原料中的木素， 尽可能减少碳水化合物的损失。从而降低磨浆能耗，减轻 废水污染，提高制浆强度。
长度/mm
宽度/µm
细胞壁厚度/µm
纤维粗度/ （mg/m）
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主要内容
造纸 纤维
纤维类 型
木材纤维 的性质
制浆 造纸 技术
制浆 打浆对纤 维的作用 打浆对成 纸性能的 影响 纤维性质 对纸性能 的影响
再造烟 叶产品 现状 主要物
理指标 存在问 题
讨论
亟需开展 的研究？
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制浆造纸技术
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制浆
什么是制浆？
将造纸原料分散为单根纤维的过程叫制浆，获得的产品称 为纸浆。 制浆目的： 溶出原料中的木素，使原料分离成单根的
纤维，增加纤维的比表面积（单位重量纤维
的表面积）。
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制浆
制浆的基本要求：
在纤维尽量不受或少受损失的前提下，消耗较少的动力，将植物纤维分离 成单体纤维，使浆料具备一定的比表面积和交织性能，为纤维之间的重新结合 创造条件。 制浆的基本过程：
造纸制浆基础知识培训
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主要内容
制浆 造纸 技术
造纸 纤维
纤维类 型
木材纤维 的性质
制浆造纸 流程 打浆对纤 维的作用 打浆对成 纸性能的 影响 纤维性质 对纸性能 的影响
再造烟 叶产品 现状 主要物
理指标
讨论
亟需开展 的研究？
Hale Waihona Puke 存在问 题2造纸纤维类型
裸子植物门松柏纲植物因叶多为针状， 故称为针叶木。商业上称为软木。如： 云杉、冷杉、马尾松、落叶松、红松、 白松。 被子植物门的木本植物是阔叶的,故称 为阔叶材。商业上称为硬木。如：杨 木、桦木、枫木、桉木、榉木、槭木、 相思木等。 禾本科纤维原料 植物纤维 非木材纤 维原料 矿物纤维 化学合成纤维 动物纤维 韧皮纤维原料 籽毛纤维原料 叶部纤维原料
保水值＝（ 甩干后湿浆重－绝干重）/绝干重×100％
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（一）打浆对纤维的作用
①细胞壁的位移和变形 打浆的机械作用是次生壁中层的细纤维同心层发生位移和变形，使细纤
维之间的间隙增大，水分子更容易渗入，为纤维的润涨创造了有利条件，使
纤维变得柔软，对初生壁和次生壁外层的破除起到了重要的促进作用。
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低而半纤维素含量高。
薄壁细胞易打烂；半纤维素含量高易润胀；粗粒
状则刀片难以“抓”到，一旦抓到，即被打烂，因此
杂细胞在打浆过程中主要是润胀和打烂，而不能细纤
维化。这也是草浆难打浆的原因。
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纤维数量大，打浆过程中，各根纤维所受外力不同， 受到摩擦、挤压等力较大的纤维，其初生壁和次生壁外层的
除去较易些，因而纤维吸水润胀和细纤维化较好；反之，有
阔叶木
纤维管胞和韧性纤 维 （30%-70%）
导管 （15%-40%）:短的 （0.3-0.6mm）、大直 径的（30-130mm）细 胞
薄壁细胞 （5%-30%)
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典型纸浆纤维的一些形态学性质
木材类型 中文名
香脂冷杉 欧洲赤松 挪威云杉 黑松 黑云杉 白云杉 针叶木 火炬松 湿地松 长叶松 短叶松 花旗松 加州铁杉 辐射松 阔叶木 桦木 山毛榉 桉木 杨木 1.0-1.2 1.0-1.3 0.9-1.0 1.2 18-30 16-29 11-13 10-35 2-4 3-5 3 约4 0.08-0.11 约0.12 0.05-0.08 3.5-4.2 35-40 2.6-4.2 0.29-0.48 3-3.5 28-35 2.1-3 0.22-0.25
硫酸盐浆含量/% 松木 73 19 6 1 桦木
↗
64 32 4 1
↘
一般来说，阔叶木纸浆比针叶木纸浆含有较多的半纤维素（28%-42%）和较少
的木素（17%-25%）。阔叶木中的纤维素含量与针叶木的近似（40%-48%）。硫 酸盐法制浆后，针叶木和阔叶木纸浆的纤维素含量增加，而半纤维素、木素和
抽提物的含量减少。
针叶木
木材纤维 原料
阔叶木
纤维原料
3
针叶木
叶部
西部铁杉 Tsugaheterophylla 针叶木
4
阔叶木
杨木
5
植物纤维
洞庭湖湿地出产的芦苇（草类纤维）
竹子（竹类纤维） 棉花（种毛纤维）
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木材纤维的性质
①木材的 化学成分
②细胞壁 的结构
③细胞类 型
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①木材的化学成分
木材细胞
纤维素
半纤维素
木素
基体物质 （沙石） 骨架物质 （钢筋）
以纤维素的微纤丝状态存在于细 胞壁中，赋予细胞拉力强度。在 细胞壁的各个层次按不同的方向 排列，起到骨架物质的作用。微 纤丝的排列方向不但决定着木材 各向异性的特征，而且分出了细 胞壁的各个壁层。
结壳物质 （水泥） 物理作 用
木素，遍布于细胞壁之 中，使细胞获得硬度。
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②细胞壁的结构组成
细胞壁由嵌在半纤维素和木素 的无定形基质中的纤维素微纤 丝组成。 纤维素骨架中的最 小结构单元
微纤丝
纤维素链 （30-40个）
纤丝（20nm） 或片晶
（直径3-5nm）
无定形半纤维素和木素位于微 纤丝之间的空间
葡萄糖 基
纤维素 分子链
微纤丝
纤丝
细胞 壁
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指半纤维素和其 它碳水化合物。 渗透于骨架物质， 增加细胞的刚性。
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纤维素存在于一切植物的细胞壁内，是植物纤维的主要成分，约占40-98 ％，它是在制浆过程中应极力设法保留的部分。 半纤维素是非纤维素的碳水化合物，半纤维素的结构疏松无定形，易于 吸水润胀，易溶于稀碱液。半纤维素也是在制浆过程中应该极力保留的 部分。 木素是由苯丙烷结构单元构成的芳香族的天然高分子化合物，不是单一 的物质，是这一类性质相似物质的总称，是一种无定形结构的物质，原 料中含木素愈多，则制浆愈困难，因木素使纤维互相粘在一起。化学制 浆就是用化学药品使纤维原料中的木素溶出，使纤维互相分离成浆。