植物纖維的特性在造紙工業(yè)中的應(yīng)用
植物纖維，通過(guò)纖維測(cè)定儀可以快速的測(cè)量出來(lái)，隨著人們對(duì)植物纖維認(rèn)識(shí)的加深，纖維的作用也被廣泛的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，下面為大家介紹一下植物纖維的特性在造紙工業(yè)中的應(yīng)用。
用不同的植物纖維原料制漿造紙，在各制漿造紙過(guò)程中所得漿和紙的品質(zhì)亦有不同，這不僅與所用各種植物纖維原料的化學(xué)組成有關(guān)，還與它們的纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。造紙工作者常用纖維的長(zhǎng)寬比、纖維的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)打漿的影響等作為衡量造紙?jiān)蟽?yōu)劣的方法，現(xiàn)就植物纖維形態(tài)與紙漿和紙張性能的關(guān)系淺述于下：
一、纖維的長(zhǎng)度、寬度、長(zhǎng)寬比及長(zhǎng)寬度均一性造紙用各類植物纖維原料中，針葉木纖維比較粗而長(zhǎng)，闊葉木與一般草類原料纖維(如稻草、麥草、蘆葦?shù)?的長(zhǎng)度比較接近，寬度也比針葉木纖維小，龍須草、竹材的纖維較長(zhǎng)。過(guò)去，造紙工作者常用纖維長(zhǎng)寬比來(lái)衡量原料的優(yōu)劣，但根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果看，理由尚不充分。例如：一般針葉木較竹類和草類原料好，但長(zhǎng)寬比都次于竹和草.就是在同類原料中也沒(méi)有明顯的規(guī)律，根據(jù)使用情況，馬尾松和落葉松都不如紅松，稻草也不及甘蔗渣，但其纖維長(zhǎng)寬比恰恰相反。然而，纖維長(zhǎng)寬比對(duì)于某些原料如韌皮纖維、龍須草等長(zhǎng)寬比特別大的原料，可以作為衡量原料品質(zhì)優(yōu)劣的標(biāo)志之一，對(duì)紙張強(qiáng)度產(chǎn)生有利的影響。據(jù)資料介紹，纖維長(zhǎng)度對(duì)紙的強(qiáng)度的影響還是比較大的�？死�(Clark)認(rèn)為撕裂強(qiáng)度與纖維長(zhǎng)度的3/2次方成正比；抗張強(qiáng)度與纖維長(zhǎng)度的1次方成正比；耐破強(qiáng)度與纖維長(zhǎng)度的1/2次方成正比。國(guó)際上有時(shí)用(耐破強(qiáng)度x撕裂強(qiáng)度)之指標(biāo)來(lái)比較紙的強(qiáng)度。按aark的意見(jiàn)，這個(gè)指標(biāo)也與纖維長(zhǎng)度成正比關(guān)系。所以，根據(jù)近年的研究結(jié)果和大量的生產(chǎn)實(shí)踐表明，纖維長(zhǎng)度不僅與紙頁(yè)撕裂強(qiáng)度成直線關(guān)系，而且纖維較長(zhǎng)都能提高紙張的抗張強(qiáng)度(裂斷長(zhǎng))、耐破度和耐折度。因此，纖維長(zhǎng)度是衡量植物纖維原料優(yōu)劣的重要標(biāo)志之一。但必須指出，在考慮纖維長(zhǎng)度的影響時(shí)，只看纖維平均長(zhǎng)度是不全面的，還需要注意纖維長(zhǎng)度、寬度的不均一性，其不均一性常用頻率分布表、圖表示。
二、纖維細(xì)胞壁厚、腔徑及壁腔比纖維細(xì)胞壁的絕對(duì)厚度與紙張性能的關(guān)系不大，而纖維細(xì)胞壁厚與胞腔直徑之比值(壁腔比)卻對(duì)紙張性能影響極大。一般認(rèn)為細(xì)胞壁薄而腔大的纖維抄成的紙強(qiáng)度大，這是由于壁薄腔大的纖維有柔軟性，纖維交織得好。而壁厚腔小的纖維比較僵硬，彼此結(jié)合差，制成紙張強(qiáng)度較低，紙頁(yè)較疏松，吸收性好。壁腔比是指細(xì)胞壁厚度的2倍與胞腔直徑的比值。曾經(jīng)有人對(duì)木材纖維原料進(jìn)行研究提出，壁腔比小于1是好原料，等于1是中等原料，大于l是劣等原料。根據(jù)對(duì)落葉松、馬尾松與紅松三種原料的纖維形態(tài)檢測(cè)得知，落葉松細(xì)胞壁最厚，馬尾松次之，紅松最薄，壁腔比最小.在生產(chǎn)實(shí)踐中使用這三種原料時(shí)，其優(yōu)劣順序大體是，紅松最好，馬尾松次之，落葉松較差，這是與纖維細(xì)胞的壁腔比有關(guān)的。研究表明，凡晚材率高的木材制成紙張后，除撕裂度外，其他強(qiáng)度均較差，正是壁腔比的影響；非木材纖維的壁腔比一般都比木材大，但不能按上述木材纖維壁腔比大于或小于1來(lái)判斷優(yōu)劣，這是因?yàn)椴蓊愒辖Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，纖維長(zhǎng)度差別較大，非纖維細(xì)胞含量相差較大，所以，單由壁腔比不可能得出原料優(yōu)劣的結(jié)論。一般說(shuō)來(lái)，薄壁纖維造紙耐破強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度均好，而厚壁纖維造紙松厚度好、挺度好、撕裂強(qiáng)度好，但抗張強(qiáng)度、耐破強(qiáng)度、適印性能、耐折強(qiáng)度都較低，而且不易打漿。
三、非纖維細(xì)胞含量：從我國(guó)造紙植物纖維原料的纖維形態(tài)比較中可見(jiàn)，針葉木原料95%為管胞，非纖維細(xì)胞含量很少；闊葉木及竹材的非纖維細(xì)胞較多(約30~70%).稻草原料雜細(xì)胞含量為54%，而玉米稈雜細(xì)胞含量則高達(dá)69%。
由生產(chǎn)實(shí)踐得知，非纖維細(xì)胞混雜在漿中，含量過(guò)高時(shí)會(huì)使紙漿得率降低，洗滌和漂白困難，在紙張的抄造過(guò)程中，使?jié){料不易濾水，濕紙強(qiáng)度低，常引起粘輥斷頭，影響車速的提高，還會(huì)使抄成的紙張強(qiáng)度降低(紙的內(nèi)在強(qiáng)度及表面強(qiáng)度較差)。因此必須加強(qiáng)備料、篩選，篩除雜細(xì)胞，以改善紙漿質(zhì)量，所以非纖維細(xì)胞含量是衡量原料優(yōu)劣的重要條件。
關(guān)于纖維形狀的測(cè)定，現(xiàn)在沒(méi)有簡(jiǎn)易的儀器來(lái)確定，僅僅有測(cè)量纖維素含量的儀器，所以對(duì)纖維素特性的判斷，我們還需要借助一些特殊的物理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，然后應(yīng)用到造紙工業(yè)。
