《制浆造纸原理与工程》课程教学资源（PPT课件）第一章 纸料的流体和造纸湿部化学特性

第一章纸料的流体和造纸 湿部化学特性 制浆造纸原理与工程

制浆造纸原理与工程 第一章 纸料的流体和造纸 湿部化学特性

第一节纸料的组成与特性 纸料的组成 纸料悬浮液体系是由固、液、气三相组成的复杂分 散体系。 固:主要是纤维、细小纤维,其次是胶料、填料 非纤维添加物 液:主要成分是水,此外还有助留剂、助滤剂等 气:主要是空气 制浆造纸原理与工程

制浆造纸原理与工程 第一节 纸料的组成与特性 一、纸料的组成 纸料悬浮液体系是由固、液、气三相组成的复杂分 散体系。 固：主要是纤维、细小纤维，其次是胶料、填料、 非纤维添加物 液：主要成分是水，此外还有助留剂、助滤剂等 气：主要是空气

组成纸料各组分性质 (一)水 1.水是纸料悬浮液的介质,也是纸料的重要组分 所有的湿法抄造都借助水作为悬浮液介质,水还会 造成抄造环境,如抄造的酸碱性 2水具有较高的表面张力 水具有比一般液体都高的表面张力,抄造过程中, 湿纸幅形成强度、泡沫的形成与破灭,纸幅内施胶 等造纸现象都受到表面张力的影响 3水能施纤维产生润涨直接导致纤维间结合力增加 制浆造纸原理与工程

制浆造纸原理与工程 二、组成纸料各组分性质 （一）水 1.水是纸料悬浮液的介质，也是纸料的重要组分 所有的湿法抄造都借助水作为悬浮液介质，水还会 造成抄造环境，如抄造的酸碱性 2.水具有较高的表面张力 水具有比一般液体都高的表面张力，抄造过程中， 湿纸幅形成强度、泡沫的形成与破灭，纸幅内施胶 等造纸现象都受到表面张力的影响 3.水能施纤维产生润涨直接导致纤维间结合力增加

表1.1 些液体的表面张力 液体温度℃表面张mNm)液体温度r℃·表面张力(mNm) 全氟戊烷 20 9.89 三氯甲烷 26.67 全氟庚烷 20 13.19 乙醚 2().14 全氟环已烷20 15.7( 甲醇 2() 正己烷 20 8.43 乙醉 20 22.39 正庚烷 2( 20.3() 硝基米 4.3.35 正辛烷 2( 218 00 28.S8 水水水 72.8 27.5 724 2( 30) 712四氯化碳22267 些液体的表面张力 制浆造纸原理与工程

制浆造纸原理与工程 一些液体的表面张力

纸浆纤维由于带有羟基,能在水这种极性溶液中发 生润涨,导致比体积增加,纤维胞壁结构更为松弛 内聚力下降,提高了柔软性和可塑性,为打浆时 的细纤维化创造了条件,并最终作为纸页纤维间结 合的“粘合剂”。 二)纤维与细小纤维 般认为通过75um(200目)的粒子构成细小纤维 不能通过的粒子是纤维部分。因为通过200目的筛 子不仅仅是细小纤维,还包括矿物填料,因此统称 为细料固体粒子 制浆造纸原理与工程

制浆造纸原理与工程 纸浆纤维由于带有羟基，能在水这种极性溶液中发 生润涨，导致比体积增加，纤维胞壁结构更为松弛 ，内聚力下降，提高了柔软性和可塑性，为打浆时 的细纤维化创造了条件，并最终作为纸页纤维间结 合的“粘合剂”。 （二）纤维与细小纤维 一般认为通过75μm（200目）的粒子构成细小纤维 不能通过的粒子是纤维部分。因为通过200目的筛 子不仅仅是细小纤维，还包括矿物填料，因此统称 为细料固体粒子

1细料固体中的细小纤维与纤维的不同特性 (1)细小纤维具有大的比表面积 (2)细小纤维对造纸湿部添加剂有强烈的吸附能力 2细小纤维和纤维表面带有负电荷 由于与半纤维素、氧化纤维素、氧化木素相关的表 面基团的电离作用,纤维和细小纤维总是带负电荷 3纤维和细小纤维的离子交换行为 纤维的离子交换能力来源于自然的酸性半纤维素 纤维对各种无机离子吸附能力由强到弱的顺序为: N(CH3)3*<Li*<Na*<K+<Ag*<Ca2+<Mg2+<Ba2+<Al3+ 制浆造纸原理与工程

制浆造纸原理与工程 1.细料固体中的细小纤维与纤维的不同特性 （1）细小纤维具有大的比表面积 （2）细小纤维对造纸湿部添加剂有强烈的吸附能力 2.细小纤维和纤维表面带有负电荷 由于与半纤维素、氧化纤维素、氧化木素相关的表 面基团的电离作用，纤维和细小纤维总是带负电荷 3.纤维和细小纤维的离子交换行为 纤维的离子交换能力来源于自然的酸性半纤维素 纤维对各种无机离子吸附能力由强到弱的顺序为： N(CH3 )3 +<Li+<Na+<K+<Ag+<Ca2+<Mg2+<Ba2+<Al3+

三)功能性添加剂 功能性添加剂是企图为变纸页中的一个成分而改变 纸页的性能,如着色剂、施胶剂、湿强剂等 (四)控制性添加剂 用于改变湿部纸料的性能,如助留剂、消泡剂、防 腐剂树、脂控制剂等。 纸料的特性 )纸料分散体系具有絮集的性质 其絮聚的临界浓度为约为0.05%,在临界浓度以 上,纤维之间由于没有足够的转动空间而容易产生 制浆造纸原理与工程

制浆造纸原理与工程 （三）功能性添加剂 功能性添加剂是企图为变纸页中的一个成分而改变 纸页的性能，如着色剂、施胶剂、湿强剂等 （四）控制性添加剂 用于改变湿部纸料的性能，如助留剂、消泡剂、防 腐剂树、脂控制剂等。 三、纸料的特性 （一）纸料分散体系具有絮集的性质 其絮聚的临界浓度为约为0.05％，在临界浓度以 上，纤维之间由于没有足够的转动空间而容易产生

碰撞,从而使纤维间相互交织,产生絮聚 二)纸料分散体系还具有胶体的特性 打浆后产生的纤维表面细纤维化,亦即纤维表面起 毛和产生很多细小纤维及其它细料固体颗粒,从整 体来看它具有胶体大小尺寸。 配料中可能还有溶解的无机盐及聚电解质、表面活 性剂、胶料、填料等 纸料分散体系的胶体颗粒表面还带有电荷,一般为 负电荷。其相斥性使胶体颗粒具有一定分散稳定 性 三)纸料分散体的表面电动现象 制浆造纸原理与工程

制浆造纸原理与工程 碰撞，从而使纤维间相互交织，产生絮聚。 （二）纸料分散体系还具有胶体的特性 打浆后产生的纤维表面细纤维化，亦即纤维表面起 毛和产生很多细小纤维及其它细料固体颗粒，从整 体来看它具有胶体大小尺寸。 配料中可能还有溶解的无机盐及聚电解质、表面活 性剂、胶料、填料等。 纸料分散体系的胶体颗粒表面还带有电荷，一般为 负电荷。其相斥性使胶体颗粒具有一定分散稳定 性。 （三）纸料分散体的表面电动现象

分散在水里的纸料胶体颗粒,其颗粒持有离子性及 表面层的分子结构如果有极性的话,由于从悬浮液 中选择性地吸附离子,表面具有了一定的电位便产 生了动电行为 第二节纸料悬浮液的流体力学性质 纸料悬浮液的流动状态和流动特性曲线 (一)纸料悬浮液的流动状态 流动状态可分为塞流、混流和湍流三种基本状态 制浆造纸原理与工程

制浆造纸原理与工程 分散在水里的纸料胶体颗粒，其颗粒持有离子性及 表面层的分子结构如果有极性的话，由于从悬浮液 中选择性地吸附离子，表面具有了一定的电位便产 生了动电行为。 第二节 纸料悬浮液的流体力学性质 一、纸料悬浮液的流动状态和流动特性曲线 （一）纸料悬浮液的流动状态 流动状态可分为塞流、混流和湍流三种基本状态

湍流 纸浆悬浮液的三种状态 二)纸料悬浮液的流动特性曲线 制浆造纸原理与工程

制浆造纸原理与工程 （二）纸料悬浮液的流动特性曲线 纸浆悬浮液的三种状态