关于关于 ONP 纸浆回用对纤维性能的影响纸浆回用对纤维性能的影响作者作者：李舜 学院及班级学院及班级：轻工与化学工程学院 轻化 102-09 摘要摘要：探讨了纸浆回用对纤维性能和纸张强度的影响，随着纸张回用次数的增加，纤维的物理和化学性能发 生衰变，从而引起纸张物理强度的变化，浆料中的细小纤维含量降低，同时浆料的保水值下降，浆料的打浆 度呈现下降趋势，第一、二次回用过程中纤维悬浮液中阴离子密度急剧降低，但在第三次回用纤维悬浮液阴 离子密度有所增加。纸页白度在前两次回用中下降后又上升，抗张强度和耐破指数在回用过程中明显下降。 撕裂指数先有所增加后降低。 关键词关键词，ONP 浆，回用，纤维分析，阳离子需求量，抗张指数，撕裂指数 一、实验部分一、实验部分 1 制备浆料制备浆料本实验用的是大连晚报制备的 ONP 浆，先是将大连晚报撕成 25x20 的碎纸屑，然后平衡水分 24h，然后 称量 200g 的绝干纸屑，熟化 20 分钟，熟化温度 50。药品浓度：氢氧化钠 1%，硅酸钠 2%，硫酸镁 1%，AEO-9 1.6%，EDTA 1%。然后在水力碎浆机中碎浆六分钟，浆浓 10%，转速 380r/min，碎浆三分钟后停 机，然后将浆料和匀，再次开机，碎浆三分钟。将碎完的浆料从碎浆机中转移到浮选机中，浮选温度 50，浮选浓度 1%，浮选时间 5min。浮选完毕后 用浆袋接浆，然后洗浆，直至洗不出泡沫为止。然后将浆料脱水，撕成非常小的碎屑，在密封袋中平衡水分 24h，然后用烘箱测量水分。 1.1 浆料分析 1.1.1 测量打浆度 实验室用于测量打浆度的为肖伯尔式打浆度测定仪。首先称取绝干纤维 2g，根据所测量的浆料水分含量算 得所需湿重，用打散器打散，然后将打散的浆料用水稀释到 1000ml。将打浆度测量仪的手轮放下，将打散的 浆料转移到打浆度测量仪，按下按钮，然后启动手轮，计量溢流口流下的溶液，直接在测定仪配套的量筒上 读取打浆度。 1.1.2 保水值的测定称量绝干为 1.5g 的湿浆，用打散器打散，用 80 目的网子在抽滤瓶上抽滤。将抽得的浆料在离心机中离心 15min，转速 3000r/min。将离心完的浆料称重，然后放入烘箱中烘干水分，测得绝干。保水值=100离心后 浆料中所含的水分绝干浆料。 1.1.3 纤维分析 首先打开纤维分析仪，并开真空泵，抽气到真空度 5kpa，然后机器预热 30min。称取绝干纤维 120mg，根 据水分计算所需湿重，用打散器充分打散，测量时确保进入分析仪的是单根纤维，然后将打散的浆料稀释到 5000ml，沿 8 字形搅拌直至纤维充分分散均匀，用 50ml 移液管吸取 50ml 浆料到纤维分析仪自带的烧杯中， 重复三次，然后放在测量的位置，随意摆放，在最末尾放一个空的烧杯。然后启动测量程序，并在测量的末 尾加一道水洗的程序。测量过程中随时注意真空度，真空度保持在 5kpa 左右。若真空度不足则开真空泵抽气。1.1.4 滤水，阳离子需求量，zeta 电位 称取绝干纤维 1g，计算称得湿重，用打散器打散纤维，用去离子水稀释到 500ml，用浆料滤水仪滤水，取 前 100ml 滤液。然后将滤水仪洗净，用去离子水润洗，然后重复上述步骤两次。将得到的滤液静置 24h。 打开离子电荷测定仪（PCD-4） ，预热 30min，用 10ml 移液管吸取上清液，转移到测定仪的器皿里，然后安装 好仪器，启动仪器。等到仪器显示屏上的数字在 10min 内不跳跃或者有规律的波动时，读数记为初始电位， 然后向滤液中滴加阳离子试剂，直到读数接近 0 为止。记下读数为终了电位。每次更换滤液后都要用去离子 水润洗仪器，防止离子干扰。 Zeta 电位的测量，打开仪器预热 30min，用 1ml 注射器吸取滤液上清液，将滤液加入到样品池。样品池是一个 U 形的槽体，先将口对下，等到液体加入到 U 形底部，将样品池倒过来接着加液。第一次作为润洗，之后加好试样然后将样品池放入 zeta 电位测量仪，记下读数。每一个烧杯做两次，总共做六次，然后去除最大最小 值，取平均值作为 zeta 电位。 1.2 抄纸纸张定量 80g/，根据成型网的直径，算的成型网的面积， ，每张纸的绝干定量成型网面积。抄造每张 纸需要的绝干纤维量为 1.6g，称取 1.6g 绝干的湿浆，用打散器打散并转移到纸页成型器，纸页成型器事先注 入水 5-6s，以防浆料直接与成型网接触，浆料转移后继续向成型器中注水至刻度线，然后用搅拌器在浆料中搅 拌数次，充分混匀纸浆，待到水面基本稳定后，打开泄水阀泄水，等出水管抽吸能力不能再抽出水时，关闭 泄水阀。用三层滤纸覆盖在湿纸页上，然后用辊子来回压几次，然后揭下湿纸页，用压榨机压榨 5min30s，压 力 4kpa。压榨完毕的湿纸页用纸页干燥器干燥 2-3 分钟，温度 105。干燥完的纸页称重，计算定量。重复抄 纸步骤 100 次。抄完的纸页在恒温恒湿室放置 24h。 1.3 成纸强度测量 实验所需测量的成纸强度包括纸张的撕裂度、抗张强度、耐破度、耐折度，然后还有纸页的白度。首先预 热设备 30min，打开真空泵，抽真空 1-2 kpa。 1.3.1 准备测量式样 选取定量在 80g/左右的成纸 8 张，成纸定量允许浮动 1g 左右。对选取的成纸进行编号，记下重量和定量， 测量成纸强度共需要 63mm76mm 的试样 12 张，15mm980mm 试样 6 个，15mm120mm 的试样 6 个。根 据计算，每个抄出来的成纸都可以裁出两个 63mm76mm 的，同时还可以裁出 15mm120mm 的试样 2 个。 1.3.2 撕裂度测量 首先检查仪器的真空度是不是在 1-2 kpa 范围内，若低于 1kpa 则打开真空泵抽气至所需的真空度。4 个试样 叠在一起作为测量试样，窄的一端朝上，设置纸张定量，定量为 4 个试样的平均值。然后开始试验，纸刀切 纸后摆锤自动向下落，撕裂纸张，然后摆锤复位，记下显示屏的各个读数。重复试验三次。然后提取数据， 平均值，STD.DEV,CV%。 1.3.3 抗张强度测量 检查一起的真空度，步骤同撕裂度测试。将 15mm120mm 试样放在测量台上，然后启动仪器，读取数据。 每一张纸测量两个样取平均值，测量三张纸。 1.3.4 耐折度测量 将按钮抬起，让两个夹头靠近，然后夹 15mm980mm 试样。拉动夹样的另一端，让试样处于 100N 的拉力 下，然后检查显示屏读数是不是处于 0，启动仪器开始测试，当试样断裂，仪器自动停止，读取折纸次数。从 一张纸裁取的两个长条同时测试，取平均值。测试三次。 1.3.5 白度测量 选择光源，设置测量层数四层，将四层的纸张叠放在测量口，然后测量，测量一次， ，将纸张换个位置再次 测量，测量三次。 1.3.6 耐破度测量 检查真空表读数，步骤同撕裂度。将测量白度的纸张放在耐破度测量仪的测量台，启动仪器，读数，记下 读书后将纸张换个位置再次测量，一张纸测量三次。 2 第一次回用第一次回用将测量的试样，裁下来的边角和未裁剪的纸张全部收集，熟化 20min，熟化 20 分钟，熟化温度 50。药品 浓度：氢氧化钠 1%，硅酸钠 2%，硫酸镁 1%，AEO-9 1.6%，EDTA 1%。然后在水力碎浆机中碎浆六分钟， 浆浓 10%，转速 380r/min，碎浆三分钟后停机，然后将浆料和匀，再次开机，碎浆三分钟。然后将浆料脱水， 撕成非常小的碎屑，在密封袋中平衡水分 24h，然后用烘箱测量水分。取出 40-50g 的湿浆保留做纤维素和半 纤维素的分析测量。然后重复步骤 1.11.3.6。 3 第二次回用第二次回用 重复第一次回用的步骤。 4 第二次会用第二次会用 重复第一次回用的步骤。5 第三次会用第三次会用 重复第一次回用的步骤。 6 第四次会用第四次会用 重复第一次回用的步骤。7 第五次会用第五次会用 重复第一次回用的步骤。 二、数据整理二、数据整理0NP 浆0 次1 次2 次3 次4 次5 次Ln0.490.500.520.530.520.52Ll1.021.001.021.031.001.01纤维长 度 mmLw1.711.661.681.711.651.65Wn16.7516.5816.5516.3416.3416.16Wl19.1118.8118.7418.5218.2918.23纤维宽 度 mWw25.1224.2323.8023.6822.7222.66粗度 mg/mCoarseness0.1460.1440.1350.1250.1280.118Kl(n)818.46875.02918.09856.15984.18853.14833.75Kl(l)1418.331450.371388.561264.71435.461189.751166.78扭结指 数 m-1Kl(w)1755.311789.661657.171544.091700.611500.611407.00C%(n)14.0014.0113.7013.1013.4012.41C%(l)15.1415.3515.0014.3514.6114.0513.48卷曲指 数%C%(w)16.5416.9716.4815.8516.0714.76Fines(n)35.2033.1330.2329.6928.5226.84细小纤维含量%Fines(l)7.146.586.005.835.735.19ONP 浆0 次1 次2 次3 次4 次5 次保水值/g.g-1126.8116.6110.0107.5106.0107.6 104.6打浆度oSR40.2238.5036.4030.3329.029.0阴离子电荷密度mol/g2.041.551.051.151.352.35 1.25Zeta 电位/mv-26.65-23.15-19.45-20.7-25.7 -22.7-27.3电导率ms/cm0.0970.0280.04730.04780.0231 0.04650.0369综纤维素70.84975.78167.77含量%79.3879.7077.5594.3385.4081.36聚戊糖含量%14.269 11.5817.239 11.2711.66 10.8410.4511.6012.54酸不溶木素含量%13.0612.0510.9510.6511.98 10.589.67酸溶木素含量%2.102.442.342.140.57 1.970.16木素含量%14.6414.3313.1512.3512.269.83角质化指数08.04%5.67%4.88%1.401.32ONP 浆0 次1 次2 次3 次4 次5 次白度/ISO56.1855.9854.7256.3256.7157.82 裂断长/km4.404.143.523.90 3.673.95 3.602.93抗张强度 KN/m3473.053267.022801.452723.233144.61 2694.612344.69抗张指数 Nmg-143.4140.5134.4134.1038.69 33.7329.11抗张强 度伸长量 mm2.332.241.642.05 1.792.39 1.752.65 1.65 撕裂度 mN2747.472808.802811.862795.872802.27 2747.432769.33撕裂强 度撕裂指数 mNm2.g-133.99 8.5034.5 8.62534.71 8.6834.39 8.6034.34 8.5933.93 8.48 耐破度 Kpa195.06169.15155.40147.85177.17 145.19168.73