纤维结构与形态对纸性的影响开题报告

1. 研究目的与意义

当今社会，人们对各种不同要求纸张的需求越来越强烈。而通过打浆赋予纸浆成纸性能，可以达到成纸的不同性能要求。打浆是制浆造纸过程非常重要的一个环节，俗话讲七分打浆，三分造纸。研究表明，打过浆的纸浆特性发生了很大的变化。打浆工段引起纸浆纤维形态变化进而对纸张性质产生影响。研究纤维结构与形态对纸张性能的影响于造纸工业实际生产具有重要的指导意义。为了控制生产提高成纸质量，必须研究纤维结构与形态对纸张各种强度性能、光学性能、施胶效果的关系和变化规律。

进行打浆实验，了解打浆过程中纤维形态和各项物理性能指标的变化规律，据此可确定最佳打浆工艺和打浆条件，以指导生产，同时对打浆理论有更深的认识。由于浆料受到打浆机的机械作用，使纤维的固有形态发生变化。根据打浆方式和处理程度，纤维将发生不同程度的切断、压溃、润胀和细纤维化。纤维形态的这些变化，无疑将对成纸性能产生很大影响，所以，在打浆过程中，借助于纤维分析仪对纤维的变化情况进行观察和测量，进一步了解打浆过程中影响纤维形态结构变化的因素,这对更合理地控制生产条件是十分有益的。

目前实验室常用的两种打浆方式分别为瓦力打浆机和pfi磨。前者打浆时对纤维切断作用相对较大，后者打浆比压可控制，纤维以分丝帚化搓揉为主，本实验研究分别用这两种打浆设备进行打浆。熟悉两种不同打浆设备的性能特点，利于打浆更好的进行。

2. 国内外研究现状分析

对于打浆的作用, 众多学者观点已趋于一致,公认打浆对纤维的作用主要是切断、压溃、润胀和细纤维化, 从而导致所期望的纤维细胞壁结构改变, 使纸浆纤维具有抄造过程所需要的特性。[1]

对纸浆打浆程度的测定方法有很多方法，其中以打浆度和游离度获得最为广泛的应用。国外多选用加拿大标准游离度（ csf），而我国造纸工业中，一般都用肖伯尔打浆度（sr）来表示浆料在网上的脱水难易程度及纸浆的滤水性能。长期以来打浆度被广泛用来作为衡量纸浆质量的依据之一，然而这一衡量标准并不是最理想的。打浆度只表示纸浆自然脱水快慢程度，用打浆度作为衡量纸浆各项指标的检测方法和数据，在实际生产应用上存在缺陷和不足。[2]

影响打浆效果的因素很多，如打浆比压、打浆温度、过程控制参数的影响。打浆过程的控制参数主要有浆料通过量、打浆浓度、ph及添加物等[3]。但对于具体的打浆流程来说，在生产上能调节的工艺因素有限，主要有：打浆比压、打浆浓度、浆料通过量等。近年来，中浓打浆称为国发展的趋势。随着国内制浆造纸技术的发展，国内打浆技术及相关设备有了一定的进展，但与国外相比，我们的打浆技术及设备仍存在相当大的差距，主要表现在:大部分机型陈旧，更新慢，生产能力小、能耗高、自动化程度较低，打浆工艺落后，因此，探索在打浆方面的新技术及新设备来改善国内造纸企业所面临的问题成为目前急需解决的问题之一。国外的专家和学者一直致力于研发能够在线检测纤维长度、比表面积、纤维柔软性和絮聚性等参量的传感器。[4]

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

分别用瓦利打浆机、pfi磨进行打浆实验，利用纤维分析仪、纸性检测仪器测定纤维形态结构的变化以及各纸张性能的参数。

研究计划：

4. 研究创新点

传统的检测纤维形态的方法都无法保证测量的快速性，不便应用于实验过程中的控制。本实验应用纤维质量分析仪是根据纸浆纤维的物理特性与形状特性基于计算机视觉设计的，在传统方法的基础上结合图像分析理论提出了精度较高的纤维图像处理算法，大大提高了识别精度与准确率，为纤维形态测量开辟了新途径本实验利用纤维质量分析仪研究针、阔叶木浆打浆后的纤维形态, 观察打浆后的纤维粗度及测定手抄片的性能。纤维长度分布及纤维粗度均用纤维质量分析仪测得。

浆料的稳定性影响成纸质量，传统的肖氏打浆度仪可快速测定打浆度和湿重。但是不能全面反映浆料的特性，纤维分析仪不仅可以更全面反映成浆质量．而且与肖氏打浆度仪测得的数据有良好的对应关系，纤维分析仪可作为浆料分析除快速测定打浆度的肖氏打浆度仪以外分析成浆质量的更精准的分析工具。