纸浆细小纤维对纸张性能的影响

《纸浆细小纤维对纸张性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn∗纸浆细小纤维对纸张性能影响的研究进展李海明，何北海（华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广州，510640）摘要：纸浆细小纤维是造纸纤维原料的重要组成部分，对纸张性能有系统性的影响。一般地，纸浆细小纤维可以降低纸张的厚度、松厚度、透气度，改善纸张抗张强度、匀度和平滑度，还会对纸张的白度、色度和施胶度等造成一定程度影响。从纸浆细小纤维形态来看，纤丝状细小纤维可以显著改善纸张的抗张强度，而薄片状细小纤维则可以提升纸张的光散射系数。不同浆种由于其细小纤维的形态和组成不同，造成了其各自特有的性能。硫酸盐木浆细小纤维中纤丝状细小纤维含量高

2、，比较柔顺，对改善纸张强度非常有利；机械木浆细小纤维中薄片状细小纤维含量高，木素含量多，硬挺，对改善纸张光学性能有利；草类浆细小纤维中杂细胞含量高，不利于纸张强度的提升。细小纤维还会通过过程行为（比如留着等）影响纸张的其它性能。对细小纤维的认知，对加强制浆造纸工艺控制和产品开发有很重要的指导意义。关键词：细小纤维；纸张性能；纤丝状细小纤维；薄片状细小纤维；结构；强度；光学性能每种材料中的细小组分含量都有其特定的颗粒尺寸分布特征，作为造纸材料的纸浆也不例外。纸浆由长纤维和细小纤维构成。细小纤维在造纸过程中作用很大，不但会影响到纸机的运行过程，比如留着、滤水、白水回收系统、助剂效用、

3、干燥速度等，还会影响到纸张的多种性能，比如纸张结构、物理强度性能、光学性能、印刷性能等。现在，对细小纤维的研究已经从对细小纤维量的影响，深入到了对细小纤维质量的研究，以及决定细小纤维质量的形态研究。对细小纤维的了解将为造纸工作者在控制纸张性能方面提供新的工具。本文就细小纤维的特性和功用作详细的介绍。1纸浆细小纤维的概念和特征造纸过程一般是以纸浆的筛分组分来区别长纤维(fibres)和细小纤维(fines)。一般来讲，造纸原料中的那些通过直径为75μm的圆孔或者纤维筛分仪的200目筛的颗粒，会被看作[1]是细小纤维。但是，不同的浆种，细小纤维的概念也不同。草类化学浆在100目以下的

4、短纤维、杂细胞等的混合物组分叫细小纤维；通常将机械浆与化学机械浆通过200目的纤维碎片、丝状细小纤维、纤维束等组分称作细小纤维，也有少数研究者将通过100目的纤维组分[2]称为细小纤维；化学木浆在200目之下的短纤维和纤维束组分是细小纤维。纸料的细小组[3]分不同于纸浆的细小纤维。纸料的细小组分包括了填料和细小纤维等多种物质。从纤维形状来看，木材纸浆细小纤维可以分为纤丝状细小纤维(fibrilfines)和薄片状细小纤维(flakefines)两种，如图1和图2所示。浆料不同，则细小纤维的纤丝微粒量不同。∗本课题得到教育部科学技术重点项目“造纸清洁生产循环流中非过程元素的富集与调

5、控机制研究”和教育部高等学校博士学科点专项科研基金（20050561006）资助项目的资助。-1-http://www.paper.edu.cn[4][4]图1纤丝状细小纤维图2薄片状细小纤维纸浆细小纤维的含量随着制浆原料和方法不同而显著不同。云杉SGW浆200目以下的细小纤维占32％～34％；云杉CTMP浆通过200目的细小纤维组分17％～24％，山杨CTMP浆则为20％左右。从化学组成来看，纸浆细小纤维级分和纸浆长纤维级分有所差别。就化学浆而言，其长纤维级分和细小纤维级分的化学组成虽然类似，但细小纤维级分中的半纤维素和木素含量比[2]长纤维级分要多一些。纸浆细小纤维体积小，比

6、表面积大，造成纸浆细小纤维的表面电荷明显高于长纤维级分和未分级浆料的表面电荷。纸浆细小纤维比表面积和电荷特性，使其对化学品的吸附性能增[5][2]强。纸浆细小纤维的润胀程度大，单位绝干物质携水量接近长纤维携水量的两倍。2纸浆细小纤维的制备和研究方法不同来源的纸浆均可作为分离制备纸浆细小纤维的原料。研究者常对纸浆进行热分散或[1，4，6]者磨浆处理，然后再进行分离。纸浆细小纤维分离多种多样：施英乔等采用筛分仪筛分法，这是最常用的一种分离方法；[7]文飙、何北海利用DDJ分离纸浆细小纤维并对之定量；BjörnKrogerus、KaarinaFagerholm[8]等人采用湿筛分法制备

7、用于图象分析的纤丝状细小纤维级分。纸浆细小纤维的含量通常采用重量分析法确定。除此之外，光学长度纤维分析仪也可以用来定量分析浆料中的细小纤维含量，比如KajjaniFS-200，它可以检测长度小于0.2mm的颗粒的数量，给出细小纤维的重量百分比和数量百分比。Marton和Robie描述了细小纤维的水力比容积（或称为比沉降容积）的测量方法。其测量原理为纤丝状颗粒形成的絮体体积比非纤丝状细小纤维要大，利用盐类的添加使得细小纤维失稳并絮聚，再根据其沉降体积表征不同形态细小纤维的相对量。纸