叩解度儀簡介
品牌:普賽特儀器型號:PT-101
PT-101液壓式打漿度測試儀是我公司按國家標準要求研究開發的一種新型儀器。儀器主要用於測量稀釋紙漿懸浮液濾水速率,是實驗室常規儀器,具有成熟的結構和明確的技術要求。
標準依據
普賽特儀器參數,功能符合國家標準:
GB/T 3332-1982 漿料打漿度的測定法(肖伯爾—瑞格勒法)
Determination of beating degree for pulps
(Schopper – rieger method )
主要技術參數
1. 測量範圍:0 ~ 100 SR (肖伯爾度)。
2. 密封錐體的上升速度為:100 ±10mm /s。
3. 底孔流速:取出傘形架,用塞子堵住側流管孔,用手指堵住底孔,將20±0.5OC的蒸餾水1000±5mL倒入分離室,並記錄底孔的排水時間,此時間應是149±1s。
4. 剩餘體積:用手指堵住底孔,將20±0.5OC 的蒸餾水100mL倒入分離室中,得過量的水從側流管完全流出後,放開底孔,將分離室流出的水收集起來。這些水的體積應為7.5 – 8.0 mL之間
影響打漿的因素
打漿的影響因素很多,例如打漿比壓、打漿時間、紙料濃度、紙料性質、刀間距離、刀的特性、打漿溫度、紙料PH值以及打漿時添加物料等都足以影響打漿。為了正確考慮打漿的內在聯繫,合理地制訂打漿工藝規程,打出合乎紙張質量要求的紙料,因此有必要對上述因素加以討論。
打漿比壓單位打漿面積上所受的力稱為打漿比壓。打漿比壓是決定打漿方式的首要因素。也就是說,打漿究竟是屬於游離狀打漿或粘狀打漿的範疇,先決條件在於打漿比壓。正確地決定比壓,也是能否縮短打漿時間,提高紙料質量和節約電耗的關鍵。
在纖維潤脹以前迅速落下刀輥,亦即採用較高的打漿比壓和較小的刀距,在較低濃度下將纖維切短,這就是游離的漿;反之,粘狀打漿是在較高濃度、較低打漿比壓的情況下進行的。在粘狀打漿過程中,纖維獲得較充分的潤脹,具有一定彈性,因此大部分纖維只受到揉搓和壓擠,僅有小部分被切斷。
在一般情況,減小打漿比壓可以避免過多切斷纖維,但是降低比壓的結果,又會延長打漿時間,所以一般打漿都是在儘可能不影響紙料性質的條件下,適當增加比壓,因此提高打漿效率和節省動力消耗。打漿所用的比壓大小,決定於紙漿種類和纖維性質。以不同纖維原料種類生產不同紙張時,所要求的打漿比壓範圍大體概括如下表。
打漿 比 壓 與 紙 張 種 類 的 關 系
一般來說,飛刀與底刀之間比離較大,刀片之間的纖維層較厚,每根纖維所受作用力較小,即打漿比壓較小。所以粘狀打漿時,刀間距離不能小於0.08毫米,否則刀片會受到過多的磨損。打漿濃度
紙料的濃度對打漿的質量有很大的影響。根據近年來打漿工藝的發展,打漿濃度可分為低濃、中濃、高濃三種,有人認為10%以下的濃度稱為低濃打漿,10~20%的濃度稱為中濃打漿,而高濃打漿的濃度在20~30%甚至更高。
在低濃打漿的範疇內,打漿濃度較高,則進入飛刀與底刀之間的漿層較厚,纖維數量增多,有利於促進纖維間的擠壓和揉搓作用,有助於纖維分散、潤脹和細纖維化。同時,單根纖維所分擔承受的壓力也相應減小,從而減少了纖維的切斷作用。由此可見,打漿濃度較高,適合於粘狀打漿的要求。例如,某廠生產水泥袋紙在用錐形精漿機進行打漿,將打漿濃度由原來的3~4%提高到5~6%,在同樣成漿打漿度情況下,紙的耐破度和撕裂度均有顯著提高。游離狀打漿則要求切斷纖維,而不希望纖維過多吸水潤脹,打漿濃度可控制低一些。
總之,在低濃打漿的範疇內,紙料濃度的大小,應根據打漿方式、紙料性質和打漿設備構造等而決定。對於打漿機來說,在打粘狀漿或一般紙料時,濃度也應大一些,但也要考慮到設備結構的限制,例如舊式打漿機紙料的濃度可達5~6%,新型打漿機的濃度還可高一些。而一般連續打漿設備,則多受漿泵和進料操作的限制,不易提高打漿濃度。不應該指出,提高打漿濃度,既可以提高單位時間的產漿量,降低單位產量的電耗,從而降低生產的成本,在經濟上的合理性是不應忽視的。為此,不論是間歇或連續打漿,在設備條件允許下,根據生產紙種的質量要求,應儘量保持最大可能的打漿濃度。
中濃打漿(濃度10~20%)雖能有助於提高紙張強度,但效果既不甚顯著,且動力消耗又高,因此未能在工業生產中獲得套用。
早在二十多年前,在實驗室進行的高濃打漿(20~30%)的研究,就已指出,高濃打漿能膩予紙張以較高的撕裂度、伸長率和耐破度等。到了六十年代,隨著連續打漿設備結構的不斷發展,高濃打漿設備也漸趨成熟,促進了高濃打漿在工業生產中的實現。
高濃打漿目前是採用附有強制餵料裝置的盤式磨漿機,以解決漿料濃度大,流動性差等問題。一般可採用螺旋推進器作為餵料裝置,將紙料推進高濃盤磨機中進行打漿。
如前述在打漿過程中,纖維受到刀片的衝擊、壓潰和纖維彼此之間的摩擦作用,其初生壁和次生壁外層得到破壞,從而促進纖維的吸水潤脹和細纖維化。在低濃打漿時,由於大量的水在纖維間起著潤滑作用,因此纖維間的摩擦力很小,對纖維的結構形態不易產生影響。低濃打漿主要靠底盤刀片的作用,因此要求磨盤刀片之間的縫隙必需保持在單根纖維厚度左右,務使纖維受到劇烈的摩擦作用。但是由於打漿設備在使用過程中會發生不均勻磨損,致使整個磨盤刀片間隙不可能完全一致。間隙太小處,纖維受到過度的壓潰和切斷;間隙過大處,纖維又得不到必要處理。因此,低濃打漿不易取得均勻的打漿效果。高濃打漿的情況則與此迥然不同。高濃打漿主要依靠磨盤間紙料的相互摩擦,而不是靠磨盤本身的作用,因此磨盤間的間隙可以加大,從而避免了纖維的過度壓潰和切斷。從纖維篩分組成和纖維形態的觀察,可以明顯地看出經過高濃打漿和低濃打漿的紙料存在著顯著的差別。測定結果表明,高濃打漿時纖維長度變化不大,而低濃打漿時,長纖維比例大大降低,短纖維和細小纖維比例顯著增加,因而打漿度上升較快,其濾水性能也較差。在纖維形態方面,經過高濃打漿的纖維細纖維化程度要比低濃打漿的大得多。另外,經過高濃打濃的纖維多呈扭曲狀,而低濃打漿的纖維則呈寬頻狀。
由於高濃打漿能夠更多地保持纖維的長度和強度,因此紙漿的撕裂度要比低濃打漿的高得多。同時,由於經高濃打漿後纖維多呈扭曲狀,纖維具有很高的收縮能力,因此紙張的收縮率得到大大改善,這種情況對水泥袋紙、高速輪轉印刷紙等紙種具有重要的意義。基於上述原因,在造紙機上對紙袋進行乾燥時,紙張的收縮率有較大幅度的增加,其結果是紙張韌性和耐破度得到一定程度的提高,而抗張強度則可能有降低,如下表所示。綜上所述,由於抗張強度變化不大,而伸長率有著較大幅度的增加,最終表現在紙韌性上在為提高,這點對紙袋的使用性能是極為重要的。
高 低 濃 度不 同 打 漿 方 式 的 比 較
紙張性質 | 低濃打漿 | 高濃打漿 | 高濃+低濃打漿 |
橫向撕裂度(克/張) 橫向伸長率(%) 橫向抗張力(克/厘米) 橫向韌性(公斤.米/平方米) 耐破度(公斤/平方厘米) | 150 6.1 288 12.7 12.8 | 250 8.6 288 18.7 13.2 | 200 9.5 270 20.9 13.5 |
目前用於高濃打漿的幾種型式的盤磨機,均要求較高的製造精密度,並且磨盤材料必須選用優質的,這類盤磨機生產能力較大,電耗也高。
總的來看,高濃打漿是個技術方向,特別適用於處理厚壁纖維的馬尾松和落葉松等漿料,而對闊葉木漿和草類紙漿等短纖維,更能發揮其效果,為利用短纖維漿生產高強度紙張開闢了新途徑。
但高濃打漿也存有一些問題,例如動力消耗較大,紙張的緊度大,不透明度,尺寸的穩定性和挺度均較差,這些情況是值得注意的。打漿溫度
打漿時,由於纖維與刀片表面以及纖維彼此之間的摩擦作用,產生摩擦熱,這些熱量積聚在紙料中,造成漿溫上升。打漿時間較長,漿溫可能升高較多。溫度升高的大小隨打漿情況不同而有差異。游離狀打漿處理一般紙料由於打漿時間較短,因此紙料中積聚熱不大,溫度上升不大顯著。粘漿時間較長,往往易於出現升溫較多的現象,例如,電容器紙用漿的打漿時間長達24小時左右,紙料中積聚熱較大,溫度上可能上升至60℃以上。
通過量在間歇式打漿操作中,每次處理漿量恆定不變,打漿效果主要取決於打漿比壓、打漿濃度和打漿時間,如前述,打漿時間的長短又決定於打漿方法(比壓和濃度),以及對打漿質量的要求。採取連續打漿操作時,打漿效應則主要決定於打漿比壓、打漿濃度、連續打漿設備的台數以及單位時間紙料的通過量。在其他條件相同的情況下,增加通過量,相應地會縮短纖維受到打漿處理的時間。如果採取提高漿濃的同時,以增加紙料通過量,那又是另一個問題。
刀質和刀厚游離狀打漿宜於採用薄刀;反之,粘狀打漿,則以採用厚刀較為適宜。厚刀比較不易切斷纖維,而較易對纖維進行分絲細纖維化。如欲製造高粘狀的紙料,則以石刀為最適宜,一般石刀的厚度比鋼刀的大。
由於紙料和生產紙種的不同,打漿設備的刀片應根據實際情況選用不同的材料。鋼刀切斷纖維作用大,而石刀最適於粘狀打漿。選用鋼刀或石刀,這也要根據產品質量要求來決定。
各種不同纖維原料,經過不同方式的製漿手段,也會製得化學組成各不相同的紙漿。這種纖維結構和化學組成的區別,往往導致紙漿的打漿性能的差異。在第二節“打漿理論”中,已就紙漿的化學組成對打漿的影響,有所闡述。在這裡,還應該著重指出,當紙漿中α-纖維素含量較多,半纖維素含量較少時,纖維不易取得潤脹和細纖維化作用,紙張物理強度難以得到發展,但紙張的松度、多孔性和吸水性能則有較大增長。另外,如果木素含量較多,則又表明纖維細胞壁(特別是初生壁和次生壁外層),沒有獲得足夠的破壞,直接影響到纖維的潤脹和細纖維化。這些情況都是值得注意的。至於纖維結構對打漿的影響,則擬在闡述各種紙漿的打漿特性時,一併討論。
此外,關於PH值對打漿的影響,各說不一,有人認為PH值在5~6或8.5~9.0的兩個範圍內,纖維潤脹最大,容易打漿;但也有人認為PH值的大小對紙料的潤脹關係不大。