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纤维质量分析仪在制浆造纸工业中分析测试能力的扩展

作　者: 汪运涛
导　师: 杨桂花
学　校: 山东轻工业学院
专　业: 制浆造纸工程
关键词: FQA纤维质量分析仪纤维形态染色纸浆性能打浆
分类号: TS736.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

纤维原料的形态特征对成纸性能有重要影响,准确、有效地测定纤维形态会对造纸原料本身选择评价、制浆造纸工艺评价及新产品开发方面发挥积极作用。FQA纤维分析仪可以准确有效地测定不同浆种的纤维长度频率分布,能准确计算纤维数均、重均长度和细小纤维含量等纤维特性。该分析仪具有应用范围广、测定快捷准确、再现性好等特点。本论文通过对FQA分析对比,结合SEM,光学显微镜等纤维形态测定方法,研究纤维原料特性与成纸物理性能的关系,建立数据库,总结规律,从而进一步对纤维的质量特性有一个明确的认识和初步的评价。通过FQA对针叶木浆、阔叶木浆、棉短绒浆和麦草浆的长度和宽度的分布频率图之间的对比分析,可以分别建立一个针叶浆、阔叶浆、棉短绒浆以及草浆的纤维形态分布数据库。遇到未知浆种时,根据分布数据库确定新浆种所属类别以及浆种的等级,进而确定其用途,为生产提供依据。不同制浆方法得到的纸浆的染色性能和纤维形态有区别,根据染色后颜色的差异和FQA测定的纤维形态指标,可以基本确浆料所属的原料种类和所使用的制浆方法。利用FQA测定打浆过程中的纤维重均长度结合打浆度的变化,能迅速判断打浆方式选择与预期目标是否一致,确定打浆工艺是否需进一步调整。通过FQA对低浓和中浓打浆之间纤维形态的差别对比,根据打浆要求的效果,不同浆种需选择合适的打浆浓度。对针叶化学浆、阔叶化学浆和麦草化学浆的打浆过程进行纤维特性分析和对比。随着打浆的进行,针叶浆和阔叶浆的纤维长度都有不同程度的下降,针叶浆在打浆转数到18000,打浆度约为45-50oSR时,纸浆的各项物理强度性能较好,此时纤维平均长度下降约12%,细小纤维含量在55%到60%之间,纤维的卷曲下降50%以上,每mm扭结数下降20%以上,纤维的平均宽度大约为26um。阔叶浆在打浆转数为16000,打浆度约为43-49oSR时,各项物理强度性能较好,此时纤维平均长度下降约18%,细小纤维含量在50%到55%之间,纤维的卷曲下降30%以上,每mm扭结数下降18%以上,纤维的平均宽度大约为24um。当麦草浆的纤维平均长度下降超过20%,细小纤维含量超过60%时,成纸的各项强度会呈下降趋势;整个打浆过程,纤维的卷曲和扭结一直呈直线下降趋势。麦草浆的各项物理强度开始随着打浆度的升高呈现先上升后下降的趋势。在打浆度为约为41oSR,纤维平均长度0.5mm,细小纤维含量50%左右,宽度为22-23um之间,纤维卷曲和扭结下降约为20%时,麦草浆的各项强度指标为最优。对于针叶木和阔叶木混合浆,借助光学显微镜定性分析其种类组成,利用FQA纤维质量分析仪对混合浆进行定量分析,设定参数为针叶浆纤维长度2.7～2.8mm,粗度21～22mg/100m,阔叶浆纤维长度0.65～0.75mm,粗度7～8mg/100m。初步探讨了FQA自动纤维分析仪在这一领域的应用前景。

全文目录

摘要  9-11
ABSTRACT  11-13
第1章绪论  13-25
  1.1 研究背景  14-15
  1.2 纤维形态分析技术的发展历程  15-16
  1.3 纤维分析技术的应用和现实指导意义  16-18
  1.4 纤维质量分析仪（FQA）介绍  18-22
    1.4.1 FQA 的仪器构件及特点  19-20
    1.4.2 FQA 的适用范围  20-21
    1.4.3 FQA 的技术参数  21
    1.4.4 FQA 的测量范围  21-22
  1.5 论文研究的的目的、意义及内容  22-25
    1.5.1 论文研究的目的和意义  22
    1.5.2 论文研究的主要内容  22-25
第2章 FQA 对纤维原料评价的鉴别指导作用  25-33
  2.1 原料和实验方法  25-26
    2.1.1 实验原料  25
    2.1.2 实验仪器设备  25
    2.1.3 实验流程及方法  25-26
  2.2 结果与讨论  26-31
    2.2.1 FQA 纤维质量分析仪对纤维基本形态的描述作用  26-30
    2.2.2 FQA 结合纤维物理强度指标对纸浆原料优劣的鉴别  30-31
  2.3 结论  31-33
第3章纤维染色性能与纤维形态和制浆方法之间的关系  33-39
  3.1 原料及实验方法  33-34
    3.1.1 浆料原料  33
    3.1.2 染色剂的制备  33
    3.1.3 试片的制备  33
    3.1.4 定性分析  33-34
    3.1.5 FQA 纤维质量分析仪的测定  34
  3.2 结果与讨论  34-38
  3.3 结论  38-39
第4章 FQA 对打浆的控制指导作用  39-47
  4.1 原料和实验方法  40
    4.1.1 原料  40
    4.1.2 PFI 磨打浆  40
    4.1.3 FQA 纤维质量分析仪  40
    4.1.4 环境扫描电镜（ESEM）处理  40
  4.2 结果与讨论  40-46
    4.2.1 利用FQA 判断打浆方式  41-42
    4.2.2 利用FQA 探讨打浆浓度与纤维形态的关系  42-45
    4.2.3 扫描电镜分析  45-46
  4.3 结论  46-47
第5章 FQA 对木材化学浆的打浆控制  47-61
  5.1 实验原料和方法  47-48
    5.1.1 原料  47
    5.1.2 PFI 打浆  47
    5.1.3 FQA 纤维特性分析  47
    5.1.4 保水值的测定  47-48
    5.1.5 物理强度性能的测定  48
  5.2 结果与讨论  48-58
    5.2.1 纤维长度与宽度  48-50
    5.2.2 纤维的卷曲和扭结  50-52
    5.2.3 打浆度和保水值  52-54
    5.2.4 纸张强度性能  54-58
  5.3 结论  58-61
第6章 FQA 对草浆打浆的指导作用  61-69
  6.1 原料和实验方法  61-62
    6.1.1 原料  61
    6.1.2 PFI 磨打浆  61
    6.1.3 FQA 纤维质量分析仪  61
    6.1.4 物理强度性能的测定  61-62
  6.2 结果与讨论  62-68
    6.2.1 纤维的长度与宽度  62-63
    6.2.2 纤维的卷曲和扭结  63-64
    6.2.3 保水值与细小纤维含量  64-65
    6.2.4 物理强度性能  65-68
  6.3 结论  68-69
第7章 FQA 对制浆漂白工艺的指导作用  69-75
  7.1 制浆工艺鉴别  69-70
    7.1.1 实验原料  69
    7.1.2 实验仪器设备  69
    7.1.3 实验流程及方法  69
    7.1.4 结果与讨论  69-70
  7.2 漂白工艺鉴别  70-73
    7.2.1 实验原料  70
    7.2.2 实验仪器设备  70
    7.2.3 实验流程及方法  70-71
    7.2.4 结果与讨论  71-73
  7.3 结论  73-75
第8章利用 FQA 测定混合浆中针叶浆和阔叶浆的含量  75-81
  8.1 实验原料和方法  75-76
    8.1.1 实验原料  75
    8.1.2 染色剂的制备  75
    8.1.3 试片的制备  75-76
    8.1.4 显微镜定性分析  76
    8.1.5 FQA 纤维质量分析仪的测定  76
  8.2 结果与讨论  76-79
    8.2.1 光学显微镜分析  76
    8.2.2 FQA 纤维质量分析仪测定过程  76-79
  8.3 结论  79-81
第9章结论与展望  81-83
  9.1 结论  81-82
  9.2 本文的创新之处及进一步的研究工作  82-83
参考文献  83-87
致谢  87-89
发表的学术论文题录  89

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