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纸浆

纤维性原料经化学或机械方法处理而制得的纤维状物质,具有相互交织结合或粘结成纸页的特性。常用的纸浆几乎都是用植物原料制造。目前世界纸浆总产量的90%以上是由木材制造的,其余部分主要以各类禾本科植物的基杆如稻草、麦草、竹、芦苇、甘蔗渣以及棉、麻等为制浆原料,它们的主要成分是纤维素。动物性纤维如羊毛、矿物性纤维如石棉、人造纤维如涤纶经制备成为可用的造纸原料时,也可称为纸浆。纸浆常含有一定水分,通常对水分含量低于20%的称为干浆,水分含量50%左右的称为湿浆,水分含量在90%以上的称为液体浆。

制浆方法

利用机械磨解、化学处理或化学处理与机械磨解相结合的方法,将植物原料分离为单根纤维形态,并使之达到符合使用要求的洁净程度。

制浆方法基本上分为三大类:

(1)机械法制浆:以机械磨解(机械离解)为主的分离纤维的方法。制浆得率(即一定原料所制出纸浆的重量百分率)最高,木材原料得率可达95%左右。

(2)化学法制浆:以化学药剂蒸煮植物原料成浆的方法。制浆得率约为40~50%(高得率化学浆也可达65%)。

(3)化学机械法制浆:以化学药剂对制浆原料进行一定程度的化学预处理,再以机械磨解分离成浆的方法。根据化学预处理的程度,纸浆的得率在65~94%之间。习惯上也有将得率为65~84%的制浆方法称为半化学法制浆,而将得率为85~94%的方法称为化学机械法制浆。但两者本质上都是用化学机械法制造的。

各种制浆方法所制得的纸浆都需经过适当的洗涤、筛选、除杂或进一步漂白与精制以提高质量,满足生产不同品种纸张的质量要求。纸浆的制造工艺流程如图所示。

图

废纸中的纤维也可以经过适当处理,重新制成纸浆再用于造纸,但其工艺原理和流程与上述制浆方法不同(见废纸纤维回用)。

分类

(1)按制造方法分为化学浆(包括烧碱法纸浆、硫酸盐法纸浆、亚硫酸盐法纸浆等)、机械浆(包括磨石磨木浆、盘磨机械浆、热磨机械浆等)和化学机械浆3大类;

(2)按原料品种分为木浆、草浆、竹浆、棉浆、废纸浆等;

(3)按加工深度分为本色浆、半漂浆、漂白浆、精制浆等;

(4)按木浆对木材的得率分为化学浆(得率为40~50%)、高得率化学浆(得率为50~65%)、半化学浆(得率为65~84%)、化学机械浆(得率为85~94%)、机械浆(得率为94~98%);

(5)按用途将企业自用的纸浆称为自用浆,作为商品出售的称为商品浆。对于某一种具体品种,则常以几种不同分类方法综合命名,例如漂白硫酸盐针叶木浆、本色亚硫酸盐苇浆、杨木磨木浆等,以便于使用者根据其名称而能大体了解纸浆的性能与用途。

在各类纸浆中,化学浆仍占有最大比重。1987年世界化学浆总产量达11135万吨,占总浆产量(15586万吨)的71%,机械浆占21%,化学机械浆因发展较晚,相对产量较少,但近年增长速度较快。由于废纸回收利用率不断提高及纸张所用填料和涂料的量相对增加,纸浆用量相对减少,因而纸浆的增长速度一般低于纸及纸板的增长速度。

质量评价和选择

纸浆的品质主要决定于其纤维形态和纤维的纯净程度。这两方面的性质又主要决定于所使用的原料品种以及制造方法和加工深度。

在纤维形态方面,主要为纤维的平均长度,纤维胞壁厚度对胞腔直径的比值以及纸浆中非纤维状杂细胞和纤维束的含有量。一般纤维平均长度大,胞壁厚度对胞腔直径比值小,没有或很少非纤维状杂细胞及纤维束的纸浆具有良好的结合强度、脱水与抄造性能,能生产较强韧的纸张,属于较高级的纸浆,如云杉类针叶木浆、棉麻浆等。

在纤维的纯净程度方面,一般以纤维素含量高而其他组分含量低的纸浆品质为好。这类纸浆具有较高的耐久性,较强的结合力,较高的白度和较好的电气绝缘等优良性能。

不同用途和不同档次的纸张,对纸浆品质的要求各有侧重,并非都要选择纤维形态最好,纤维纯度最高的纸浆,总的原则是选择既能满足某种纸张的生产和使用质量要求,而价格又最低廉的品种。商业上及生产上常根据不同的使用要求制定各种纸浆的质量检验指标,如纸浆的白度、滤水度、筛分组分、树脂及灰分含量、纤维素含量、硬度(代表木素含量)、浆张的物理强度等影响制成品各项性能的指标。这些指标实际上均系纸浆的纤维形态及其纯净度的具体反映。生产纸张既可以选择某一种适宜的纸浆也可以选择两种或两种以上不同品质的纸浆按适当比例配合。

参考书目
    J.P.凯西主编,王菊华等译:《制浆造纸化学工艺学》,第三版,第一卷,轻工业出版社, 北京, 1988。(James P.Casey, Pulp and Paper,Wisley & Sons Inc., New York,1980.)