CTMP法制浆的基本原理是:木片在选定的化学药剂中,以一定的温度进行浸渍,使木材中胞间层的木素和细胞壁的半纤维素,纤维素的非结晶区产生润胀软化。在温度达到木素“玻璃态”转化点后,在盘磨中受齿盘的压胀脉冲作用和其他机械作用,使纤维从木材母体上脱离开,并不同程度地撕开纤维初生壁,使它既能保持纤维的基本长度,又能增加其比表面积,形成相当的结合力。化学机械法制浆与半化学制浆比较,并没有实质性区别,二者都需要经过对木片进行化学处理,继而进行机械磨浆。其中半化学浆的化学处理程度较深,制浆得率在65%~85%之间;而化学机械浆的化学处理程度较浅,得率较高,在85%~95%之间。化学浆化学处理的目的是尽快、尽多地脱出木素;而化学机械浆的化学处理目的是在尽量保持木素的基础上,改变木素的性质,使其在磨浆后的纤维能获得比机械浆更优的性能。化学预处理如同RMP那样,在预处理温度低时,木素不会发生软化,胞间层依旧挺硬,在这种情况下,纤维主要发生横向破裂,纤维长度大大变短,产生短小纤维和碎屑。到TMP时,纤维先经过热处理(温度~℃),结果是木素塑化,纤维变得比较柔软,磨浆时纤维横向裂断较少,而且是顺着胞间层和纵向彼此分裂开来,因此热处理有助于得到大量长纤维,降低细小纤维和碎屑含量。再到CTMP时,木材除受到热处理以外,还要受到化学药品的作用。使用化学药品时注意:首先能保证降低木素的塑化温度,削弱纤维间的连接层,从而可使其不受破坏地分离;其次化学药品还能破坏纤维胞间层之间的联接,从而使纤维具有柔韧性和可塑性,也就是能结合机械处理使纤维内部发生细纤维化(帚化),并可显著降低在碱性介质中处理原料的抽出物含量。因此,化学加上热处理有助于提高纸浆的机械强度指标,增加长纤维组分含量,最大限度地保持得率和良好的适印性能,减少抽出物含量。由于处理的条件具有多样性,其效果也具有多功能性,可以根据生产实际需求来选择化学处理条件,从而获得所需特性的纸浆。因此,化学预处理的作用是:使木材软化TMP是通过热磨和磨前预热使木材预热,实质是使木素软化,这种热软化是暂时的、可逆的,一旦温度下降,纤维就会恢复到硬挺状态。化学预处理是通过用化学药品与木素进行化学反应,引入化学基团,这些基团周围吸引了大量的水,使木素间的氢键作用减弱,木素软化也使木材软化,而这种软化是永久性的。提高浆料纤维间的结合力经过化学处理的木素,具有较强的亲水性,不仅使纤维柔软,而且成纸页时,由于氢键作用,提高纸页的强度,而纯机械木浆中的木素,其原来的性质是憎水的。改变浆料颜色化学处理会使木素的发色基团发生变化,有的使浆料的白度降低,有的反而提高。一般认为如处理比较激烈,温度很高,时间较长,药液的pH值较高时,会导致白度下降。机械处理木片经过化学预处理得到软化后,然后再进行机械处理磨解成浆。磨浆质量的好坏,将直接关系到最终成浆质量的好坏。磨浆过程是一个复杂的过程,大致可以分为两个阶段:纤维化阶段是将木片转化为单根纤维,同时要尽可能减少切断纤维,即完成纤维的分离作用而又不降低纤维的长度,否则会产生大量的碎片,浆的质量会恶化,以后就很难补救。在多段磨浆系统中,分离纤维的过程必须在第一段完成。借助于磨盘上分布的磨齿和沟槽,在快速转动时产生的高频脉冲,使木片在高温下靠纤维与纤维之间的相互摩擦分散成单根纤维。这一阶段既要减少纤维与磨盘的接触,以保护纤维不受切断,又要使磨出的浆料,不能有过多的纤维束,否则会给第二段精磨带来困难。细纤维化阶段是使已经分离的单根纤维细纤维化。将完整的纤维部分转化成比表面积很大的小纤维,从而提高纤维之间的结合力。为了达到细纤维化的要求,必须减小磨盘之间间隙,靠磨盘对纤维磨解,因此要求有足够的单位磨浆能耗。为了防止切断纤维,在细纤维化阶段仍需在高浓度(25%)下进行。在多段磨浆系统中,细纤维化一般在第二段来完成。以上两个阶段在磨浆过程中是彼此交错进行的,即在第一段磨浆过程中,也含有细纤维化和短纤维被磨解成颗粒过程,在第二阶段磨浆过程中也有分离纤维的过程。zqweb
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