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紙漿實驗室濕解離及化學漿解離檢測技術解析

簡介

紙漿的濕解離檢測是制漿造紙工業中一項重要的質量控制環節，主要用于評估化學漿在濕態條件下的纖維解離程度及其物理化學特性。濕解離過程直接影響紙漿的成紙性能，例如紙張的強度、透氣性和印刷適性等。通過實驗室濕解離檢測，可以模擬工業生產中的纖維分散過程，分析纖維的形態、長度分布及結合能力，從而優化生產工藝參數，確保最終產品的性能符合要求。

化學漿的解離檢測則側重于評價漿料在化學處理后的纖維分離效果，包括纖維素的純度、半纖維素殘留量及木質素去除程度等指標。這些數據對于控制漂白工藝、減少化學品消耗及降低環境污染具有重要意義。

適用范圍

濕解離及化學漿解離檢測適用于以下場景：

1. 化學漿生產質量控制：如硫酸鹽漿、亞硫酸鹽漿等化學制漿工藝的中間品檢測。
2. 再生纖維材料評估：回收廢紙漿的解離性能分析，以判斷其再利用潛力。
3. 工藝優化研究：針對不同原料（木材、秸稈等）或蒸煮工藝（如深度脫木素技術）的解離效果對比。
4. 環保監測：評估化學處理過程中污染物的釋放與纖維解離的關聯性。

檢測項目及簡介

1. 纖維長度分布 通過測量纖維的平均長度及長寬比，判斷解離過程中纖維的切斷或分絲程度。纖維過長可能導致紙張勻度差，過短則影響強度。

2. 游離度（濾水性能） 游離度反映纖維間結合力及濾水速度，常用加拿大標準游離度（CSF）或肖伯爾打漿度表示，直接影響紙機運行效率。

3. 篩分分析 利用不同目數的篩網分離纖維組分，分析粗纖維、細纖維及細小纖維的比例，評估解離均勻性。

4. 纖維形態觀察 通過顯微鏡或圖像分析儀觀察纖維表面損傷、分絲帚化及微纖維結構，定性評價解離質量。

5. 化學組分殘留檢測 測定漿料中木質素、半纖維素及灰分含量，判斷化學處理的徹底性，間接反映解離效果。

檢測參考標準

1. ISO 5263:2004 《紙漿—實驗室濕解離—化學漿解離度的測定》 該標準規定了化學漿濕解離的通用方法，涵蓋解離設備、操作流程及結果表達要求。

2. TAPPI T 205 sp-12 《實驗室濕解離制備紙漿手抄片的標準方法》 詳細描述濕解離后紙漿手抄片的制備步驟，用于后續物理性能測試。

3. GB/T 3332-2021 《紙漿 實驗室解離度的測定》 中國國家標準，適用于各類化學漿及機械漿的解離度測定。

4. ISO 16065-2:2014 《紙漿—纖維長度的測定—第2部分：自動光學分析儀法》 規范纖維長度分布的自動化檢測方法。

檢測方法及儀器

1. 濕解離設備與操作

• 標準解離器：如Valley打漿機或PFI磨漿機，通過控制轉速、漿濃及解離時間模擬工業條件。
• 步驟：將定量漿料與去離子水混合，在標準條件下機械解離，記錄能耗及時間參數。

2. 游離度測定

• 儀器：加拿大標準游離度儀（CSF儀）或肖伯爾打漿度儀。
• 方法：將解離后的漿料懸浮液倒入標準漏斗，測量濾出一定體積水所需時間，換算為游離度值。

3. 篩分分析

• 儀器：振動篩分儀（如Bauer-McNett篩分儀）。
• 步驟：使用80目、200目等多層篩網對漿料分級，烘干后稱重計算各組分比例。

4. 纖維形態分析

• 儀器：光學顯微鏡配合圖像分析軟件（如ImageJ或MorFi系統）。
• 流程：染色漿料后制片，拍攝纖維圖像，自動統計長度、寬度及分絲數據。

5. 化學組分檢測

• 儀器：紫外分光光度計（木質素測定）、高效液相色譜（半纖維素分析）、馬弗爐（灰分測定）。
• 方法：
  • Klason木質素測定：硫酸水解漿料后稱重不溶殘渣。
  • 灰分檢測：高溫煅燒漿料至恒重，計算無機物殘留比例。

結語

實驗室濕解離及化學漿解離檢測是連接制漿工藝與終端產品性能的核心環節。通過標準化的檢測流程和精密儀器，企業能夠精準控制纖維解離狀態，優化資源利用率并減少環境影響。隨著制漿技術向高效清潔方向演進，相關檢測方法將持續迭代，為行業可持續發展提供技術支撐。