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紙漿實驗室的濕解離檢測

發(fā)布時間:2025-04-10

關(guān)鍵詞:紙漿實驗室的濕解離檢測

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來源:北京中科光析科學技術(shù)研究所

文章簡介:

中科光析科學技術(shù)研究所可依據(jù)相應(yīng)紙漿實驗室的濕解離檢測標準進行各種服務(wù),亦可根據(jù)客戶需求設(shè)計方案,為客戶提供非標檢測服務(wù)。檢測費用需結(jié)合客戶檢測需求以及實驗復(fù)雜程度進行報價。
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紙漿實驗室濕解離檢測技術(shù)解析

簡介

濕解離檢測是紙漿實驗室中一項關(guān)鍵的質(zhì)量控制技術(shù),主要用于評估紙漿纖維在濕態(tài)條件下的分散性能和解離均勻性。在制漿造紙工業(yè)中,紙漿的濕解離特性直接影響后續(xù)抄紙工藝的效率、成紙的物理性能以及產(chǎn)品的最終質(zhì)量。通過濕解離檢測,企業(yè)可以優(yōu)化生產(chǎn)工藝參數(shù),確保紙漿纖維在分散、濾水、成型等環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性,從而減少能耗、提升產(chǎn)品一致性。

適用范圍

濕解離檢測主要適用于以下場景:

  1. 制漿工藝開發(fā):用于評估不同原料(如木漿、廢紙漿、非木漿)或工藝(化學漿、機械漿)對纖維解離性能的影響。
  2. 生產(chǎn)過程監(jiān)控:實時檢測紙漿的濕解離狀態(tài),為調(diào)整磨漿強度、化學添加劑用量等提供依據(jù)。
  3. 產(chǎn)品質(zhì)量評估:通過檢測纖維分散均勻性,預(yù)測成紙的撕裂強度、透氣性等性能。
  4. 再生纖維研究:在廢紙回用過程中,評估脫墨漿或二次纖維的解離效果。

檢測項目及簡介

濕解離檢測的核心項目包括以下幾類:

  1. 纖維解離度 衡量紙漿中纖維束的解離程度,通常以單位質(zhì)量漿料中未解離纖維束的數(shù)量或面積占比表示。解離度不足會導(dǎo)致成紙表面粗糙、強度不均。

  2. 解離均勻性 通過分析纖維長度分布、纖維形態(tài)(如卷曲度、分絲帚化率)等參數(shù),評估纖維分散的均一性。均勻性差可能導(dǎo)致抄紙過程中濾水速度波動。

  3. 濾水性能 檢測漿料的濾水速度及濾液濁度,間接反映纖維分散狀態(tài)。濾水過快可能表明纖維過度切斷,過慢則可能由纖維絮聚引起。

  4. 纖維表面電荷 通過Zeta電位測定,評估纖維表面電荷分布情況。電荷分布異常可能導(dǎo)致化學助劑吸附不均,影響濕部化學系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

檢測參考標準

濕解離檢測需遵循以下國際及行業(yè)標準:

  1. ISO 5263-1:2023 《紙漿—實驗室濕解離—第1部分:化學漿的解離方法》 規(guī)定了化學漿在實驗室條件下的濕解離程序,適用于漂白或未漂白化學漿。

  2. TAPPI T 205 sp-23 《實驗室濕解離和纖維分級方法》 美國制漿造紙技術(shù)協(xié)會標準,涵蓋機械漿、化學機械漿(CTMP)等漿種的解離與分級流程。

  3. GB/T 24323-2022 《紙漿實驗室濕解離性能的測定》 中國國家標準,詳細說明了濕解離后的纖維形態(tài)分析及數(shù)據(jù)處理方法。

  4. SCAN-C 18:2000 《紙漿纖維解離度的測定》 北歐漿紙檢測委員會標準,側(cè)重于纖維束的定量分析。

檢測方法及流程

濕解離檢測通常包含以下步驟:

1. 樣品制備

  • 按標準要求稱取絕干漿料(通常5~10g),浸泡于去離子水中至完全潤脹(化學漿需浸泡4小時,機械漿需30分鐘)。
  • 調(diào)節(jié)漿料濃度至1%~2%(w/w),避免纖維過度絮聚。

2. 解離處理

  • 使用標準解離機(如Valley Beater或PFI Mill)進行機械解離。
    • Valley Beater法:通過旋轉(zhuǎn)飛刀與底刀的作用剪切纖維,適用于化學漿。參數(shù)包括刀片間隙(通常0.20.5mm)、解離時間(1060分鐘)及轉(zhuǎn)速(300~1000rpm)。
    • PFI Mill法:利用兩片磨盤對漿料進行循環(huán)碾壓,多用于機械漿或高游離度漿料。

3. 性能測試

  • 纖維解離度測定:取解離后漿料制成薄片,在光學顯微鏡或圖像分析系統(tǒng)(如L&W Fiber Tester)下統(tǒng)計未解離纖維束的數(shù)量。
  • 濾水性能測試:采用肖伯爾-瑞格勒(Schopper-Riegler)濾水儀或加拿大標準游離度(CSF)測定儀,記錄濾水時間與濾液濁度。
  • 表面電荷分析:使用Zeta電位儀(如Malvern Zetasizer)測量纖維懸浮液的電荷分布。

4. 數(shù)據(jù)分析

  • 根據(jù)檢測結(jié)果生成解離度曲線、纖維長度分布直方圖等,結(jié)合標準閾值判定漿料是否符合工藝要求。

相關(guān)儀器設(shè)備

  1. 濕解離機
  • Valley Beater:適用于高精度解離,配備可調(diào)刀片間隙和溫度控制系統(tǒng)。
  • PFI Mill:結(jié)構(gòu)緊湊,適合小樣品量快速解離。
  1. 纖維分析系統(tǒng)
  • L&W Fiber Tester:集成圖像采集與AI識別算法,可自動分類纖維形態(tài)。
  • MorFi Compact:便攜式設(shè)備,支持在線監(jiān)測纖維長度與寬度。
  1. 濾水性能測試儀
  • Schopper-Riegler儀:通過量筒刻度直接讀取SR值(°SR),適用于低濃漿料。
  • Canadian Standard Freeness Tester:以毫升為單位量化游離度(CSF值)。
  1. 表面電荷測定儀
  • Zetasizer Nano系列:采用動態(tài)光散射技術(shù),測量范圍±200mV,分辨率達0.1mV。

技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著智能化檢測技術(shù)的普及,濕解離檢測正朝著自動化、高精度方向發(fā)展。例如,部分實驗室已引入在線近紅外(NIR)光譜儀,實時監(jiān)測解離過程中纖維的結(jié)晶度變化;此外,基于機器視覺的纖維分析系統(tǒng)可大幅減少人工判讀誤差,提升檢測效率達40%以上。

結(jié)語

濕解離檢測作為紙漿質(zhì)量控制的核心環(huán)節(jié),其科學性與準確性直接關(guān)系到制漿造紙企業(yè)的經(jīng)濟效益與環(huán)保指標。通過標準化的檢測流程與先進儀器的結(jié)合,企業(yè)能夠更精準地優(yōu)化生產(chǎn)工藝,推動行業(yè)向高效、低碳方向持續(xù)發(fā)展。


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