纸浆打浆技术研究进展

摘要：在实验室条件下，分析了不同的打浆程度和打浆方式对纤维形态的作用，探讨目
前的打浆的基本方式，讨论了亟待解决的关键技术和对策，并对其发展进行了展望。
关键字：

打浆纤维形态打浆方式

前言

利用物理方法使悬浮于水中的

纸浆

纤维受到机械作用（即剪切力作用），统称为

打浆。浆料在送往抄纸前，需进行打浆，其目的是根据纸张和纸板质量要求和使用要求

[1-2]

的纸浆种类和特点，经过打浆机的前期处理，改变纤维形态。打控可以控制纸料在

网上的滤水性，来保证抄成的纸达到预期效果，对于最终形成的纸具有决定性影响，
同时必须满足造纸机生产的基本要求。常用的大打浆设备是单球磨（Lampen mill）、六
罐磨（Lokro mill）、瓦利打浆机（Valley beater）、PFI 磨（PFI mill）等

1 打浆对纤维的作用

[4-5]

1.1 初生壁和次生壁外层部分破除
在植物纤维化学中，木材的纤维细胞为厚壁细胞且是停止生长的死细胞，其细胞
壁可分为胞间层（ML 层）、初生壁（P 层）、次生壁外层（S

层）、次生壁中层（S

层）、次生壁内层（S

层）。根据前人实验分析得出，无论在物理结构还是化学组成上，

纤维各层细胞壁都各有不同，所以就具有不同的特性。例如，胞间层位于两个细胞间，
是两细胞所共有，且木素浓度最高。初生壁是一层多孔的薄膜，它的厚度为
0.1~1μm，其细纤维成网状的排列，与胞间层统称为复合胞间层（CML 层）。至于次
生壁外层，是介于初生壁与次生壁中间的一个过渡层，在物理结构和化学组成上比较
接近初生壁的性质。次生壁中层是纤维的主要部分，占 S 层厚度的 70%~90%。S 层的厚
度决定细胞壁厚度的主要部分，整个 S 层决定着物理、化学及力学的性质性质。S

层的

细纤维同心层受到打浆时的机械作用发生弯曲、位移和形变，造成纤维间间隙扩大，
使得水分子更易进入，为纤维润张创造条件，纤维变得柔软，对于初生壁和次生壁的
破除具有积极的促进作用。但根据制浆工艺和纤维原料的不同，P 层和 S

层破除难易

程度也各不相同。
1.2 吸水润胀
所谓润胀是指高分子化合物在吸收极性液体的过程中，伴随着体积膨胀，内聚力
变小，纤维变软，但仍保持外观形态的一种物理现象。纤维吸水润胀属于结晶区间的
润胀。润胀剂极性小，只能进入纤维素的无定形区发生润胀，润胀后 X-射线图不变，
晶格不变。纸浆纤维之所以有润胀能力，主要原因是由于纤维素和半纤维素的分子结
构中含有极性羟基与水分子，它们发生极性吸引，因而能在极性性液体中发生润胀。
纤维润胀在打浆过程中是一个重要问题。在打浆过程中，纤维首先吸水而发生润胀，
纤维细胞壁内部结构变得尤为松弛，内聚力则有所下降，纤维比容和表面积增加，从
而提高了纤维的柔软性和可塑性。纤维吸水润胀与原料组成，制浆方法和半纤维素含
量等因素密切相关。例如，半纤维素含量高的亚硫酸盐浆容易润胀，而硫酸盐浆就比
亚硫酸盐浆润胀程度小些。木素含量高的纸料不易润胀，因此漂白能改进这种纸料的

润胀能力。
1.3 细纤维化

纤维的细纤维化是指在打浆过程中，打浆机的机械物理作用在细胞壁

P 层和 S

层

被部分破除，在纤维吸水润胀后大量产生，并分离出细纤维，而且使纤维产生起毛现
象。一般认为，细纤维化可分为外部细纤维化和内部细纤维化。在纤维发生润胀的情况