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造纸原理与工程实验指导书

适用专业： 轻化工程专业

学 时： 15

福建农林大学材料工程

轻化工程实验室 2009年2月19日

内容：

实验一： 打浆、抄纸及纸张物理性能测试

1. 目的要求：

造纸原理与工程综合性实验，是在课堂理论教学后进行。实验注重理论与实践相结合，以理论指导实践；实验不采用固定的教学模式，在教师的指导下学生根据采集的纸浆原料，按照实验的标准方法，采用不同的打浆比压及打浆时间进行打浆实验，并对打后浆料进行抄纸，然后按照国家标准方法进行纸张物理性能的测试，在实验中实施验证打浆理论、打浆对纸张强度性能的影响。使课堂上学的理论知识与实践相结合，充分发挥学习的主动性，提高实验实用性，为在专业上独立工作打好基础。

要求学生通过实验了解纸浆与打浆比压、打浆时间与打浆比压之间的关系，制定适宜的打浆工艺，根据纸浆的特点做出合理的打浆曲线图；同时了解纸浆打浆度与纸张物理性能之间的关系，掌握打浆对纸张物理强度影响的基本原理；学习使用瓦利打浆机、叩解度测定仪及各种在各种纸张物理性能测试仪器，将课堂上学习的理论知识进行实际应用。

2. 实验原理

（1） 打浆原理：一定浓度的浆料在打浆机内进行机械处理，使纤维在飞刀和底刀间经受不

同的作用而被疏解、切断、润胀、压溃和细纤维化等作用，从而使浆料具有一些特定的性能。

（2） 打浆度仪工作原理：根据打浆度程度不同浆料的滤水速度不同的道理设计的打浆度仪，

在将含有2g绝干浆的悬浮液1000mL倒入滤水筒内，纤维即在滤网上形成滤层，水通过滤层进入分离室，随之从两个排水管流出。打浆时间短，浆料滤水快，从侧流管流出的水量就多；反之，从侧流管流出的水量就少。用特制的量筒收集从侧流管流出的滤液，即可直接读出纸浆的打浆度值。

（3） 纸页成形原理：用常规成形器在真空条件下于铜网上，从纸浆悬浮液制备纸页，在

400kPa的压力下经两次压榨，然后把紧贴在干燥板的纸页在一定温度下进行干燥。 （4） 纸张物理性能测试原理：

抗张强度仪工作原理：摆的平衡。下夹头的运动通过试样、上夹头和链条使摆沿刻度尺转动一定角度，并在试样断裂时停止转动，指示出抗张力值。

撕裂度仪工作原理：当扇形摆在初始位置时，由于摆的重心被提高，使它具备了一定的位能。当摆被松开自由落下时，位能转变为动能，动能所产生的力在克服撕裂试样重损失了一部分，而剩余的动能又转变为位能。此时由指针在刻度盘上所指出的撕裂度值就是摆所损失的动能。一般采用多层纸叠起来测定（4，8或16层），由换算系数计算得到撕裂度值，单位是mN。

耐破度仪工作原理：是通过一定面积的单性胶膜向纸或纸板逐步施加压力，在这个过程中胶膜将试样顶起，当试样被顶破时，测量出试样所能承受的最大压力，即为试样的耐破度。

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耐折度仪工作原理：在试样两端施加规定的初始张力，然后曲臂机构带动，折叠片作往复运动，使试样在辊轴间做近似180°的反复折叠，试样张力作周期形变化。由于折叠作用，使试样折叠区域纤维结构松懈，强度逐渐降低，当降至不能承受9.807N或12.749N的张力时，试样开始断裂，断裂时试样所能承受的最大折叠次数即为试样的耐折度。

3. 实验仪器和材料：

（1） 打浆：瓦利打浆机、肖伯氏打浆度仪、浆料、天平 （2） 抄纸：纸页成形器

（3） 纸张物理性能测试：实验专用裁样器、天平、厚度计、白度仪、摆锤式拉力机、爱利

门道夫撕裂度仪、耐破度仪等。

4. 实验方法和歩骤：

1）打浆操作步骤 a)

浆料的准备：根据浆料的水分和打浆浓度，计算出相当于（360±5）g绝干浆的浆样和水量。（如系干浆，需用5L水浸泡4小时以上，然后撕成25mm×25mm小浆片。） b)

浆料疏解：在打浆机内加18L水→启动打浆机→将浆料慢慢加入（3－5min）→补充水至浆料和水的总体积为（23±0.2）L(打浆浓度1.57%)→调节浆温（20±5）℃→进行疏解至无小浆块（30min）→取出浆样测打浆浓度、打浆度。 c)

打浆：

打浆条件：杠杆臂负荷（54±1）N对木浆）或（29.4±1.0）N(对草浆)；飞刀辊转数：（498±12）r/min；

取样：从打浆开始，每隔一定时间取样测定打浆度，同时抄纸以测定浆张强度；每次取1200mL，加水冲稀至4750mL，此时浆浓为0.4％。

测定打浆度取浆量：2/0.4%=500mL； 抄纸取浆量：60×0.0314÷0.4%=471mL

取样时间：未漂碱法针叶木浆：5、15、30、60、90min； 漂白碱法针叶木浆：5、15、30、45、60min；

未漂和漂白亚硫酸盐浆、碱法阔叶木浆、草浆：5、10、15、20、30min； 打浆结束，取下重铊，用水彻底清洗打浆机。 2) 肖伯氏打浆度的测定（GB/T3332-1982）

打浆度是衡量水中浆料悬浮液性能的指标，以肖伯尔－瑞格勒（oSR）表示。 打浆度仪的调试及校准

调整仪器放置位置，使铜网保持水平。

仪器清洁程度的检查：用（20±0.5）℃的蒸馏水1000mL进行空白试验，测定结果>4oSR，说明有纤维或杂质附于仪器内壁，应用丙酮盒软毛刷清洗。

侧流管位置的校正：让仪器保持水平，用手指堵住直流管下口，注入（20±0.5）℃的蒸馏水100mL

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