Wpływ morfologii włókien na właściwości i jakość masy celulozowej

W przemyśle papierniczym morfologia włókien jest jednym z kluczowych czynników decydujących o właściwościach masy papierniczej i końcowej jakości papieru. Morfologia włókien obejmuje średnią długość włókien, stosunek grubości ścianek komórek do średnicy komórek (nazywany stosunkiem ścianek do wnęki) oraz liczbę niewłóknistych heterocytów i wiązek włókien w masie papierniczej. Czynniki te oddziałują na siebie i wspólnie wpływają na wytrzymałość wiązania masy papierniczej, wydajność odwadniania, zdolność kopiowania, a także na wytrzymałość, twardość i ogólną jakość papieru.

1) Średnia długość włókna
Średnia długość włókien jest jednym z ważnych wskaźników jakości masy celulozowej. Dłuższe włókna tworzą dłuższe łańcuchy sieciowe w masie celulozowej, co przyczynia się do zwiększenia wytrzymałości wiązań i wytrzymałości papieru na rozciąganie. Wraz ze wzrostem średniej długości włókien wzrasta liczba punktów przeplotu między włóknami, co pozwala papierowi lepiej rozpraszać naprężenia pod wpływem sił zewnętrznych, poprawiając tym samym jego wytrzymałość i wytrzymałość. Dlatego zastosowanie dłuższych włókien o średniej długości, takich jak masa celulozowa z drewna świerkowego lub masa celulozowa bawełniana i lniana, może zapewnić większą wytrzymałość i lepszą wytrzymałość papieru. Papiery te są bardziej odpowiednie do zastosowań wymagających wyższych właściwości fizycznych, takich jak materiały opakowaniowe, papier drukowy itp.
2) Stosunek grubości ścianki komórki włókna do średnicy wnęki komórki (stosunek ścianki do wnęki)
Stosunek ścianek do wnęk to kolejny ważny czynnik wpływający na właściwości masy celulozowej. Niższy stosunek ścianek do wnęk oznacza, że ​​ścianki komórek włókien są stosunkowo cienkie, a wnęki komórkowe większe, dzięki czemu włókna w procesie roztwarzania i produkcji papieru łatwiej wchłaniają wodę i miękną, co sprzyja rafinacji włókien, ich dyspersji i splataniu. Jednocześnie włókna cienkościenne zapewniają lepszą elastyczność i podatność na zginanie podczas formowania papieru, dzięki czemu papier jest bardziej odpowiedni do złożonych procesów przetwarzania i formowania. Z kolei włókna o wysokim stosunku ścianek do wnęk mogą prowadzić do nadmiernie twardego i kruchego papieru, co nie sprzyja dalszemu przetwarzaniu i użytkowaniu.
3) Zawartość heterocytów niewłóknistych i wiązek włókien
Komórki niewłókniste i wiązki włókien w masie celulozowej stanowią czynniki negatywnie wpływające na jakość papieru. Zanieczyszczenia te nie tylko obniżają czystość i jednorodność masy celulozowej, ale także w procesie produkcji papieru powodują powstawanie sęków i defektów, co negatywnie wpływa na gładkość i wytrzymałość papieru. Heterocyty niewłókniste mogą pochodzić z niewłóknistych składników, takich jak kora, żywica i gumy, zawartych w surowcu, natomiast wiązki włókien to agregaty włókienne powstałe w wyniku niewystarczającej dysocjacji surowca w procesie przygotowania. Dlatego zanieczyszczenia te należy w jak największym stopniu usuwać podczas procesu roztwarzania, aby poprawić jakość masy celulozowej i wydajność papieru.