本文關鍵詞：高得率漿纖維結合面積評價方法的構建

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【摘要】：近年來,高品質(zhì)的高得率漿在多種高附加值紙種中得到廣泛應用,但是其結合強度較差的缺陷嚴重限制了其進一步擴大應用。目前,對于高得率漿纖維結合性能的評價不多,尚無一套較完善的體系,因此建立并完善高得率漿纖維結合性能的評價體系是目前造紙工作者急需完成的任務之一。作為高得率漿纖維結合性能的重要指標,高得率漿纖維結合面積的評價至關重要。首先,以楊木P-RC APMP不同級分纖維為原料,分析其纖維形態(tài)、羧基含量、Zeta電位以及木素在纖維中的分布等指標,結果表明：隨著篩網(wǎng)目數(shù)增加,纖維長度和粗度減小,羧基含量和Zeta電位絕對值均增加；纖維級分中的克拉森木素和總木素含量增加,纖維表面的木素覆蓋率(含量)減小,且分布更加均勻。其次,推導并完善了Page強度外推法計算纖維間相對結合面積(RBA)的方法論。對傳統(tǒng)Page強度方程進行轉換,得到Page結合強度(B)與光散射系數(shù)(S)的線性關系方程,利用不同級分纖維手抄片的物檢數(shù)據(jù),通過外推法計算出纖維完全未發(fā)生結合時的光散射系數(shù)(So)；采用光散射系數(shù)法計算纖維間的相對結合面積(RBA)和單位結合面積剪切結合強度(b)。結果表明：由纖維尺寸較小級分制備的手抄片中纖維間的RBA與b均較大；提高壓榨壓力可以改善纖維間的結合,其貢獻在于增加了纖維間的RBA,對b沒有影響。再次,選取R30和P30/R50級分的纖維搭建纖維結合模型,利用共聚焦激光掃描顯微鏡(CLSM)對其進行“光學切片”,檢測高得率漿纖維結合面積；并用常規(guī)物理切片與掃描電子顯微鏡(SEM)相結合的方法驗證CLSM檢測方法的準確性。CLSM檢測結果表明：R30級分纖維間的實際接觸面積(A1)和實際結合面積(A2)大于P30/R50級分的纖維,而P30/R50級分的纖維間相對接觸率(R)和相對結合面積(RBA')的數(shù)值大于R30級分的纖維。驗證實驗結果表明：常規(guī)切片計算得到R30級分纖維的細胞壁厚度為2.964 μm,纖維結合區(qū)域接觸線長度為10.78μm。用CLSM法得出R30級分纖維結合模型中纖維細胞壁厚度為3.097μm,結合區(qū)域接觸線長度為11.73 μm,說明CLSM分析方法具有較高的準確度；同樣地,采用CLSM“光學切片”技術檢測纖維間結合面積也具備較高的準確度和可信度。最后,探討了高得率漿纖維特性與纖維結合性能之間的響應關系。結果表明：纖維的羧基含量越高,纖維間的b值越高；較高的纖維表面木素覆蓋率會造成手抄片中纖維間具有較小的RBA和b。綜上可知,纖維表面羧基含量增加對于改善纖維間結合性能有積極作用,而纖維表面木素覆蓋率的提高會降低纖維間的結合性能。
【關鍵詞】：P-RC APMP 相對結合面積 CLSM 結合面積 纖維表面木素
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TS71
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 前言10-22
• 1.1 高得率漿的發(fā)展及現(xiàn)狀10
• 1.2 高得率漿結合性能評價指標及影響因素10-12
• 1.2.1 高得率漿結合性能評價指標10-11
• 1.2.2 影響高得率漿纖維結合的因素11-12
• 1.3 纖維結合面積的評價方法12-13
• 1.3.1 纖維結合面積的直接檢測方法12
• 1.3.2 纖維結合面積的間接評價方法12-13
• 1.4 共聚焦激光掃描顯微鏡簡介13-20
• 1.4.1 共聚焦激光掃描顯微鏡13-14
• 1.4.2 共聚焦激光掃描顯微鏡工作原理14-15
• 1.4.3 共聚焦激光掃描顯微鏡在造紙行業(yè)的應用15-20
• 1.5 論文研究意義、目的及主要內(nèi)容20-22
• 1.5.1 本論文的研究意義及目的20
• 1.5.2 研究內(nèi)容20-21
• 1.5.3 課題來源21-22
• 2 材料與方法22-30
• 2.1 實驗原材料與實驗設備22-23
• 2.1.1 實驗原料22
• 2.1.2 實驗藥品22
• 2.1.3 實驗儀器22-23
• 2.2 實驗流程23-26
• 2.2.1 纖維原料的前期處理23-24
• 2.2.2 不同級分纖維形態(tài)分析24
• 2.2.3 手抄片的制備與檢測24
• 2.2.4 纖維原料的熒光染色24
• 2.2.5 纖維結合模型的搭建24-25
• 2.2.6 用CLSM觀測纖維結合模型25
• 2.2.7 物理切片實驗25-26
• 2.3 分析及檢測方法26-30
• 2.3.1 漿料水分的測定26
• 2.3.2 紙漿纖維特性評價26-27
• 2.3.3 紙漿手抄片性能檢測27
• 2.3.4 纖維原料總木素的檢測27-28
• 2.3.5 纖維表面木素的XPS檢測28
• 2.3.6 纖維表面形貌的AFM分析28-30
• 3 結果與討論30-66
• 3.1 楊木P-RC APMP纖維原料分析30-40
• 3.1.1 不同級分的纖維形態(tài)比較30-31
• 3.1.2 不同級分纖維的羧基含量分析31-32
• 3.1.3 不同級分纖維的Zeta電位測定32-33
• 3.1.4 不同級分纖維的木素含量及其分布分析33-40
• 3.1.5 小結40
• 3.2 用Page強度外推法評價纖維結合面積40-48
• 3.2.1 外推法評價纖維結合面積理論推導40-43
• 3.2.2 手抄片數(shù)據(jù)43-45
• 3.2.3 用Page強度外推法評價纖維結合面積45-48
• 3.2.4 小結48
• 3.3 利用CLSM評價纖維結合面積48-54
• 3.3.1 CLSM“光學切片”過程49-50
• 3.3.2 測算結合面積50-54
• 3.3.3 小結54
• 3.4 常規(guī)切片方法驗證CLSM檢測技術54-60
• 3.4.1 常規(guī)切片方法檢測纖維細胞壁厚度與結合區(qū)域接觸線長度55-58
• 3.4.2 CLSM法檢測纖維細胞壁厚度與結合區(qū)域接觸線長度58-59
• 3.4.3 常規(guī)切片法與CLSM法檢測結果對比59-60
• 3.4.4 小結60
• 3.5 Page結合強度外推法與CLSM法對比60-61
• 3.5.1 兩種評價方法各自的優(yōu)點60-61
• 3.5.2 兩種評價方法各自的缺點61
• 3.5.3 小結61
• 3.6 纖維特性與結合性能之間關系探討61-66
• 3.6.1 纖維羧基含量與結合性能之間關系探討61-62
• 3.6.2 纖維表面木素分布與結合性能之間關系探討62-65
• 3.6.3 小結65-66
• 4 結論66-68
• 4.1 本論文主要結論66-67
• 4.1.1 楊木P-RC APMP纖維原料分析66
• 4.1.2 Page強度外推法對纖維結合面積進行評價66
• 4.1.3 利用CLSM評價纖維結合面積66-67
• 4.1.4 常規(guī)切片方法驗證CLSM檢測技術67
• 4.1.5 纖維特性與結合性能之間關系探討67
• 4.2 本論文創(chuàng)新之處67-68
• 5 展望68-69
• 6 參考文獻69-76
• 7 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文76-77
• 8 致謝77

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本文編號：516937