摘要：本文研究了打浆对BCTMP细小纤维的影响，打浆度从20°SR上升到50°SR，杨木BCTMP的细小纤维含量由18.3%增加到35.4%。随着打浆度的提高，浆中长度大于0.6mm的纤维含量不断减少，纤维长度小于0.075mm的细小纤维含量不断增加，当打浆度为30°SR时，浆种长纤维与细小纤维含量几乎相等。对BCTMP细小纤维组分进行筛分，分析细小纤维的添加对对成纸性能的影响，随着细小纤维添加至筛分后粗大纤维的比例增加，成纸的松厚度稍有降低，而纸张的抗张强度、耐破度及挺度均增加。其中，纸张抗张强度和耐破度变化较为明显，而成纸的松厚度和挺度变化较为平缓。

　　关键词：BCTMP;细小纤维;筛分;纸张性能

　　Key words: BCTMP;fines;screening;paper properties; refining

　　BCTMP是在CTMP制浆方法的基础上发展起来的一种新的产品。由于化学浆价格高，加之BCTMP工艺得到了进一步发展的原因，造纸厂中的大多数都生产高白度、高强度杨木BCTMP来取代印刷书写纸中的阔叶木硫酸盐浆。BCTMP既保持了化学机械浆较高的纸浆得率和不透明度以及松厚度，同时还具有较高的纸浆白度(可达到85%ISO左右),在改善纸页成形、减少纸页表面的微孔、加强纤维内部的结合、提高纸张的松厚度和挺度、改善纸张的压缩性能、稳定纸张的尺寸方面具有重要影响。

　　作为化学处理与机械作用相结合的BCTMP制浆,由于其生产过程的固有特点，相当一部分纤维在磨浆过程中变为细小纤维。细小纤维的特点有：比表面积大，结构形态、化学性质不一，对各种助剂的吸附能力远大于纤维组分，尺寸小，在纸机上留着率低，因此，对纸机湿部的滤水性能、助剂的使用效果都有很大影响。研究表明，只有长纤维组分与细小纤维组分的比例适宜，纸页才能达到好的强度效果。本文从成纸性能角度对杨木BCTMP原浆细小纤维及二级细小纤维的特性等进行了研究，以期为工厂BCTMP的使用提供一定的参考。 1试验 1.1试验原料国外某纸浆公司的杨木BCTMP浆。 1.2 试验仪器 纤维疏解器(瑞典)、PFI磨浆机(日本)、Tappi抄片器(中国)、纤维筛分仪(日本) 1.3.试验方法 1.3.1细小纤维含量测定每次取杨木BCTMP绝干浆样30g，浸泡24h，稀释至浓度为1.5%，于标准纤维解离器中解离5000r，将疏解完的浆料稀释至10%的浓度，采用PFI磨至30°SR、40°SR、50°SR三个等级。利用纤维筛分仪，选用28、48、100和200目的筛网对浆样进行筛分,并用100目的尼龙网袋收集截流在28目筛网上和介于28目和48目筛网之间的纤维组分;用200目的尼龙网袋收集介于48目和100目筛网之间的和介于100目和200目筛网之间的纤维组分;用325目的尼龙网袋收集通过200目筛网的细小纤维组分。分别测定各组分的纤维含量。 1.3.2细小纤维添加试验取杨木BCTMP绝干浆30g，疏解后用PFI打浆至30°SR，用200目筛浆机进行筛分，并同时收集长纤维和细小纤维。将浆料分成均等的5份，向长纤维中添加该打浆度下分离制备的细小纤维，添加量分别为0%，30%，50%，70%，100%(占分离出的细小纤维总量的百分比)。用TAPPI抄片器进行抄片，将手抄片风干，揭纸后测定其松厚度、挺度、抗张强度、耐破度等成纸性能。 2结果与讨论 2.1打浆对细小纤维含量的影响 PFI磨浆过程对杨木BCTMP浆料各组分纤维含量的影响见表1。

　　表1 不同打浆度下浆料筛分组分的纤维含量 打浆度(°SR) 纸浆纤维组成(%) +28目 -28目 +48目 -48目 +100目 -100目 +200目 -200目 20 28.5 21.9 18.6 12.7 18.3 30 24.2 18.3 18.1 13.8 25.6 40 18.9 17.1 16.8 16.0 31.2 50 17.5 16.7 15.5 16.9 35.4 如表1所示，原浆(打浆度20°SR)中纤维长度大于28目筛孔直径的纤维含量较多，而200目以下的细小纤维含量仅为18.3%。随着打浆度的提升，纤维长度降低，其中大于28目、介于28目与48目之间、介于48目与100目之间的组分纤维含量逐渐减少，介于100目与200目之间、小于200目的组分纤维含量逐渐增加，以200目以下的细小纤维含量增幅最大。打浆度为50°SR的浆料其细小纤维含量为35.4%。已知28目、48目、100目、200目筛的筛孔直径分别为0.6mm、0.3 mm、0.15 mm、0.075 mm。

　　随着打浆度的提高，杨木BCTMP中长纤维(本文中指纤维长度大于0.6mm的纤维)含量不断减少，细小纤维(纤维长度小于0.075mm的纤维)含量不断增加，当打浆度为30°SR时，浆中长纤维与细小纤维含量几乎相等。再继续磨浆，就会损失浆中的长纤维，从而影响浆料性能(如松厚度和挺度)。因此，为保证杨木BCTMP料性能的均衡，打浆度不宜超过30°SR。 2.2 细小纤维含量对成纸性能的影响分别将未磨杨木浆及30°SR杨木浆进行筛分，除去200目以下细小纤维，对比筛分前后成纸性能差异见表2。

　　表2筛分前后成纸性能的对比 打浆度(°SR) 状态 松厚度

　　(cm2/g) 变化率% 挺度(g·cm) 变化率

　　% 抗张指数(N·m/g) 变化率

　　% 耐破指数(Kpa·m2/g) 变化率% 筛分后 4.09 — 8.4 — 2.9 — 0.170 — 20 筛分前 3.36 -21.7% 9.6 +14.3% 7.5 +158.6% 0.367 +116% 筛分后 3.73 — 8.5 — 2.4 — 0.134 — 30 筛分前 3.12 -16.4% 10.9 +28.2% 11.2 +366.7% 0.428 +219.4% 由表2可知，浆料中筛除200目筛网的细小纤维后，成纸的松厚度，抗张强度，挺度和耐破度均有不同程度的变化;筛除细小纤维，成纸松厚度增加，挺度、抗张强度及耐破度减小，实验条件下，两种不同打浆度具有相同的变化趋势。根据筛分前后成纸性能的变化，可以看出，高得率浆中细小纤维的存在对成纸松厚度和挺度影响较小，对成纸抗张强度和耐破度影响显著。

　　2.3细小纤维添加对成纸性能的影响为了深入研究细小纤维存在对成纸性能的影响，实验将打浆度为30°SR的杨木浆筛分后的细小纤维按照不同比例进行回添后制备手抄片，对成纸性能进行了测试，测试结果见表3。

　　表3 细小纤维添加量对成纸性能的影响 细小纤维添加量(%) 松厚度

　　(cm2/g) 变化率% 挺度(g·cm) 变化率

　　% 抗张指数(N·m/g) 变化率

　　% 耐破指数(Kpa·m2/g) 变化率

　　% 0 3.73 — 8.5 — 2.4 — 0.134 — 30 3.65 -2.1% 9.5 +10.5% 5.3 +120.8% 0.245 +82.8% 50 3.46 -7.2% 9.9 +16.5% 7.8 +225.0% 0.357 +166.4% 70 3.22 -13.7% 10.2 +20.0% 9.6 +300.0% 0.401 +199.3% 100 3.12 -16.4% 10.9 +28.2% 11.2 +366.7% 0.428 +219.4% 由表3可知，细小纤维的添加比例增大，纸张的松厚度不断下降，挺度稍有增加，抗张强度和耐破度有极大的增加。单独使用浆的长纤维级分抄造的纸张几乎没有强度，但是在其中加入细小组分之后，纸张强度提高很多。原因是细小组分压实了纸幅，使得纤维之间接触面积及氢键连接均增多，有利于纤维相互结合，细小纤维组分可以通过3种方式改善纤维结合：①比结合强度(类似胶水的作用); ②纤维交叉部分的键合面积(结合边界的累加) ③纤维之间的结合数量(拉近纤维)。而结合强度和纸幅收缩较大造成了应力分布较为均匀。另外，细小组分的加入可以使高得率浆长纤维级分产生某些弯曲和变形，可以拉近纤维，从而产生更多的结合。因此，在纤维中加入细小组分可以提升抗张指数和耐破指数，但以松厚度下降为代价。挺度的增加，是由于挺度的主要影响因素在于纸的厚度和纸张的弹性模量。添加细小纤维后，虽然成纸厚度降低了，但纸张弹性模量大大增加(一定程度上体现为纸张抗张强度)，从表中数据来看，虽然挺度与厚度的三次方呈正比，但抗张强度的增加幅度更高，使得挺度最终得以增加。对于纸张而言，成纸的松厚度与强度是对立的，提高松厚度会导致强度的降低，提高强度会导致松厚度的降低。

 1/2    1 2 下一页 尾页