纸浆实验室打浆PFI磨法

编辑：弗艾博纤维技术研究中心

 

本标准等效采用ISO 5264/2-1979《纸浆实验室打浆一第二部分:PFI 磨方法》。

 

1主题内容与适用范围

本标准规定了采用PFI磨进行实验室打浆的方法。

本标准原则上适用于各种浆种,但在实际使用中对于某些纤维特别长的浆种，如棉短绒浆,效果可能不佳。

 

2引用标准

GB/T 741纸浆分析试样水分的测定法

GB/T 5399纸浆 浓度的测定快速法

QB/T 1462纸浆实验室 的湿解离

 

3原理

经计量的具有规定浓度的纸浆置于刀辊和平滑的打浆缸之间,刀辊与打浆缸沿同一方向但以不同的圆周速度旋转。以此作用于纸浆,达到打浆的目的。

 

4仪器及水质

 

4.1 实验室常用仪器。

4.2 PFI 磨:见附录A。

4.3标准解离器:见 QB/T 1462的附录A.

4.4天平:感量0.1 g。

4.5蒸馏水、去离子水或质 量相似的水。

 

5试样的制备

如试样为湿浆或风干浆,按GB/T 741测定其水分,如试样为液体浆,则按GB/T 5399测定其绝干物质含量。

取相当于(30士0.5) g绝干浆的试样,注意不要剪切取样并避免使用剪切过的边缘，如果试样为干的浆板或急骤干燥浆块,则在室温下用0.5L水将其浸泡4h以上,将浸泡过的纸浆撕成约25mmX25mm的小块。湿浆不必浸泡。

 

6步骤

6.1 解离

将湿浆和用于浸泡的水移人湿浆解离器中(4.3),加人(20士5)C[根据气候条件,必要时采用(25士5)⁰C的条件,但应在试验报告中注明]的水至总量为(2000土25) mL,浆浓大约为1.5%(m/m,以下同)。将转数计数器调至零点,启动电机让解离器运转几秒钟,关闭电机,在叶轮停止运转以前再启动电机。解离时,原浆干度20%以上的纸浆解离转数为30 000转,原浆干度低于20%的纸浆解离转数为10000转。要保证浆料完全解离,对于难解离的浆，如未漂硫酸盐浆,解离转数可以超过30 000转。

6.2浓缩

纸浆解离后,在布氏漏斗中脱水至浓度20%左右,为避免纤维流失,应通过纤维层重新过滤滤液，必要时可过滤数次,稀释浓縮后的纸浆至总重为(300士5)g,相当于纸浆浓度为10%。

6.3 打浆

6.3.1打浆条件

打浆压力:(3.33士0.1) N/mm刀片长度。(假设同一时间内只有一个刀片或齿与浆缸接触)对易打浆的浆种(如亚硫酸盐硬木浆及草浆)可施加小的负荷,使打浆压力仅为1. 77 N/mm刀片长度,并在试验报告中注明。

打浆刀辊额定转数(24.3士0.5) s^-1。

刀辊与浆缸的线速度之差(6.0士0.2) m/s。

6.3.2打浆操作

检查打浆条件是否正确，使PFI磨的各打浆元件和浆料悬浮液处于(20士5)C.把按6.2准备好的纸浆悬浮液移至浆缸内,尽可能使其均匀地分布到整个缸壁上,确保没有浆残留在打浆缸底部和刀辊横切面相对应的区域内。将刀辊放人打浆缸并准确地盖盖。

开动浆缸使浆甩到打浆缸壁上,然后再开动刀辊,当此两部分达到全速旋转时,施加打浆压力,即用4s的时间等速地加压,当预定压力全部加上后,立刻松开转数计数器的水平臂开动计数器,当刀辊转数达到要求时,停止加压结束打浆。关闭电机,待刀辊和浆缸停止后打开盖取出刀辊。

将浆料移至容量不少于2L的量简中,用水冲洗缸壁,洗涤水加入量筒中,稀释至纸浆体积为(2 000士25) mL,然后在标准解离器中,在叶轮转数为10 000转下,使纸浆悬浮液充分解离。

6.3.3如有要求测定 滤水性需尽快进行。

6.3.4打浆后用水将磨彻底洗净,必要时可在水洗后用树脂溶剂清洗。

 

7试验报告

试验报告应包括以下内容:

a.本标准的编号;

b.试样全面鉴定的所有必要项目;

C.纸浆最初解离所用转数;

d.打浆所用转数或时间;

e.假若测定滤水性,报告测定结果;

f. 其他任何在实验中发现的异常现象。

 

      附录A

       PFI磨

     (参考件)

PFI磨由打浆刀辊,带盖的打浆缸和施加打浆压力的加压装置组成,刀辊和打浆缸在垂直轴上转动。

刀辊上有33个刀片,各为50 mm长和5 mm宽,所有刀片均为径向排列并与刀辊轴平行,刀辊直径为200 mm(包括刀片),刀片间槽的深度为30 mm,刀辊由1 kW电机带动,顺时针运转,不施加压力时额定转数为(24.3士0.5) s-',刀辊转数由转速表显示。

打浆缸内径为250mm,由400w的电机带动。确定打浆缸转动速度时要使预定的打浆元件的圆周速度差在零负荷时为(6.0士0.2) m/s,并且刀辊额定转数为(24.3士0.5) s",刀辊和打浆缸均由皮带传动。

利用杠杆来施加打浆压力,杠杆把刀辊压向打浆缸壁。另外磨上装有调距螺丝,以便在进刀和调整时调节刀辊和打浆缸的间距。打浆元件由不锈钢或青铜制成。

为保证打浆结果的可重复性,必须满足以下条件:

a.刀辊和打浆缸要按正确速度运转;

b.皮带不能打滑,当施加压力时刀辊额定转数一般要减少(0.3~0.6)s^-1,而浆缸的转数要稍微增加一些;

c.所有部件要活动无阻，使全部施加的压力都传递为打浆压力;

d.调距螺丝在打浆过程中要松开;

e.刀辊和打浆缸要干净,没有沉淀物,树脂淀淀物要用不腐蚀的溶剂去掉;

f.要经常用标准浆打浆来检查PFI磨的工作情况,需保存一定数量的标准浆,为了避免浆的进一步变化，该标准浆应贮存足够长的时间,最好标准浆与在此设备中经常打浆的浆种一样。标准浆打浆至大约50°SR或200CSF时的滤水值要与在同样转数下所规定的标准将滤水值相差不大于士5%。

 

   附录B

          PFI磨的维修

            (参考件)

在通常情况下,PFI磨的打浆效率必须保持不变。若打浆表面已被损坏,打标准浆时试验结果就不正确,要按下列条件对PFI磨进行研磨和调整。

B1反转打浆缸的电机。.

B2调节调距螺丝使打浆元件间的距离为0.5mm。

B3在打浆缸装入15g金刚砂粉末,金刚砂粉要通过90 μm筛孔,用50mL可溶切削油制备成悬浮液再用50mL水稀释。

B4开动打浆缸以使金刚砂粉末甩到浆缸壁上,确保盖子在托架的位置上并把刀辊嵌人打浆缸中。

停止打浆缸的转动,将盖压人其位置。开动两个打浆元件加压,借助于调距螺丝小心地臧小两个元件之间的间隙直到能听到研磨的声音，使磨运转直到此声音显著地减少,然后进一步减少间隙,但每次要不超过半个分度的等值量(约为0. 03 mm)。按此方法继续逐步研磨直到损坏被修复。

B5把打浆元件和盖子用洗涤剂和水清洗,确保没有金刚砂粉末残留。

B6粗磨后,用通过45μm筛孔的金刚砂粉末按B3和B4叙述进行细磨。

B7按B5所叙述进行清洗。

B8锉掉刀片边缘上的毛刺。

B9全面清洗刀辊以去掉锉屑。

B10反转打浆缸电机,假若用通过45 μm筛孔的金刚砂粉末研磨后打浆表面仍太粗,可用混人大约15g通过45μm筛孔的金刚砂粉末的纸浆打浆以磨光到要求的水平。

要使刀辊和打浆缸之间的距离稍微超过纤维层厚度(假如:混合漂白针叶亚硫酸盐浆研磨时,2mm的间距比较合适)。

B11彻底地清洗刀辊和打浆缸。.

B12松开调距螺丝。

B13为使打浆表面稳定化，建议进行一系列打浆操作使打浆时间相应地在刀辊转数为50 000至100 000之间。

 

附加说明:

本标准由轻工业部造纸工业司提出。

本标准由全国造纸标准化中心归口。

本标准由上海造纸研究所负责起草。

本标准主要起草人孙修仪。