石棉纖維由于其天然的吸附性、分散性和高的抗拉強度與彈性模量,單從性能而言。是纖維水泥和硅酸鈣板制品很好的原材料。但自上世紀80年代初人們發現石棉粉塵有害人體以來,越來越多的國家禁止或限制石棉和石棉制品的生產和使用。目前,已有多種纖維可以代替石棉,在制品生產中也得到了廣泛應用。作為壓蒸纖維水泥制品,無石棉板首選的代用纖維應是纖維素纖維。大多數的化學合成纖維,并不具備壓蒸適應性,所以無法正常使用。實際生產中一般選擇經化學處理的針葉木漿.這主要基于以下2點考慮:
(1)機械法制漿所得的木漿含有大量的半纖維素和木質素.在壓蒸時會釋放出多糖與木酸等浸出物,影響纖維與基材的粘接。而化學法(硫酸鹽法或亞硫酸鹽法)制漿所得的木漿半纖維素和木質素含量較低,所以更適合壓蒸纖維水泥制品的生產。
(2)針葉木的纖維長度是闊葉木的3~5倍,其纖維素纖維含量也是后者的1.5~1.8倍,所以,從增強角度看。針葉木漿比闊葉木漿更有優勢。考慮成本因素.經過打漿過程的改良。可以部分使用闊葉木漿甚至廢紙。漂白木漿在漂白過程中可以完全除去木漿中所含的木質素.以漂白木漿為主纖維的制品壓蒸后纖維與基材的粘接較好.可以提高制品的剛度和彎曲強度,但會降低制品的破壞撓度和抗沖擊性。綜合來看,中低密度板使用漂白木漿有利.因其較缺的就是剛度和彎曲強度,高密度板使用本色木漿有利,因其一般采用加壓生產,可以通過外力保證纖維與基材的粘接,同時高密度板在保證破壞撓度和抗沖擊性方面非常重要。在實際配方設計中.可以根據產品規格情況去選擇使用漂白木漿和本色木漿或者它們的混合漿。成品木漿必須經過打漿處理才可以使用。打漿的目的是提高木漿纖維的比表面積,以保證纖維有好的吸附性和分散性。最基本的打漿過程都必須包括碎紙、浸泡、磨漿。理想的木漿纖維是:
(1)有足夠的長度,保證制品壓蒸反應時纖維能與水化產物的膠結,使無石棉板有合理的物理力學性能。
(2)有足夠的比表面積,保證纖維有良好的吸附性和分散性,達到合適的生產適應性要求。但木漿纖維在打漿過程中對以上兩點的保證是矛盾的,纖維的打漿過程是纖維的剪切、分絲、帚化三個效應同時進行的過程,即在提高纖維比表面積的同時將降低纖維的長度。合理的纖維打漿過程應該是分絲、帚化效應占主導的打漿過程。關于木漿纖維的打漿,造紙工業中有很多措施可以借鑒。并應根據自身實際產品要求和工藝措施選擇合適的打漿設備和打漿方法。
以下兩個原則對提高木漿纖維的打漿效果很有幫助:
(1)磨漿前充分浸泡。纖維的吸水潤脹易使纖維細胞壁出現位移.有利于磨漿過程中纖維的分絲、帚化。
(2)盡量使用高的磨漿濃度。太低的濃度會增加纖維與磨片直接接觸的機會而使纖維發生剪切作用,而磨漿濃度的增加會增強纖維間摩擦力而使纖維得到良好的分絲、帚化效果。保持較高的磨漿濃度對保證闊葉木漿和廢紙漿這類短纖維漿的打漿效果更為關鍵,也可以說,處理這類漿必須使用中濃度以上的磨漿濃度。可以用叩解度來評價木漿纖維的打漿效果,但須注意,對纖維的切斷和對纖維的分絲、帚化都會影響叩解度。同樣大小的叩解度既可能是對纖維的切斷所導致.也可能是對纖維的分絲、帚化所造成,所以叩解度的大小并不能真正說明打漿質量的優劣。評價木漿纖維的打漿效果還需結合篩分分析(或者用簡易的“紙漿的濕重”代替.即用肖伯爾式過濾儀測出叩解度時同步測出網面上附著的纖維的重量)和顯微鏡觀察,在顯微鏡下。優良的打漿纖維形態應該是可以明顯看出纖維表面分絲、帚化、起毛現象,纖維發生明顯的縱向扭曲、皺折。
木漿纖維形態的顯微鏡觀察對指導無石棉板的生產很有用。從原漿開始.經打漿處理.漿料混合,成坯,直至蒸壓后的各個過程,都須對纖維形態包括纖維本身形態及其與基材的結合形態進行觀察,作出判斷,為無石棉板的產品和工藝的設計與修訂提供依據,有效保證木漿纖維在無石棉板中發揮應有的增強作用。
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