利用互穿网络优化化机浆成纸松厚度与强度性能的机理研究

化机浆是目前发展最快的一种浆料，具有得率高、成本低、污染物少的优势。松厚度与强度是决定纸张使用性能最重要的指标。然而，化机浆自身特性决定其难以同时赋予纸张良好的松厚度与强度，限制了大量配用于纸张。前期研究表明，利用互穿网络概念组合的HTB化机浆，可以实现纸张在抗张强度基本不变下的高松厚度。但是，现有理论尚不能揭示HTB化机浆品质与成纸性能之间的关系？同一纤维网络间的纤维结合模型？不同组分网络间如何互穿？形成的互穿网络改善纸张性能的机理？因此，本项目从纤维及纸张网络的微观特性与纸张性能的宏观表现着手，采用现代分析测试手段针对以上问题进行研究，阐明HTB化机浆品质与成纸性能关系、湿部化学及抄造性能、成纸的网络结构控制原理、松厚度与强度平衡机理等基本理论。本项目的提出与实施将有助于完善和丰富高得率制浆及造纸理论体系，为提高国产化机浆产品质量、扩大其在造纸中的应用范围和配用量提供理论基础。

在生产中尽可能大量配用化机浆已经成为造纸行业降低成本、提高纸张性能的关键技术之一。而提高化机浆在纸张生产中的配用量，必须平衡或者缓和其成纸在松厚度与强度间存在的突出矛盾。项目研究从复合材料角度出发，将化机浆视为纤维与细小纤维的一种复合材料，研究了这两种组分各自所具有的品质、形态、存在形式及在纸张网络结构中的分布，在得出化机浆纤维及细小纤维的品质对其成纸性能的影响及其规律基础上，确定了HTB化机浆的构建基本原理。. 通过对HTB化机浆成纸的微观结构研究，揭示了HTB化机浆成纸中，纤维网络结构与细小纤维网络结构的相互作用及对纸张物理性能的贡献，提出了HTB化机浆缓和纸张强度与松厚度对立的机理，完善和丰富了高得率制浆及造纸理论体系，为高化机浆含量纸张实现强度稳定下的高松厚度提供理论及实践基础。从生产过程的节能降耗出发，课题组以研究所获得的HTB化机浆构建基本原理为基础，首次提出了化机浆的选择性磨浆概念，并对HTB化机浆的质量控制与能耗的关系进行详细研究。确定了在对一段高浓磨出浆游离度进行有效控制时，利用选择性磨浆可以实现化机浆生产的节能降耗。在此基础上确定了利用选择性磨浆制备HTB化机浆以及对HTB化机浆质量进行灵活控制的基本规律。