纤维板生产培训课程.pptx
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第三部分纤维板,第一章概述,第二章原料,第三章纤维分离,第四章浆料处理,第五章成型与热压,第六章干法与半干法生产工艺特点,第一章概述一、基本概念纤维板:
是以植物纤维为原料,经过纤维分离、板坯铺装、热压成型或干燥等工序生产的板状材料。
硬质板:
密度d0.8g/cm3软质板:
密度d0.5g/cm3中密度板(MDF):
密度d=0.5-0.8g/cm3,二、发展历史纤维板生产最早起源于美国:
1914,磨木浆绝缘板示范工厂问世;1926,湿法硬质板正式进入工业化生产;1952,干法硬质板生产工艺成熟;1961,在干法硬质板的基础上发明了中密度纤维板(MDF)。
我国纤维板工业化生产始于20世纪60年代初,1964,从瑞典引进第一条湿法硬质板生产线,18000t/a;1981,建成第一条国产化设备的中纤板生产线,10000t/a;2000,全国纤维板产量大约在400万立方米。
三、纤维板的生产方法简介生产方法:
干法生产湿法生产,主要区别:
干法,是以空气为纤维运输和成型的介质,需要加入胶粘剂,产品为两面光;湿法,是以水为纤维运输和成型的介质,无需(或少量)加入胶粘剂,产品一面光。
湿法生产工艺过程,干法生产工艺过程,四.纤维板的应用领域建筑装修材料:
隔墙板,天顶装修和地板等;家具材料:
现代板式家具多以中纤板为材料;包装材料:
硬质纤维板大多用于包装材料;隔音保温材料:
软质纤维板主要用于建筑物的隔音、保温;车辆船舶的箱体材料:
现代火车、汽车和客轮的内舱隔墙多用中纤板制做;电器产品箱体材料:
现在电视机、收音机和组合音响的箱体大多用中纤板制做。
五.纤维板工业的发展趋势,第二章原料,第一节原料种类及纤维形态,第二节纤维原料的化学成分及主要性质,第三节原料对产品质量的影响及原料选择,第四节原料准备,二.植物纤维原料中主要细胞及其纤维形态1.几个基本概念:
纤维:
长度远大于宽度、两端尖削的细小材料纤维细胞:
细长、壁厚、腔小的植物细胞木材纤维:
木材中的纤维细胞木纤维:
特指阔叶材中起机械支撑作用的一类细胞纤维素:
一种构成植物细胞壁的主要化学成分,它是由-D葡萄糖基通过1-4甙键连接而成的高分子化合物,分子式为(C6H5O10)n。
2.木材的主要细胞含量及纤维形态1)主要细胞针叶材:
管胞薄壁细胞(含泌脂细胞、射线细胞、薄壁组织)90%以上4-10%阔叶材:
木纤维导管分子薄壁细胞(含射线、泌脂细胞、薄壁组织)50%左右30%左右20%左右,各类细胞在木材中所占比例(参看书中图表),1)纤维形态通常用纤维长度、纤维宽度、长宽比、胞壁厚度、壁腔比、腔径比等指标来描述纤维形态。
纤维长度:
一般为0.55mm纤维宽度:
一般为2050um胞壁厚度:
一般为410um,不同树种之间、同株内不同部位之间,纤维形态具有很大的变异,1)纤维形态的均一性,纤维形态的变异性,用频数分布图来表示,3.禾本科植物的主要细胞及其纤维形特征禾本科植物:
竹子、甘蔗和草类等,与木本植物的主要区别:
禾本植物具有明显的节,没有侧向形成层,直径不能连续长大。
1)细胞含量主要细胞有:
纤维细胞、薄壁细胞、表皮细胞、石细胞、导管分子和筛管分子,禾本植物各类细胞含量:
2)纤维形态特征,第二节纤维原料的化学成分及主要性质一.纤维原料中的化学成分及其分布1.纤维原料中的化学成分三素:
纤维素、半纤维素和木素。
纤维素:
50-60%半纤维素:
10-25%木素:
15-30%。
针叶材中的木素含量高于阔叶材,半纤维素含量低于阔叶材。
少量成分:
树脂、单宁、色素、果胶、蛋白和无机灰分等。
2.树干与枝桠的区别3.树皮的化学成分纤维素和半纤维素含量很低,抽提物含量很高,4.化学成分在细胞壁中的分布细胞壁分为:
胞间层、初生壁和次生壁。
胞间层:
主要为木素和果胶质,纤维素含量很少;初生壁:
主要为纤维素、半纤维素和木素组成,木素含量相对较高;次生壁:
主要有纤维素组成,含有少量木素和纤维素。
次生壁中木素占木素总量的70%以上。
二.纤维素的结构与性质1.纤维素的结构1)化学结构:
为大约10000个-D葡萄糖基通过1-4甙键连接而成的直链型高分子化合物。
化学分子式:
(C6H10O5)n化学结构式:
2)物理结构:
微纤丝:
结晶区:
非结晶区:
2.纤维素的性质1)物理性质:
外观:
白色、无臭、无味,具有各向异性;比重:
d=1.52-1.56;比热:
=0.32-.033(大卡/kg.oC力学强度:
依主价键来计算,纤维素的拉伸强度可高达780MPa实际结合强度取决于分子链之间的粘合力、结晶度和聚合度,2)物理化学性质纤维素的吸湿特性:
纤维素的等温吸附曲线呈“S”形吸湿滞后现象:
纤维素的润胀:
酸性水解:
高温热解:
三.半纤维素的结构与性质1.结构:
多种糖基(葡、甘、木、阿、半)组成的支链型低分子化合物,聚合度约为200左右。
由多种糖基组成与纤维素在结构上的主要区别具有支链聚合度小2.性质:
分子链上有许多活性基团,化学性质更为活泼溶解性更好在性质方面与纤维素的主要区别吸湿、润胀能力更强更易于水解和热解,四.木素的结构与性质1.结构:
木素是由苯基丙烷单元,通过醚键(-O-)和碳-碳(-C-C-)连接而成的具有三度空间的高分子化合物。
组成木素的苯基丙烷单元有三种:
针叶材木素:
主要有愈疮木基丙烷单元组成;阔叶材木素:
主要由愈疮木基丙烷和紫丁香基丙烷单元组成;禾本植物木素:
三种结构单元都有。
2.物理性质颜色:
天然木素为白色或浅黄,分离出来的木素为褐色。
热软化:
木素具有良好的热塑性,没有固定的熔点,而具有玻璃化转化点。
木材胞间层内的原本木素,有水存在时,100oC开始软化,165-170oC完全融化。
水是木素的增塑剂,如高碘酸木素绝干时软化点193oC,当W=27.1%,降至90oC。
溶解度:
原本木素一般不溶于水,惰性溶剂可使许多植物的木素少量溶解而被抽提出来。
3)水解作用引起的化学变化a.水解:
木素的抗水解能力最强,其次为纤维素,最弱为半纤维素,b.缩合:
缩合使降解的逆过程。
木素受水解作用,可降解与活化,但在纤维板的热压过程中,被活化了的降解木素又会发生缩合反应。
水对木素的缩合反应有的影响:
有水存在时,高温下降解的纤维素和半纤维素能溶于水,使得降解的活化木素暴露于表面,能够相互接触而缩合;无水存在时,高温下降解的碳水化合物覆盖在表面,阻碍活化木素之间相互接触,降低缩合,相对地木素降解的速度更大。
由此可见,高温蒸煮时水对木素有保护作用。
五.其它成分木材的细胞腔中还会存在少量抽提物。
水抽提物:
单宁、淀粉和糖类,溶剂抽提:
树脂、脂肪和蜡质。
第三节原料对产品质量的影响及原料选择一.纤维形态与产品强度的关系单根纤维本身的机械强度纤维之间的结合强度软质纤维板:
主要取决于后者;硬质纤维板和中密度纤维板:
受到两者的影响。
1.纤维本身的强度:
一方面由纤维本身的因素所决定,如聚合度、结晶度、胞壁厚度、壁腔比和纤丝角等,另一方面受到纤维分离过程中所受破坏程度的影响,2.纤维之间的结合强度:
一方面决定于纤维形态,另一方面取决于工艺条件。
纤维形态与结合强度的关系:
1)长度大、长宽比大,结合点增多,有利于结合强度(但纤维过长,易于缠结成团,反而影响结合强度);2)细胞壁薄、壁腔比小,纤维柔韧性好,易于压成扁平带状,有利于结合强度;3)适当掺和一些短小纤维,可以填充空隙,有利于结合强度。
值得注意的是,在生产过程中,为保留纤维本身强度的工艺条件与提高纤维分离度、增加纤维结合强度的工艺条件,两者往往是相互矛盾的,故生产中应该权衡考虑。
二.化学组成对产品质量的影响1.强度纤维素纤维细胞的骨架和主体,是影响纤维板产品强度的主要因素。
木素固结物质,具有很好的胶固作用,由于木素的作用才使纤维具有一定的的刚性。
半纤维素吸湿性强、本身的强度小,半纤维素含量太高不利于纤维板产品的强度。
抽提物对纤维结合有一定影响,含量高时不利于产品强度。
2.吸湿性在植物细胞的主要组分的吸湿性和吸湿膨胀性:
半纤维素纤维素木素相对湿度为95%时,它们的平衡含水率分别为:
47-63%,24-30%,8-23%。
三.原料选择1.原料质量评定原料质量评定包括:
化学成分、纤维含量、纤维形态和加工性能等方面。
化学成分:
纤维素含量愈高愈好。
一般要求原料的纤维素含量达到30%以上,半纤维素和木素含量应尽量地低。
纤维含量:
纤维细胞含量是决定原料质量的最主要因素。
非纤维细胞含量过高,不能生产出合格的产品,一般要求纤维含量达到50%以上。
纤维形态:
纤维长度大、长宽比大、胞壁较薄的纤维原料较好。
加工性能:
主要是指削片和磨浆的难易程度。
一般软材优于硬材,湿材优于干材。
原料质量综合评定:
木材最好,其中针叶材优于阔叶材,树干材优于枝桠材,边材优于心材,早材优于晚材。
蔗渣纤维形态好、有弹性,可生产出质量上乘的产品,但蔗渣含有大量髓细胞,应采用除髓措施对蔗渣原料进行除髓处理。
竹材虽然纤维含量高、形态好,可生产出优质产品,但竹材密度大、材质硬,加工困难。
2.原料选择的原则纤维板生产的原料选用应从原料质量、来源和价格等方面进行综合考察。
3.原料搭配适当地进行原料搭配,不但可以降低生产成本,还可以提高产品等级,原料搭配包括:
木材原料中不同树种的搭配,木材原料与非木材原料的搭配。
4.树皮的利用少量树皮,可降低热磨时的动力消耗,有利于提高产品的耐水性。
所以,在纤维板原料中允许带有树皮,但树皮含量应该控制在20%以下,否则会影响产品表面质量,降低产品强度。
第四节原料准备一.原料的贮存与运输为了保证生产能够连续进行,厂内需要一定数量的原料储备,至少要有一个月生产的贮存量。
原料贮存场地:
应该干燥、平坦,应具有良好的通风、排水和防火等条件。
草类原料堆垛:
应注意保持原料干燥,一般含水率应小于12%,否则会发热升温而自燃。
不同的原料要分开贮存。
原料运输:
通常采用皮带运输机从贮料场运送至削片机。
二.备料工艺流程备料是纤维板生产的第一道工序,原料来源不同,备料的工艺流程也会有所不同。
以下是用专用人工林为原料的典型的备料工艺流程。
三.削片为把木材原料切削成一定尺寸规格的木片的生产过程。
1.木片规格要求木片尺寸均匀,切口平滑,尺寸规格为16-30*15-25*3-5mm,原料的含水率35-40%,这时切削的木片质量最好,而且切削阻力小,电能消耗少。
2.削片设备纤维板的削片设备有盘式削片机和鼓式削片机两种。
大厂:
多采用盘式削片机,多刀盘式削片机最好,它加工的木片合格率可达到95%以上。
小厂:
一般采用鼓式削片机。
林区:
用枝桠材削片时,可采用移动式盘式削片机。
3.影响木片质量的因素1)原料本身方面:
2)削片机类型:
3)刀片的锋利程度:
4)刀片安装位置:
四.木片筛选与再碎不合格的木片不能进入木片蒸煮工序,木片切削后需要对木片进行筛选。
碎屑:
应该作为废料除去,粗大木片:
需要再碎,通常用锤式再碎机再碎,使其成为合格的木片。
筛选设备:
生产中常用的木片筛选机械有平面筛和圆筒筛两种。
五.木片磁选木片磁选过程是让木片经过电磁吸铁装置,清除木片中夹带的金属物,以保证后续纤维分离设备的正常运行。
工厂常用的有辊式磁选器和轮式磁选器两种:
六木片水洗木片水洗的作用木片水洗装置:
七.木片运输与贮存木片的运输设备:
为了保证连续生产,工厂应该保持有1-2天的木片贮存量。
贮存木片的料仓:
按材料分有按形状分有常见的为立式结构料仓,有如下4中形式,其中
(1)、(3)两种形式应用最多。
第三章纤维分离,第一节纤维分离的目的与要求,第二节原料的软化处理,第三节纤维分离,第四节浆料贮存、浓度调节和检验,第三章纤维分离纤维板生产:
先纤维分离,再重新组合。
纤维分离,又称为制浆。
第一节纤维分离的目的与要求一纤维分离的目的和要求纤维板产品的强度:
取决于单根纤维本身强度,以及纤维之间的结合强度,而且后者更为重要。
纤维之间的结合强度:
湿法工艺,主要是通过氢键结合;干法工艺,既有氢键结合,又有胶粘剂的胶结作用。
无论是氢键,还是胶结,都需要纤维原料具有较大的比表面积。
比表面积愈大:
纤维表面游离羟基愈多,氢键形成机会也就愈多;纤维之间的交织点增多,胶合的强度也愈大。
目的:
将原料分离成细小纤维,增大纤维比表面积,提高纤维之间的结合强度。
要求:
二.维分离方法化学机械法:
机械法加热机械法:
纯机械法:
爆破法:
先将木片置于高压密闭的容器中,并用高温高压蒸汽对木片进行短时间预处理,使胞间层中木素软化,同时提高木片内部水蒸气压力。
然后突然打开高压密闭容器,这时木材在巨大的内外瞬间压力差的作用下迅速膨胀而爆破,从而使得纤维分离。
三.浆料的质量评定1.纤维分离度(DS)纤维分离度是描述纤维被分离的细度的一个质量指标。
它是通过测定纤维浆料的滤水性能而间接确定纤维被分离的细度的。
各种纤维板产品对纤维分离度有不同的要求,,2.纤维筛分值纤维筛分值描述了浆料中纤维长度的分布情况,是衡量纤维浆料质量的一个很重要的指标。
第二节原料的软化处理软化处理目的:
软化处理方法:
一.加压蒸煮法1.加压蒸煮阶段纤维原料发生的主要变化1)热水抽提物溶解,主要是单糖、淀粉、单宁和果胶的溶解。
2)半纤维素部分水解,其中木聚糖水解最快。
3)纤维素微纤丝无定形区中的纤维素发生部分水解,结晶区不会受到破坏。
4)木素受热而软化。
2.加压蒸煮工艺木片蒸煮工艺:
木片蒸煮温度(140-170oC)和时间(30-120min)是蒸煮工艺的两个重要工艺参数,对浆料质量、纤维得率、能源消耗和生产效率有直接影响。
1)蒸煮温度对木片塑化、产品强度的影响:
分别见教材p41表2-8和表2-9。
2).蒸煮时间对产品强度的影响:
见教材p42表2-10。
3)蒸煮温度对动力消耗的影响:
二.热水浸泡:
略三.冷碱法:
略,第三节纤维分离纤维分离:
目前多采用机械研磨法,即在机械磨盘的摩擦、挤压、搓揉等作用下,将原料(木片)分离成细小纤维。
所以这种方法又称为磨浆。
一.磨浆理论松弛理论:
纯弹性变形高弹性变形塑性变形,磨浆松弛理论认为:
磨浆过程中,位于磨盘之间的纤维原料所受的力,应使大部分原料处于高弹性状态。
作用力太小,纤维不能被分离;作用力太大,纤维损伤严重。
纤维分离的速度取决于两个因素:
一是变形后纤维原料弹性变形的恢复速度,这与原料本身的性能有关。
原料的塑性愈大,其弹性回复越慢,纤维分离速度会越快。
二是磨盘对原料的交替作用力,相邻两次受力的时间间隔,这与磨盘的运转速度有关。
磨盘的运转速度越快,相邻两次交替作用力的时间间隔愈小,纤维分离的速度也会愈快。
二.影响磨浆工序的主要因素1.原料的弹塑性原料的弹塑性越高,磨浆动力消耗越大,纤维损伤越大;原料的弹塑性越低,磨浆动力消耗越小,纤维损伤越少。
2.外力作用频率外力作用频率对磨浆的影响见教材,3.单位压力磨浆单位压力:
单位磨浆面积上所承受的压力。
此压力应使大部分原料处于高弹性变形状态。
提高单位压力,可显著提高磨浆效率,见上表。
但过大地提高压力会增大原料内应力、加剧纤维损伤、降低产品强度。
4.将料浓度磨浆时必须在原料中加入一定的水,其作用有三,浆料浓度对产品强度和动力消耗都有明显影响,,三.制浆工艺与设备1.国产普通热磨机(QM9-B)制浆工艺,技术特点如下:
1)动力消耗小;2)得浆率高,可达到94-96%;3)纤维损伤小,浆料滤水性好;4)纤维浆料颜色较深;5)含有粗大纤维束,需要再行精磨。
2.进口高速磨浆机制浆工艺进口生产线多采用高速磨浆机在常压下进行制浆,其工艺流程如图所示:
高速磨浆机与普通热磨机的主要区别:
两个磨盘反向运转,因而磨盘相对速度大,大大提高了磨齿对纤维的作用频率,从而提高了磨浆效率。
高速磨浆机特点:
1)对原料适应性好,无论针叶材、阔叶材、加工废料、锯屑和刨花都能适应;2)生产的浆料颜色浅而均匀;3)纤维分离度高,纤维损伤小;4)得浆率高;5)纤维浆料均匀性好,无需再行精磨,使得生产工艺简单,设备结构紧凑;6)在常压下磨浆,设备简单,维护方便;7)设备能耗较大(但考虑到不要精磨,总的能耗并不高)。
第四节浆料贮存、浓度调节和检验一.浆料贮存湿法生产:
用贮浆池来贮存分离好的纤维物料,以保证连续生产。
贮浆池除了起贮存作用外,还可以兼作调浆处理的装置。
干法生产:
分离好的纤维直接送至纤维干燥机进行干燥。
二.浆料浓度调节浆料浓度:
浆料中绝干纤维的百分含量,它是湿法生产工艺的一个重要参数。
测定方法:
烘干法(105oC)。
浮子式浓度调节器调节方法:
转子式浓度调节器,调节范围:
1-3%,三.浆料检验有三个方面的质量指标:
纤维分离度纤维长度纤维筛分值1.纤维分离度有三种表示方法:
扣解度滤水度游离度,1)扣解度测定步骤如下:
a.将锥形盖盖住铜网;b.取含有2g绝干纤维的浆料用水(20oC),稀释到1000ml,搅拌均匀,倒入圆筒;c.用手轮提起锥形盖(纤维向铜网沉积,水进入分离室);d.读取量筒中的水量(N)。
e.计算扣解度:
M=(oSR)。
N为流入量筒的水量M越大,纤维分离度越大。
2)滤水度测定步骤如下:
a.将上圆筒置于网框上夹紧;b.按下手柄使销钩挂在钩环上,并关闭泄水阀;c.打开进水阀供水至水位高出网框5mm;d.将含有128g绝干纤维的10000ml浆料搅拌均匀后倒入上圆筒;e.打开泄水阀,同时用秒表记下从开始到水位到达水位指示线所花的时间。
此即测定得到的滤水度(DS)。
DS数值越大,纤维分离度越大。
当测定的浆料的绝干纤维不是128g时,可用教材p69图2-39进行校正。
3)游离度测定步骤:
a.取含有3g绝干纤维的浆料用水稀释至1000ml,搅拌均匀后倒入圆筒;b.读取量筒中的水量,即为测得的游离度。
2.纤维长度纤维长度的测定有显微镜法和指数法。
1)显微镜法2)指数法将如图所示的特制框架放在肖伯式扣解度测定仪的锥形盖上,按照扣解度的测定方法进行操作,然后称量挂在框架上的湿纤维的重量(W)。
该重量就是湿重指数法表示的平均纤维长度。
3.纤维筛分值纤维筛分值是用纤维筛分仪进行测定的,它测定的是截留在各种规格筛网上的纤维质量占被测定纤维总质量的百分比。
纤维筛分值描述了浆料中纤维长度的分布情况,是衡量纤维浆料质量的一个很重要的指标。
测定步骤如下:
1)开动电机,打开进水阀,使水压准确控制在100Kpa;2)水满后,将含有5g干纤维的稀释浆料倒入筛分圆筒;3)搅拌10分钟后,关闭进水阀和电机;4)冲洗筛分圆筒和搅拌器,使纤维落在铜网上;5)收集铜网上的纤维,在1005oC下烘干,称重得w1;6)更换其它筛网孔径的铜网,重复上述步骤,得w2,w37)计算筛分值:
,,第四章浆料处理,第一节防水处理,第二节增强、耐火和防腐处理,第四章浆料处理浆料处理的目的:
使纤维板具有一定的防火、防水和防腐性能第一节防水处理一.防水处理的原理纤维吸潮吸水机理:
纤维表面存在许多游离羟基和负电荷,极性很强的水分子可被纤维表面的负电荷所吸引,而后与游离羟基以氢键形式发生缔合。
防水处理的原理:
设法减少纤维表面的游离羟基和负电荷,或者封闭纤维表面、减弱游离羟基和负电荷的作用。
前者为永久性防水措施;后者为暂时性防水措施.。
二.防水处理措施1)添加防水剂:
如石蜡、松香等2)添加合成树脂:
如酚醛树脂、脲醛树脂3)添加硫酸铝:
硫酸铝沉淀于纤维表面,可降低纤维表面的负电性4)浸油处理:
油脂在纤维表面形成一层油膜,阻隔水分子的侵入通道5)高温热处理:
高温(160-180oC)处理纤维板6)油漆和贴面:
阻隔水分进入纤维板内部,三.石蜡乳液防水剂的主要原料石蜡乳液防水剂的主要原料:
包括石蜡和乳化剂。
1.石蜡主要成分:
是C原子数为19-35的直链或支链型烷烃化合物。
化学通式:
CnH2n+2。
特性:
憎水性强;颜色白或黄;柔软、熔点为42-75oC;化学稳定性好;不溶于水、可溶于汽油、苯和三氯甲烷;可被乳化剂乳化成乳液。
质量要求:
熔点大于50-52oC,含油量低于1.3%。
2.石蜡乳化剂特性:
为表面活性物质,由亲油基和亲水基两部分组成。
所以它能够被吸附在油、水相互排斥的界面上,降低界面张力,从而形成乳液。
种类:
油酸铵、合成脂肪酸铵、烷基磺酸钠、茶皂素、塔尔油和油酸钠等,四.石蜡乳化原理所谓乳液:
就是一种液体以细滴状分散在另一种液体中的物系。
一切与水不相溶的液体叫做油性液体,水与油性液体制成的乳液分为两种类型,石蜡乳液防水剂中包括有三个组分:
石蜡、水和乳化剂。
乳化剂可分为正离子型、负离子型和非离子型乳化剂,纤维板生产应用最多的为负离子型乳化剂。
1.乳化原理在化学结构上,负离子型乳化剂(如烷基磺酸钠、合成脂肪酸铵等)由极性亲水基团(SO3Na,COONH4)和非极性的憎水亲油基团(碳氢链)组成。
当把水加入到融化石蜡和乳化剂的液体中,在机械搅拌作用下,石蜡被分割成1-4um的细小颗粒。
这时乳化剂分子的极性基团被水吸附,憎水基团被水排斥,这样乳化剂分子就会围绕石蜡颗粒取向排列,结果在石蜡颗粒表面形成一层乳化剂的单分子膜。
而且,负离子型乳化剂是水溶性的,极性基团拉入水中后,能够降低水的表面张力,使石蜡的表面张力大于水的表面张力,这样水分子被石蜡颗粒拉过去,从而形成水包油型乳液,如图所示:
2.乳化稳定理论双电层理论胶体化学认为:
如图所示,乳液中的胶核(石蜡微粒)能选择性地吸附乳液中某种离子,使其表面带有一个电荷层。
此电荷层对乳液中过剩的反离子又会有吸附作用,越靠近胶核吸附作用越强,吸附的反离子越多;越远离胶核,吸附作用越弱,吸附的反离子越少。
这样在胶核周围形成一个反离子浓度由高到低的漫散层,直至距离胶核为d处,反离子浓度为零。
紧靠胶核的一层反离子被胶核表面的电荷层牢牢吸附,当胶核与液体作相对移动时,滑动面不是胶核表面,而是在距离胶核表面为的AB面上。
胶体化学中把胶核及其周围的双电层一起称为胶团,而把胶核及随它一起移动的一层离子称为胶粒。
由图中可知,胶团是电中性的,但胶粒是带有电的。
这种带电的胶粒可看作为一种胶体离子。
在石蜡乳液中,由于乳化剂的作用,石蜡微粒实际上是以胶体离子的形式存在的。
正是由于这种带有相同电荷的胶体离子的相互排斥作用,阻止了石蜡微粒的凝聚,保证了乳液的稳定性。
下图为以油酸铵作乳化剂时形成的双电层及胶体离子的情形。
五.石蜡乳液的调制1.设备:
石蜡乳化锅、融化罐、热水罐、循环泵、计量罐和贮液槽。
2.配方及调制工艺:
见教材p80-84。
3.影响石蜡乳液质量的因素衡量石蜡乳液质量的主要指标:
影响因素:
搅拌速度、温度、乳化时间、乳化水用量、加蜡速度、乳液pH值和乳液浓度。
1)搅拌速度:
要求达到1000r/min(叶片线速度达600m/min)。
2)温度:
3)乳化时间:
一般需要20-30min。
4)乳化用水量:
一般乳化用水量为乳化剂用量的1-2倍。
5)加蜡速度:
一般以5kg/min为宜。
6)乳液pH值:
一般保持在pH=8-9为宜。
7)乳液浓度:
合适的浓度为5-10%。
六.石蜡乳液的施加方法1.浆内低浓破乳工艺方法纤维板生产中通常把施加胶粘剂、石蜡乳液、防腐剂等统称为“施胶”。
施胶通常是在连续施胶箱中进行,石蜡乳液的连续施加的工艺过程如下图所示:
1)石蜡乳液的沉淀原理石蜡乳液中的石蜡胶体离子带有负电性,纤维表面也带有负电性,必须施加一种沉淀剂。
生产中常用的沉淀剂有硫酸铝(明矾)、硫酸、盐酸和硫酸铁。
此为可逆反应,溶液酸性增强,反应向左移动;溶液碱性增强,反应向右移动。
pH=4-5,溶液中同时存在Al+和Al(OH)3,而且这种未溶解的Al(OH)3可以吸附Al+离子,形成一种胶体离子。
这种胶体离子带有很强的正电性,通过静电引力,可以把负电性较弱的石蜡胶体离子吸附过来,形成一种新的带有弱正电性的胶体离子。
这种弱正电性的胶体离子就可以比较牢固地沉淀吸附在具有负电性的纤维表面。
这就是石蜡乳液破乳沉淀的主要机理所在。
2)影响石蜡乳液施加效果的因素a.乳液质量:
分散度高、稳定性好的高质量乳液是获得好的施加效果的前提。
b.石蜡施加量:
施加量越大,耐水性越好。
施加量太大,会影响
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