Хімічне варіння соломи
Характеристика варіння трав'яним жомом
Хімічний склад, морфологія волокон і структура трав’яної-сировини та деревної-сировини значно відрізняються. Ця різниця особливо помітна під час процесу виробництва целюлози. Основна характеристика полягає в тому, що важко досягти 帚-подібного очищення волокон у трав’яній масі під час процесу виробництва целюлози, тобто нелегко досягти тонкої волокнистості зовнішніх волокон трав’яної маси. Це також безпосередньо впливає на його сумісність із поліестеровою формувальною тканиною (поліефірною формувальною сіткою), оскільки поліефірна формуюча тканина має певні вимоги до ступеня тонкої волокнистості целюлозних волокон для забезпечення стабільності процесу формування.
Жом пшеничної соломи подрібнювали за допомогою кульового млина. Під час процесу подрібнення морфологія волокон змінилася наступним чином: P-шар волокон пшеничної соломи був схильний ламатися та відпадати, утворюючи тонку сітчасту-структуру, схожу на стару марлю, яка легко ламається та крихка, обгорнута навколо S-шару. Коли почався подрібнення, волокна швидко розтріпалися, а тонкі первинні стінки розпалися на фрагменти та відпали, що призвело до швидкого збільшення консистенції пульпи. Після повного видалення первинних стінок волокна виявилися дуже гладкими. Подальше подрібнення не спричинило істотних змін у морфології волокна. У міру збільшення консистенції м’якоті волокна поступово відривалися. Під час процесу шліфування волокна постійно вбирали воду та розширювалися, поступово стаючи м’якшими. Коли консистенція целюлози досягла 80-90 градусів SR, були очевидні поздовжні тріщини та розщеплення волокон, і з того часу волокна продовжували ставати більш дрібноволокнистими зовні. Однак у цей момент волокна були обрізані дуже коротко, і міцність значно знизилася, що призвело б до поганої адгезії волокон до поліефірної формувальної тканини та вплинуло на подальшу якість формування.
Довжина волокон м'якоті 0,79 мм. Коли ступінь очищення становить 93 градуси SR, довжина волокна зменшується лише до 0,44 мм, тобто майже вдвічі. Цей експеримент вказує на те, що волокна солом’яної пульпи важко тонко фібрилювати, і ця характеристика призведе до недостатньої рівномірності утворення трав’яної пульпи наТканина для формування поліестеру. У порівнянні з деревною масою, яка має кращий ефект тонкої фібриляції, відхилення товщини паперу, виготовленого з неї, більше. Ця характеристика має подібні висновки при дослідженні інших трав’яних мас, таких як очерет, бамбук і очерет. Згідно з останніми дослідженнями, причиною того, чому волокна трави важко піддаються дрібній фібриляції, є:
1. Порожнини клітин трав'яної сировини невеликі, шар S₁ відносно товстий, а шар S₁ тісно пов'язаний із шаром S₂. Тонкі волокна шару S₁ розташовані в поперечному-спіральному візерунку вздовж поперечного напрямку волокон, як рукав, що щільно огортає шар S₂, обмежуючи набухання шару S₂. Під час виробництва целюлози шар S₁ важко руйнувати та набухати, що ускладнює поздовжнє визначення розміру. Як наслідок, волокна трав’яної маси не можуть повністю розширитися, зменшуючи площу контакту з поліефірною формуючою тканиною, і, таким чином, впливаючи на ефективність формування. Цей структурний дефект призводить до нездатності волокон трав’яного м’якоті повністю розгортатися, що призводить до зменшення площі контакту з поліефірною формуючою тканиною, що згодом впливає на ефективність формування.
2. Клітинні стінки трави складаються з кількох шарів тонких мікро-волокон. Напрямки розташування мікро-волокон у кожному шарі часто різні. Наприклад, мікро-волокна бамбука та очерету здебільшого розташовані поперечно, що значно обмежує дезінтеграцію та набухання шарів мікро-волокна з осьовим розташуванням, ускладнюючи поздовжнє розщеплення волокон і розмір.
3. Занадто великий кут намотування мікроволокон. Завдяки спостереженню за мікроволокнами з бавовняної целюлози, лляної целюлози та різних целюлоз хвойних порід було виявлено, що за однакового ступеня поєднання волокна з кутом намотування менше 10 градусів зазвичай схильні до поздовжнього розтріскування. Волокна з кутом намотування від 10 до 30 градусів (наприклад, бавовняна -лляна маса) можуть потертися, що спричинить поздовжнє розтріскування. Волокна з кутом намотування від 30 градусів до 45 градусів (наприклад, більшість волокон хвойної деревини) мають меншу ймовірність потертості, що спричинить поздовжнє розтріскування. Волокна з кутом намотування понад 45 градусів (такі як волокна трави, як-от пшенична солома, очерет і очерет, а також деякі волокна широколистяної деревини) дуже важко потерти, щоб спричинити поздовжнє розтріскування. Це також одна з ключових причин, чому сумісність між трав’яною масою та поліефірною формувальною тканиною не така хороша, як між деревною масою.
4. Анізотропія мікроволокон. Напрямок, у якому мікроволокна намотуються на стінку волокна, може бути ліво- (форма «S») або право- (форма «Z»). Кажуть, що волокна зі змінним малюнком намотування мають високу анізотропію. Деякі волокна, наприклад, лляні, мають мікроволокна, які в основному розташовані паралельно в одному напрямку, як-от S-подібна структура, тоді як конопляні мають Z-подібну структуру, причому кути намотування відносно осі волокна обидва менше 10 градусів. Таким чином, вони схильні до поздовжнього розщеплення. Однак для трав’яних волокон, таких як очерет, вони часто розташовані по черзі у формі «S» і «Z», і навіть після сильного збивання мікроволокна все одно переплітаються і нелегко розламуються вздовж.
Крім того, мікроволокна трав’яної-сировини часто не закінчуються на кінцях волокон, а простягаються навколо кінців і продовжуються до задньої частини волокон. В результаті цілі волокна важко розчісувати, а волокна з розривами легше розчісувати.
