以下是详细的影响机制和结论:
一、 核心影响:过度机械作用导致纤维损伤
纤维解离器的工作原理是通过转刀和底刀之间的机械剪切、摩擦作用,将纸浆板或纸样疏解成单根纤维。这个过程的初衷是“解离”而非“打浆”,目标是尽可能温和地将纤维分开,保留其原始状态。
一旦解离时间过长,相当于对纤维进行了额外的、非标准的“打浆”处理,会造成以下后果:
1、纤维被切断:过度的机械作用会使纤维,尤其是较短的硬木纤维和纤维束,被切断变短。这直接导致纤维平均长度下降,影响成纸的撕裂强度(对纤维长度最敏感的指标)和抗张强度。
2、过度分丝帚化:虽然适度的分丝帚化有利于纤维结合,但解离时间过长会使纤维表面产生过多的微纤维,使其过度润胀和软化。这会显著降低后续测得的打浆度(°SR或CSF值),因为打浆度仪测量的是悬浮液的滤水性能,过度帚化的纤维会形成致密的滤层,阻碍排水,但这个过程在解离阶段发生是非标准的。
3、纤维强度削弱:持续的机械磨损会损伤纤维本身的细胞壁结构,降低其内在强度。
二、 对实验结果的影响
1、打浆度测定失真:解离后的浆料已经经过了“预打浆”,其打浆度值无法代表纸样或浆板的原始滤水性能。以此为基础进行后续的打浆曲线研究将毫无意义,因为起点已经失真。
2、物理强度指标失真:用经过度解离的纤维抄造的手抄片,其强度(如抗张、撕裂度)反映的不是原料的真实潜力,而是包含了额外机械损伤的结果。这会导致对不同浆料种类的评价产生偏差。
三、 正确操作原则:标准化与验证
1、遵循标准方法:必须严格依照相关的国际或国家标准(如ISO 5263、TAPPI T205)进行操作。这些标准对解离时间、浓度、刀距等有明确规定,旨在实现充分解离(无纤维束)且最小损伤的目标。
2、“充分解离”为终点:解离的终点应是通过肉眼或显微镜观察,浆料中基本没有纤维束即可停止。通常标准时间在5到30分钟之间,具体取决于原料种类和疏解难度。绝不能为了追求“更彻底”而随意延长时间。
3、进行验证:如果对解离效果有疑问,可以通过显微镜观察纤维形态,或对比不同解离时间下制备的手抄片的物理强度。如果延长解离时间后,手抄片撕裂指数显著下降,则说明解离过程已造成纤维损伤。
结论:解离时间是纤维制备过程中的一个关键变量。时间过长会不可逆地改变纤维的原始形态和性能,使所有后续的实验室检测数据失去代表性和可比性。 实验室操作的核心是标准化和可重现性,因此必须将解离时间控制在标准规定范围内。