[發明專利]一種紙漿纖維粒子的纖維密度和當量直徑的測定方法

無效

• 申請號: 201310022579.7
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103091201A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 曾勁松;陳克復;馮郁成
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N9/00
• 分類號: G01N9/00;G01N15/02;G01B21/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明一種涉及紙漿纖維粒子參數的測量，特別是涉及一種紙漿纖維粒子的纖維密度和當量直徑的測定方法。

技術背景

目前，在流體力學研究中，陳克復、孫加龍等(紙漿懸浮液兩相流的數值計算與模擬，華南理工大學博士論文，2003年)指出：將紙漿懸浮液按照歐拉模型作為固液兩相流研究，水作為固液兩相流中的液相，而紙漿纖維粒子是固液兩相流中的固相。根據紙漿纖維粒子的形狀，林建忠(超常顆粒多相流體動力學-圓柱狀顆粒兩相流，北京：科學出版社，2008：PP71-91)認為將其作為長圓柱狀粒子研究比較合適。為了研究紙漿兩相流的流場特點，需要對長圓柱狀紙漿纖維粒子的關鍵物性參數：紙漿纖維粒子密度和當量直徑進行確定。

至今為止，常用的纖維密度測定方法有很多，如排水法、比重瓶(計)法、液體浮力法和氣體容積法等等。但每種方法都受精度、儀器、裝置、人為誤差等的限制，互存利弊，大大制約了其使用范圍。經過多年的實踐驗證，現被國際標準化組織承認，并列入相關標準的試驗方法有三種，即液體置換法、浮沉法、密度梯度柱法。在這三種測定方法中，主要存在下面的問題：1)試驗中，附著在纖維表面和纖維單絲間夾雜氣泡的存在使數據誤差較大，如何去除氣泡比較麻煩；2)需要解決纖維或懸絲等的表面張力效應和溫度變化對密度測定的影響；3)必須準確選用各方法中浸潤液所需的溶液；4)需要對纖維懸浮態作正確的判定；5)需要正確制備密度梯度柱。而且，纖維密度是一個相對概念，由于纖維內部存在縫隙和孔洞，使其不是均質體而很難測量其本身的體積。同時，由于纖維的吸濕性影響，測量纖維的質量時不可能得到絕對干重，條件改變時，纖維的密度值也將改變，因此密度值也是一個條件值。

對于紙漿纖維的當量直徑，雖然沒有統一的公式，但可以將長圓柱體球形化，獲得當量直徑，在計算中紙漿纖維作為長圓柱體的長度和直徑的確定主要有下面兩種方法：按照一種紙漿纖維的參數進行模擬，忽略不同種紙漿纖維的參數不同會引起不同的數值計算結果；按照書上介紹的數據范圍計算紙漿纖維粒子的平均纖維長度和寬度，從而大致計算其當量直徑。

因此，目前的紙漿纖維粒子的纖維密度和當量直徑的確定方法主要存在下面的問題：1、紙漿纖維粒子的纖維密度測量方法，對測量結果的影響比較大，不夠精確，測量過程比較麻煩。2、紙漿纖維粒子當量直徑的測定方法忽略了紙漿經過不同的物理或者化學處理后，會得到不同的纖維長度和寬度，從而產生的當量直徑差異較大，更不用說不同種的紙漿纖維粒子，現有的方法是一種很粗略的算法。3、紙漿纖維粒子的纖維密度和當量直徑的測定不能統一用一種方法進行測量，測量過程不方便，比較麻煩。

發明內容

為克服現有技術的不足和缺陷，本發明的目的在于提供一種紙漿纖維粒子的纖維密度和當量直徑的測定方法，能夠一次性地，更方便、更精確地確定紙漿纖維粒子的纖維密度和當量直徑。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種紙漿纖維粒子的纖維密度和當量直徑的測定方法，包括如下步驟：

(1)預處理：待測紙漿經熱水浸泡后用打散器充分疏解；用洗漿袋過濾疏解過的紙漿得到濾液；

(2)取樣：取疏解好的紙漿放入盛有純水的標準分散器，采用攪拌使紙漿纖維分散均勻，取分散好的紙漿倒入纖維質量分析儀測量塑料杯；

(3)測量：通過纖維質量分析儀分別測定紙漿的纖維粗度C、纖維質量平均纖維長度L_W、纖維質量平均纖維寬度W_W，按照公式(1)測得纖維密度；通過纖維質量分析儀分別測定紙漿的質量平均纖維長度L_W和質量平均纖維寬度W_W按照公式(2)來計算當量直徑；