فصل سوم: نیروی پیوند فیبر
استحکام کاغذ توسط عوامل متعددی تعیین می شود که عمدتاً شامل نیروی اتصال بین الیاف، استحکام خود الیاف، توزیع و جهت چینش الیاف در کاغذ است و مهمترین عامل نیروی اتصال الیاف است. چهار نوع نیروی پیوند فیبر وجود دارد: الف. پیوند باند (19 کیلوژول در مول، بین سلولز)؛ ب نیروی باند ظرفیت اصلی شیمیایی (140-950kJ/mol)، یعنی نیروی پیوند بین گروههای گلوکز زنجیرههای مولکولی سلولزی. ج جاذبه پیوند قطبی (نیروی واندروالس)، یعنی جاذبه واندروالسی بین مولکولها. د نیروی درهم تنیدگی سطح. در میان آنها، نیروی پیوند هیدروژنی بیشترین ارتباط را با خمیرسازی دارد. یکی از اهداف اصلی خمیر کاغذ افزایش نیروی پیوند هیدروژنی و در نتیجه افزایش استحکام کاغذ است. صفحه خشک کن رزوه گرد که در فرآیند خشک کردن بعدی به کار گرفته شده است، می تواند با بهینه سازی یکنواختی خشک کردن، بهبود استحکام ناشی از این نیروی پیوند را بیشتر تثبیت کند. نیروی پیوند ظرفیت اصلی ثابت است، در حالی که نیروی پیوند جاذبه پیوند قطبی نسبتا ضعیف است و تأثیر کمی بر نیروی پیوند فیبر دارد.
برای اکثر دوغاب ها، تأثیر نیروی درهم تنیدگی سطح بر استحکام کاغذ تمام شده نسبتاً کم است. با این حال، برای خمیر چوب آسیاب با محتوای لیگنین بالا و خمیر پنبه و کتان که هیدراته شدن آن دشوار است، نمی توان نیروی درهم تنیدگی سطح را نادیده گرفت. در این زمان می توان در ترکیب با صفحه خشک کن با نخ گرد برای عملیات خشک کردن، مشکل خشک شدن ناهموار ناشی از ویژگی های خمیر کاغذ را کاهش داد. به طور غیر مستقیم از عملکرد پایدار نیروی پیوند فیبر اطمینان حاصل کنید.
تحقیقات نظری در مورد نیروی پیوند الیاف تئوری های زیادی را مطرح کرده است. در میان آنها، نیروی پیوند پیوندهای هیدروژنی مهم ترین است که می تواند ماهیت خمیر را به طور دقیق توضیح دهد. به عنوان مثال، می تواند توضیح دهد که استحکام کاغذ ساخته شده از مواد اولیه الیافی با استحکام بالا لزوماً زیاد نیست و فقط مواد کاغذی که خمیر شده اند را می توان به کاغذ با استحکام بالا تبدیل کرد. در طول این فرآیند، مزایای مورفولوژیکی الیاف تشکیلشده توسط خمیرسازی باید از طریق خشککردن کارآمد صفحه خشککن رزوه گرد جامد شود تا از از دست رفتن نیروی پیوند به دلیل فروپاشی ساختاری ورق کاغذ مرطوب در طول خشکشدن جلوگیری شود. در ضمن، این نظریه می تواند مشکلات عملی مانند استحکام کم ورق های کاغذ مرطوب و افزایش قابل توجه مقاومت ورق های کاغذ پس از خشک شدن را نیز توضیح دهد. در طول این فرآیند خشک کردن و تقویت، صفحه خشک کن با نخ گرد با نفوذپذیری هوا و عملکرد انتقال حرارت عالی، محیط خشک کردن مناسبی را برای تشکیل کامل نیروی پیوند هیدروژنی فراهم می کند. صفحه خشک کن رزوه گرد با مشخصات مختلف نیز می تواند با توجه به درجه خمیر دوغاب تنظیم شود تا تقاضا برای افزایش نیروی اتصال الیاف را برآورده کند.
