Hemijsko pulpiranje slame
Karakteristike pulpe sa travnatom pulpom
Hemijski sastav, morfologija vlakana i struktura sirovina na bazi trave-i sirovina na bazi drveta- značajno se razlikuju. Ova razlika je posebno izražena tokom procesa pulpiranja. Osnovna karakteristika je da je teško postići 帚-slično rafiniranje vlakana u travnatoj pulpi tokom procesa pulpe, odnosno nije lako postići finu fiberizaciju vanjskih vlakana u travnatom pulpu. Ovo takođe direktno utiče na njegovu kompatibilnost sa Poliester Forming Fabric (mreža za formiranje poliestera), jer Poliester Forming Fabric ima određene zahteve za stepen finog fiberizacije pulpnih vlakana kako bi se osigurala stabilnost procesa formiranja.
Pulpa od pšenične slame mljevena je pomoću mlina. Tokom procesa mljevenja, promjene u morfologiji vlakana bile su sljedeće: P sloj vlakana pulpe pšenične slame bio je sklon pucanju i opadanju, formirajući tanku, mrežastu- strukturu, poput lako lomljive i lomljive stare gaze omotane oko S sloja. Kako je mljevenje počelo, vlakna su se brzo izlizala, a tanki primarni zidovi su se raspali u fragmente i otpali, uzrokujući brzo povećanje konzistencije pulpe. Nakon što su primarni zidovi potpuno uklonjeni, vlakna su izgledala vrlo glatka. Kontinuirano mljevenje nije izazvalo značajne promjene u morfologiji vlakana. Kako se konzistencija pulpe povećavala, vlakna su se postepeno lomila. Tokom procesa mljevenja, vlakna su kontinuirano apsorbirala vodu i širila se, postepeno postajući mekša. Kada je konzistencija pulpe dostigla 80-90 stepeni SR, pojavile su se očigledne uzdužne pukotine i cijepanje vlakana, a od tada su vlakna i dalje postajala fino vlaknasta spolja. Međutim, u ovom trenutku vlakna su vrlo kratko odrezana, a čvrstoća je značajno smanjena, što bi dovelo do lošeg prianjanja vlakana na poliestersku tkaninu za formiranje i utjecalo na kasniju kvalitetu oblikovanja.
Dužina vlakana pulpe je 0,79 mm. Kada je stepen rafiniranja 93 stepena SR, dužina vlakna se smanjuje na samo 0,44 mm, što je smanjenje za skoro polovinu. Ovaj eksperiment pokazuje da se vlakna pulpe slame teško fibriliraju, a ova karakteristika će dovesti do nedovoljne ujednačenosti formiranja travnate pulpe naTkanina za formiranje poliestera. U poređenju sa drvenom pulpom koja ima bolji efekat fine fibrilacije, odstupanje debljine papira napravljenog od nje je veće. Ova karakteristika ima slične zaključke u istraživanju drugih travnatih pulpa kao što su trska, bambus i trska. Razlog zašto se vlakna trave teško fibriliraju, prema najnovijim istraživanjima, je:
1. Ćelijske šupljine travnatih sirovina su male, S₁ sloj je relativno debeo, a S₁ sloj je usko vezan sa S₂ slojem. Fina vlakna sloja S₁ raspoređena su u poprečnom-spiralnom uzorku duž poprečnog smjera vlakana, poput rukava koji čvrsto obavija sloj S₂, ograničavajući bubrenje sloja S₂. Tokom pulpinga, sloj S₁ se teško razbija i nabubri, što otežava uzdužnu veličinu. Kao rezultat toga, vlakna travnate pulpe ne mogu se u potpunosti proširiti, smanjujući površinu kontakta sa poliesterskom tkaninom za formiranje, i na taj način utiču na efikasnost formiranja. Ovaj strukturni defekt dovodi do nemogućnosti vlakana travnate pulpe da se u potpunosti razmotaju, što rezultira smanjenom površinom kontakta sa poliesterskom tkaninom za formiranje, a zatim utiče na efikasnost formiranja.
2. Ćelijski zidovi travnatih materijala su sastavljeni od više slojeva tankih mikro-vlakana. Smjerovi rasporeda mikro-vlakana u svakom sloju su često različiti. Na primjer, mikro-vlakna bambusa i trske uglavnom su raspoređena poprečno, što u velikoj mjeri ograničava dezintegraciju i bubrenje slojeva mikro-vlakana sa aksijalnim rasporedom, što otežava vlaknima da se cijepaju uzdužno i po veličini.
3. Ugao namotavanja mikrovlakana je prevelik. Promatranjem mikrovlakana iz pamučne pulpe, lanene pulpe i raznih celuloza četinara, ustanovljeno je da su pod istim stepenom kombinacije vlakna sa uglom namotaja manjim od 10 stepeni uglavnom sklona uzdužnom pucanju. Vlakna sa uglom namotavanja između 10 stepeni i 30 stepeni (kao što je pamučna-lanena pulpa) mogu se isprati da izazovu uzdužne pukotine. Vlakna sa uglom namotavanja između 30 stepeni i 45 stepeni (kao što je većina četinarskih drvenih vlakana) imaju manju verovatnoću da će se isprskati i izazvati uzdužne pukotine. Vlakna sa uglom namotaja većim od 45 stepeni (kao što su travnata vlakna kao što su pšenična slama, trska i trska trava, i neka vlakna širokog lišća) veoma se teško trljaju i izazivaju uzdužno pucanje. Ovo je također jedan od ključnih razloga zašto kompatibilnost između travnate pulpe i tkanine za formiranje poliestera nije tako dobra kao između drvne pulpe.
4. Anizotropija mikrovlakana. Smjer u kojem su mikrovlakana namotana na zid od vlakana može biti lijevo-("S" oblik) ili desno-("Z" oblik). Za vlakna s promjenjivim uzorkom namotaja se kaže da imaju visoku anizotropiju. Neka vlakna, poput onih od lana, imaju mikrovlakna koja su u osnovi paralelno raspoređena u istom smjeru, kao što je "S" oblik, dok su vlakna od konoplje "Z" oblika, pri čemu su uglovi namotavanja u odnosu na osu vlakna oba manji od 10 stepeni. Stoga su skloni uzdužnom cijepanju. Međutim, za travnata vlakna kao što je trska, često su raspoređena naizmjenično u "S" obliku i "Z" obliku, a čak i nakon jakog udaranja, mikrovlakna se i dalje prepliću i ne lome se lako uzdužno.
Nadalje, mikrovlakna sirovina na bazi trave-često se ne završavaju na krajevima vlakana, već se protežu oko krajeva i nastavljaju do stražnje strane vlakana. Kao rezultat toga, kompletna vlakna se teško raščešljavaju, dok se vlakna s prekidima lakše raščešljavaju.
