专利名称：一种纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定方法
技术领域：
本发明一种涉及纸浆纤维粒子参数的测量，特别是涉及一种纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定方法。
背景技术：
目前，在流体力学研究中，陈克复、孙加龙等(纸浆悬浮液两相流的数值计算与模拟，华南理工大学博士论文，2003年)指出:将纸浆悬浮液按照欧拉模型作为固液两相流研究，水作为固液两相流中的液相，而纸浆纤维粒子是固液两相流中的固相。根据纸浆纤维粒子的形状，林建忠(超常颗粒多相流体动力学-圆柱状颗粒两相流，北京:科学出版社，2008:PP71-91)认为将其作为长圆柱状粒子研究比较合适。为了研究纸浆两相流的流场特点，需要对长圆柱状纸浆纤维粒子的关键物性参数:纸浆纤维粒子密度和当量直径进行确定。至今为止，常用的纤维密度测定方法有很多，如排水法、比重瓶(计)法、液体浮力法和气体容积法等等。但每种方法都受精度、仪器、装置、人为误差等的限制，互存利弊，大大制约了其使用范围。经过多年的实践验证，现被国际标准化组织承认，并列入相关标准的试验方法有三种，即液体置换法、浮沉法、密度梯度柱法。在这三种测定方法中，主要存在下面的问题:1)试验中，附着在纤维表面和纤维单丝间夹杂气泡的存在使数据误差较大，如何去除气泡比较麻烦；2)需要解决纤维或悬丝等的表面张力效应和温度变化对密度测定的影响；3)必须准确选用各方法中浸润液所需的溶液；4)需要对纤维悬浮态作正确的判定；5)需要正确制备密度梯度柱。而且，纤维密度是一个相对概念，由于纤维内部存在缝隙和孔洞，使其不是均质体而很难测量其本身的体积。同时，由于纤维的吸湿性影响，测量纤维的质量时不可能得到绝对干重，条件改变时，纤维的密度值也将改变，因此密度值也是一个条件值。对于纸浆纤维的当量直径，虽然没有统一的公式，但可以将长圆柱体球形化，获得当量直径，在计算中纸浆纤维作为长圆柱体的长度和直径的确定主要有下面两种方法:按照一种纸浆纤维的参数进行模拟，忽略不同种纸浆纤维的参数不同会引起不同的数值计算结果；按照书上介绍的数据范围计算纸浆纤维粒子的平均纤维长度和宽度，从而大致计算
其当量直径。因此，目前的纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的确定方法主要存在下面的问题:1、纸浆纤维粒子的纤维密度测量方法，对测量结果的影响比较大，不够精确，测量过程比较麻烦。2、纸浆纤维粒子当量直径的测定方法忽略了纸浆经过不同的物理或者化学处理后，会得到不同的纤维长度和宽度，从而产生的当量直径差异较大，更不用说不同种的纸浆纤维粒子，现有的方法是一种很粗略的算法。3、纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定不能统一用一种方法进行测量，测量过程不方便，比较麻烦
发明内容
为克服现有技术的不足和缺陷，本发明的目的在于提供一种纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定方法，能够一次性地，更方便、更精确地确定纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径。本发明的目的通过如下技术方案实现:一种纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定方法，包括如下步骤:(I)预处理:待测纸浆经热水浸泡后用打散器充分疏解；用洗浆袋过滤疏解过的纸浆得到滤液；(2)取样:取疏解好的纸浆放入盛有纯水的标准分散器，采用搅拌使纸浆纤维分散均匀，取分散好的纸浆倒入纤维质量分析仪测量塑料杯；(3)测量:通过纤维质量分析仪分别测定纸浆的纤维粗度C、纤维质量平均纤维长度U、纤维质量平均纤维宽度Ww，按照公式(I)测得纤维密度；通过纤维质量分析仪分别测定纸浆的质量平均纤维长度Lw和质量平均纤维宽度Ww按照公式(2)来计算当量直径；
权利要求
1.种纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)预处理:待测纸浆经热水浸泡后用打散器充分疏解；用洗浆袋过滤疏解过的纸浆得到滤液； (2)取样:取疏解好的纸浆放入盛有纯水的标准分散器，采用搅拌使纸浆纤维分散均匀，取分散好的纸浆倒入纤维质量分析仪测量塑料杯； (3)测量:通过纤维质量分析仪分别测定纸浆的纤维粗度C、纤维质量平均纤维长度U、纤维质量平均纤维宽度Ww，按照公式(I)测得纤维密度；通过纤维质量分析仪分别测定纸浆的质量平均纤维长度Lff和质量平均纤维宽度Ww按照公式(2)来计算当量直径；:C ⑴(_ 0.785^V0 = 0.354無2 +IWwLw (.2 ) 纤维密度是指单位体积内的纤维质量，单位为cmVg ;纤维的粗度是指纤维单位长度的绝干质量。
2.据权利要求1所述的纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定方法，其特征在于:所述热水浸泡是指纸浆经80°C热水浸泡12h。
3.据权利要求1所述的纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定方法，其特征在于:所述打散器充分疏解是指用打散器疏解8-15min。
4.据权利 要求3所述的纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定方法，其特征在于:所述用打散器疏解的时间为lOmin。
5.据权利要求3所述的纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定方法，其特征在于:所述用洗浆袋过滤是指用150目的洗浆袋过滤纸浆纤维粒子。
6.据权利要求3所述的纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定方法，其特征在于:步骤(3)测量每个试样的参数是测定5组数据后取平均值。
全文摘要
本发明公开了一种纸浆纤维粒子的纤维密度和当量直径的测定方法该方法纸浆纤维经过疏解、过滤、分散均匀后，通过纤维质量分析仪分别测定纸浆的纤维粗度C、纤维质量平均纤维长度LW、纤维质量平均纤维宽度WW，按照公式测得纤维密度；通过纤维质量分析仪分别测定纸浆的质量平均纤维长度LW和质量平均纤维宽度WW按照公式来计算当量直径；本发明为纸浆纤维粒子的关键物性参数提供了一种科学的比较精确的测定方法。
文档编号G01N15/02GK103091201SQ201310022579
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者曾劲松, 陈克复, 冯郁成 申请人:华南理工大学