Nghiền hóa học rơm rạ
Đặc điểm của việc nghiền bột bằng bột cỏ
Thành phần hóa học, hình thái sợi và cấu trúc của nguyên liệu thô làm từ cỏ và nguyên liệu thô làm từ gỗ- khác nhau đáng kể. Sự khác biệt này đặc biệt nổi bật trong quá trình nghiền bột. Đặc điểm cốt lõi là khó đạt được sự tinh chế tương tự như sợi trong bột cỏ trong quá trình nghiền bột, tức là không dễ đạt được sự xơ hóa mịn của các sợi bên ngoài trong bột cỏ. Điều này cũng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tương thích của nó với Vải định hình Polyester (lưới định hình polyester), vì Vải định hình Polyester có những yêu cầu nhất định về mức độ xơ hóa mịn của sợi bột giấy để đảm bảo tính ổn định của quá trình tạo hình.
Bột rơm lúa mì được nghiền bằng máy nghiền bi. Trong quá trình nghiền, những thay đổi về hình thái sợi như sau: Lớp P của sợi bột giấy rơm lúa mì dễ bị đứt và rơi ra, tạo thành một cấu trúc mỏng,{1} giống như lưới, giống như một lớp gạc cũ dễ gãy và giòn quấn quanh lớp S. Khi quá trình nghiền bắt đầu, các sợi nhanh chóng bị sờn và các thành sơ cấp mỏng vỡ ra thành từng mảnh và rơi ra, khiến độ đặc của bột giấy tăng lên nhanh chóng. Sau khi các vách sơ cấp được loại bỏ hoàn toàn, các sợi có vẻ rất mịn. Việc nghiền liên tục không gây ra những thay đổi đáng kể về hình thái sợi. Khi độ đặc của bột giấy tăng lên, các sợi dần dần bị đứt ra. Trong quá trình nghiền, các sợi liên tục hút nước và nở ra, dần trở nên mềm hơn. Khi độ đặc của bột giấy đạt 80-90 độ SR, các vết nứt dọc và sự tách sợi rõ ràng xuất hiện, từ đó trở đi, các sợi tiếp tục trở nên mịn hơn ở bên ngoài. Tuy nhiên, tại thời điểm này, các sợi bị cắt rất ngắn và độ bền giảm đáng kể, điều này sẽ dẫn đến độ bám dính của các sợi trên Vải định hình Polyester kém và ảnh hưởng đến chất lượng tạo hình tiếp theo.
Chiều dài của sợi bột giấy là 0,79mm. Khi mức độ tinh luyện là 93 độ SR, chiều dài sợi giảm xuống chỉ còn 0,44mm, giảm gần một nửa. Thí nghiệm này chỉ ra rằng các sợi bột giấy rơm rất khó được tạo thành sợi mịn và đặc tính này sẽ dẫn đến sự hình thành bột cỏ trên bề mặt không đủ đồng đều.Vải định hình Polyester. So với bột gỗ có hiệu ứng tạo sợi mịn tốt hơn, độ lệch độ dày của giấy làm từ nó lớn hơn. Đặc điểm này có kết luận tương tự trong nghiên cứu các loại bột cỏ khác như cỏ sậy, tre, sậy. Theo nghiên cứu mới nhất, lý do khiến sợi cỏ khó được tạo thành sợi mịn là:
1. Các khoang tế bào của nguyên liệu cỏ nhỏ, lớp S₁ tương đối dày và lớp S₁ liên kết chặt chẽ với lớp S₂. Các sợi mịn của lớp S₁ được sắp xếp theo hình xoắn ốc chéo{2}} dọc theo hướng ngang của sợi, giống như một ống tay áo quấn chặt lớp S₂, hạn chế độ phồng của lớp S₂. Trong quá trình nghiền, lớp S₁ khó bị vỡ và trương nở, gây khó khăn cho việc định kích thước theo chiều dọc. Kết quả là sợi bột cỏ không thể giãn nở hoàn toàn, làm giảm diện tích tiếp xúc với Vải định hình Polyester và do đó ảnh hưởng đến hiệu quả tạo hình. Khiếm khuyết về cấu trúc này dẫn đến việc các sợi bột cỏ không thể bung ra hoàn toàn, dẫn đến diện tích tiếp xúc với Vải định hình Polyester giảm và sau đó ảnh hưởng đến hiệu quả tạo hình.
2. Thành tế bào của vật liệu cỏ được cấu tạo từ nhiều lớp sợi vi{1}}mỏng. Hướng sắp xếp của các vi-sợi trong mỗi lớp thường khác nhau. Ví dụ: các vi-sợi tre và sậy hầu hết được sắp xếp theo chiều ngang, điều này hạn chế rất nhiều sự phân hủy và phồng lên của các lớp vi-sợi khi sắp xếp theo trục, khiến các sợi khó phân chia theo chiều dọc và kích thước.
3. Góc cuộn của vi sợi quá lớn. Qua quan sát các sợi nhỏ từ bột bông, bột lanh và các loại bột gỗ lá kim khác nhau, người ta thấy rằng ở cùng mức độ kết hợp, các sợi có góc quấn nhỏ hơn 10 độ thường dễ bị nứt dọc. Các sợi có góc quấn từ 10 độ đến 30 độ (chẳng hạn như bột vải lanh-cotton) có thể bị mài mòn để gây ra vết nứt dọc. Các sợi có góc quấn từ 30 độ đến 45 độ (chẳng hạn như hầu hết các loại sợi gỗ lá kim) ít có khả năng bị mài mòn để gây ra vết nứt dọc. Các sợi có góc quấn lớn hơn 45 độ (chẳng hạn như sợi cỏ như rơm lúa mì, cỏ sậy, cỏ sậy và một số sợi gỗ lá rộng) rất khó bị cọ xát gây nứt dọc. Đây cũng là một trong những nguyên nhân chính khiến khả năng tương thích giữa bột cỏ và vải định hình Polyester không tốt bằng bột gỗ.
4. Tính dị hướng của vi sợi. Hướng mà các vi sợi được quấn trên thành sợi có thể là hướng trái-hình ("S") hoặc hướng -tay phải ("Z"). Các sợi có kiểu quấn thay đổi được cho là có tính dị hướng cao. Một số sợi, chẳng hạn như sợi lanh, có các vi sợi về cơ bản được sắp xếp song song theo cùng một hướng, như sắp xếp hình chữ "S", trong khi các sợi gai dầu được sắp xếp theo hình chữ "Z", với các góc quấn so với trục sợi đều nhỏ hơn 10 độ. Vì vậy, chúng có xu hướng bị phân tách theo chiều dọc. Tuy nhiên, đối với các sợi cỏ như sậy, chúng thường được sắp xếp xen kẽ theo hình chữ “S” và hình chữ “Z”, thậm chí sau khi đập mạnh, các sợi nhỏ vẫn đan xen vào nhau và không dễ bị đứt theo chiều dọc.
Hơn nữa, các vi sợi của nguyên liệu thô làm từ cỏ thường không kết thúc ở đầu sợi mà thay vào đó kéo dài xung quanh các đầu và tiếp tục đến mặt sau của sợi. Kết quả là, các sợi hoàn chỉnh khó được chải kỹ, trong khi các sợi bị đứt sẽ dễ chải hơn.
