纤维质量因数及检测方法分析

纤维的质量因数包括纤维长度、宽度、粗度、壁厚、壁腔比和纤维长宽度分布频率及筛分等代表原料纤维特征的形态参数。纤维的抄造与成纸特性很大程度上取决于纤维的形态参数。

纤维参数的传统测量方法通过光学显微镜进行，也可以通过筛分仪粗略地测量纤维长度。由于纤维形态参数是一个统计参数，所以，只有对相当数量的纤维进行测量后，才能取得较准确的结果。因此，显微镜测量周期长，劳动强度大，测量结果的误差及可重复性差。通常只用于造纸纤维原料的测评，而很少用于生产过程的控制。随着计算机影像分析技术的发展，纤维质量分析仪的出现使纤维形态参数的快速测量成为可能。

（一）利用显微镜测定纤维质量因数

通过光学显微镜测量纤维的长度、宽度、壁厚等参数。

1.实验仪器及试剂

（数码）生物显微镜，放大倍率40倍、100倍、400倍（弹簧）、1000倍（弹簧，油）；解剖针、载玻片、盖玻片、吸水纸；赫氏染色剂。

2.实验方法

① 显微镜使用方法参照纤维观察鉴别方法的操作，注意要使用显微镜的测量系统，事先需用仪器自带的标尺进行校准。

② 纤维长宽度的测定。将制好的纤维玻片固定在显微镜载物台上，调节放大倍数，测定长度采用100倍（10×物镜），测定宽度400倍（40×物镜）。然后选择适合的视野，调节焦距进行拍照。用软件中的“测量工具”测量照片中纤维的长度和宽度。假如样品纤维较长，也可选择40倍放大倍数进行长度测量，以使纤维不超出照片边界。

由于植物纤维的长短、宽窄不均匀，通常至少每次测量200根到300根，甚至更多，方能得到较为准确的结果。

（二）利用纤维质量分析仪测定纤维质量因数

纤维质量分析仪可提供的纤维和纤维束形态特征，包括：纤维长度（0.02～10.0mm）、宽度（5～100μm）、粗度、扭结角度、扭结指数、导管、细小纤维百分比、纤维束、卷曲指数等。(www.xing528.com)

1.实验仪器

纤维质量分析仪：目前使用较好的纤维质量分析仪有好几种，本文以法国Techpap MorFi Compact为例，介绍样品准备及测量注意事项。不同仪器的操作软件差异可能较大，应视仪器特征具体进行。

2.实验前准备

① 样品准备。浆料的准备决定测量的结果，因此必须十分严格地进行。浆样应为均匀的纤维分散液，体积1L，浓度40mg/L，如果进行纤维束分析，则浆样浓度为400mg/L。根据不同纤维，浆料浓度可适当调整，推荐测试时间3min或测量5000根纤维。

② 水。测试及洗涤用水为孔径_ϕ10μm的滤膜过滤水，样品及洗涤用水体积为1000mL，体积过少会损坏仪器。

③ 开机前准备。接通电源→打开电脑→打开仪器开关，预热10min。

3.实验注意事项

① 参数设置：根据样品纤维特征设置参数及等级分布，一般造纸用植物纤维长度为200～10000μm，纤维宽度5～75μm。细小纤维长度小于200μm，宽度小于5μm。纤维束宽度大于75μm。

② 清洗：使用完毕，必须用干净的纯净水将仪器清洗干净。

③ 仪器配备专用的1000mL烧杯，不允许用于其他实验，实验完毕须清洗干净。