纤维打浆就是通过机械力、剪切力、摩擦力等作用，使得纤维的纤维细胞壁中的次生壁吸水，局部微纤维发生位移和变形；P层和S1层的木素受到脱除，不规则排列的微纤维被切断，并定向排列，纤维的结晶结构受到破坏；纤维的吸水润胀和细纤维化随之产生，使得纤维产生扭曲、膨胀、伸长等变形过程，产生细纤维化；在机械挤压、切断和纤维揉搓作用下，纤维帚化，比表面积增加，纤维表面的游离羟基增加。实际上，纤维打浆是一个复杂的过程，纤维多种变化是同步交错进行，随着打浆条件的不同，纤维受到各种作用的程度不同，从而引起细胞壁各层的破坏，和纤维的变化趋势也不尽相同。
1. 细胞壁S2层的位移和变形
位移主要是指次生壁中层（S2）的微纤维在机械作用下发生位移和变形，用偏光显微镜即可观察到的微纤维的位移点（即纤维上的亮点），未打浆的纤维也有少量的位移亮点，随着打浆的进行，亮点逐步扩大并清晰可见，次生壁位移如图2-4所示。在打浆初期，S2层纤维已有一定程度的吸水润胀，而打浆的机械作用可以引起S2层部分微纤维弯曲，增加了微纤维之间的空隙，水分子渗入量增加，S2层纤维的吸水润胀程度增加，位移点逐步扩大。当初生壁还没有被破除之前，S2层发生的位移和润胀是有限的。但S2层的这种位移和润胀会使纤维更加柔软，并促使初生壁破除。
图2-4 次生壁位移示意图
2. P层和S1层的破碎和去除
一般而言，植物纤维经过蒸煮和漂白工段后，植物纤维的P层、S1层会受到不同程度的破坏，但残留的P层、S1层仍然包覆着S2层微细纤维，鉴于P层、S1层的刚性结构和排列方式，不能吸水润胀，从而限制了纤维的吸水润胀和细纤维化。因此，在打浆过程中，尽量去除初生壁P层、S1层的刚性木素，破坏其细纤维的排列方式，从而破除其对S2层微细纤维的束缚，以利于S2层纤维的润胀和细纤维化。
对于不同的纤维原料和制浆漂白方法，在保证S2层纤维质量的条件下，P层和S1层的破坏去除的难易程度和去除的数量质量也不尽相同的。例如，草浆与木浆相比，P层易破除，S1层难破除。亚硫酸盐纸浆的P层、S1层较硫酸盐纸浆的P层、S1层的破坏去除容易，这可能是因为亚硫酸盐药液pH较低，药液的浸透和反应使得P层、S1层的木素或者半纤维素结构受到一定的破坏，两层的整体结构表现为挺硬发脆而在打浆过程中容易被除去。
不同的制浆方法对P层和S1层破除的难易程度是不尽相同的。如：亚硫酸盐纸浆的P层和S1层比硫酸盐纸浆的容易破除。其原因：这两种蒸煮方法所用药液的化学性质不同（如pH）和药液进入纤维的途径不同。亚硫酸盐法使纸浆纤维的初生壁和次生壁外层受到较大的破坏，因而在打浆过程中较硫酸盐纸浆容易破除。对相同原料的化学浆而言，P层在强烈的制浆漂白过程中基本被破除，打浆的目标主要破除S1层对S2层的束缚，因此打浆能耗降低。
3. S2层无定形区润胀
润胀是指高分子化合物在吸收液体的过程中，伴随着体积膨胀的一种物理现象。纤维容易在极性液体中极易发生润胀，特别是纤维中的无定形区（非结晶区），造纸工业中所谓的“吸水润胀”是一种物理现象。细胞壁S2层的位移和变形过程中，纤维S2层无定形区也能够发生吸水润胀，但是吸水润胀过程只发生在S2层的位移点的区域，除此之外，很少润胀。当打浆至P层和S1层部分或全部除去时，整个纤维S2层无定形区发生润胀作用。据有关资料介绍，在细胞壁S2层的位移和变形过程中，纤维的吸水润胀最大能够使得纤维直径增加20%～30%；实际上，纤维的S2层无定形区的吸水润胀能够使得纤维直径增加两倍左右。
纤维能产生润胀的原因是由于纤维素和半纤维素的分子结构中所含的极性羟基与水分子产生极性吸引，使水分子进入细胞壁S2层的无定形区，使纤维素分子链之间的距离增大，引起纤维变形，导致纤维素分子链之间的氢键结合受到破坏而游离出更多的羟基，由于羟基的作用，水分子被吸收到纤维的外表面，形成极性分子的胶体膜，促进纤维的吸水润胀和水化作用。纤维无定形区润胀以后，纤维内部的组织结构变得更为松弛，内聚力下降，使纤维的比容和表面积增加，纤维变得柔软可塑，更有利于打浆机械作用对纤维的进一步细纤维化，能有效地增加纤维间的接触面积，提高成纸的强度，使透气度下降。
细胞壁S2层纤维吸水润胀与原料的组成、半纤维素的含量、微细纤维结晶区大小和制浆的方法等因素有关。例如，亚硫酸盐浆的半纤维素含量高的容易润胀，硫酸盐浆较亚硫酸盐浆的润胀程度小。草类纤维较木材纤维原料的半纤维素含量高，无定形区较大，支链较多，含有较多的游离羟基，比纤维素具有更大的亲水性，因此，纤维容易吸水润胀。棉浆的α-纤维含量高，结晶区比较大，纤维润胀较困难。木素的含量与润胀也有关系，因为木素是疏水性的物质，它会阻碍纤维吸水润胀，所以木素含量高的纸浆不易润胀，本色纸浆经漂白后能改进纤维的润胀的能力。
4. S2层的细纤维化(www.xing528.com)
纤维的细纤维化是在细胞壁P层和S1层被部分破除时开始的，并在纤维S2层吸水润胀以后大量产生。一般认为，细纤维化可分为外部细纤维化和内部细纤维化。外部细纤维化是指在打浆过程中纤维S2层受到打浆设备的机械作用而产生纵向分裂，并分离出细纤维，而且使纤维表面产生起毛和两端分丝帚化的现象，进而分离出大量的细纤维、微细纤维和原细纤维。外部细纤维化极大地增加了纤维的外比表面积，在纸页成形时提高了纤维间的交织能力，促进了氢键结合，提高了纸页的强度性能。内部细纤维化是指在纤维吸水润胀之后，聚合力减弱，使得次生壁同心层之间彼此产生滑动，从而使纤维变得柔软可塑。
纤维的外部细纤维化和内部细纤维化均有利于产生有利羟基，有助于纤维的交织和结合，能够提高成纸的强度、紧度和匀度等性能。
5. 横向切断
横向切断是指纤维受到打浆设备的横向剪切力、挤压和纤维之间的摩擦作用而发生的横向断裂的现象。首先，纤维的横向切断主要是与各级纤维（系统中存在的细纤维、微细纤维、原细纤维以及纤维素大分子）自身的强度有关，主要发生在纤维润胀位移点上以及纤维与髓线细胞的交叉处，因为这些部位比较脆弱。其次，纤维的切断与润胀也存在很大的关系。如果纤维吸水润胀良好，纤维变得柔软，柔韧性增加，纤维就不容易被横向切断，而较容易纵向分丝帚化。反之，纤维吸水润胀不良时，纤维就比较硬而脆，也就容易被横问切断。通常在打浆过程中要适当地切断纤维，有利于纤维的分丝帚化和细纤维化。当纤维部分被切断时，纤维切断后在断口处留下许多锯齿形的末端，有利于水分的渗入，促进纤维的润胀作用，有利于纤维的分丝帚化和细纤维化。例如，长纤维经适当切断后，可以提高纸张的匀度和平滑度。但过度切短会降低纸张的强度，特别是撕裂度。因此，应根据纸种的要求和原料的特性，严格控制纤维切断的程度、保证纤维的吸水润胀和细纤维化。对于纤维较长的针叶木浆或者面麻浆，应根据生产的需要适当切断，以保证纤维吸水润胀、交织帚化和纤维强度的需要。对于二次纤维和草浆，由于纤维易润胀，不宜过多地切断，可以保证成纸的强度性能。
6. 打浆碎片
打浆过程中产生纤维碎片主要来源于以下3个部分：
（1）纤维的P层和S1层
植物纤维原料在打浆过程中，在S2层发生吸水润胀、位移和变形的同时，富含木素与半纤维素的P层和S1层纤维只能透水、不易润胀，因此，细胞壁的P层和S1层易受到机械剪切力和摩擦力的作用，磨碎脱落，成为碎片。
（2）非木材纤维原料中残留的杂细胞
木材纤维原料中的杂细胞经过制浆漂白过程的残留极少。非木材纤维原料中的杂细胞主要是薄壁细胞、表皮细胞、导管等，杂细胞一般较粗短，细胞壁较薄，在打浆过程中容易被打成碎片。其中薄壁细胞在打浆过程中容易破碎，表皮细胞则不易被打碎。
（3）S2层的细小纤维
纤维在打浆过程中，横向切断作用如果发生在两端部，则被切断的部分成为碎片。不过这种碎片数量不多。打浆产生的碎片会悬浮在浆料体系中，一方面影响纸料的滤水性能，特别是非木材纤维，因杂细胞含量多，产生的碎片也多，所以滤水性能差。另一方面，这些碎片的富集存在会影响到纤维的结合，降低纸页的物理性能。
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