近代磨木理论的发展

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸手册：第六分册机械法制浆》第11页（1127字）

60年代，Atack和May根据一系列的试验提出磨木的压力脉冲理论。认为在磨木时石面的凸处，即磨粒通过木材的某一点时，这表面压力就造成一次压力脉冲，大量的磨粒在木材表面迅速通过，产生了频率很高的压力脉冲，这样，磨木时能量除了以摩擦能的形式传到木材以外，还有是以脉冲的形式传给木材。木材有一定弹性，能吸收或贮存能量，因此，这压力脉冲的机械能量就部分地被木材吸收而转化为热能。木材受热之后，结构开始软化，塑性增加，吸收脉冲的能力更大，温度进一步升高，结构更加软化，如此循环反复，直至木材结构软化到在这个压力下木材表面破裂为止。

木素的软化点比纤维低得多，当木材水分30～40%时，木素的软化点为90～100℃，而纤维的软化点则高达231～253℃。胞间层的木素最多，因此，在磨木时，当切向应力大到使木材破裂之前，如果温度足够高时，纤维就从胞间层分离出来；相反地，如果这时木材表面的温度还不足以使木素充分软化，而摩擦力已经大到使木材破裂的程度，则木材的结构将在任何地方破裂。生成碎片、碎块和粉状的细小纤维。

这一理论表明，磨木时切向摩擦力和径向压力脉冲的比例是一关键因素，可以由木材所受的压力和木材与石面之间的摩擦系数来控制。

这一理论较好地解释了用K1emm理论所不能解释的近代磨木浆生产的一些现象，从而促进了磨木技术的发展。

在磨木区，由于温度很高，木材中的水分和被磨石带入的水迅速蒸发沸腾，使木材表面出现爆炸性分裂，而生成许多纤维束。若用压缩空气使磨木区形成一定的压力，这样，由于沸点上升，可使纤维分离过程变得比较缓和。根据这一观点，在70年代后期又出现了压力磨木这一新的磨木方法。

图7-2-1 以粗略比例绘制磨石表面上的磨粒在针叶木材上通过时瞬间横断面理想图像。

其他磨木机理将在以后的磨石刻石部分讨论。

图7-2-1 磨粒在针叶木材上瞬间横断面理想图像

A．理想磨木区状况。在正常压力下、磨粒曲率半径100μm时所造成的木材表面变形在25至50μm之间。磨粒的平均距离约6∶5μm。木材和磨粒接触面间有一薄水层隔离

B．当磨粒通过时，纤维(沿其长度的一部分)发生周期性复杂变形横断面的情况。这变形包含反复剪切和压缩，导致发热，细胞间质成分软化和细胞壁疲劳断裂