Šķiedru morfoloģijas ietekme uz celulozes īpašībām un kvalitāti

Papīra rūpniecībā šķiedru morfoloģija ir viens no galvenajiem faktoriem, kas nosaka celulozes īpašības un galīgo papīra kvalitāti. Šķiedru morfoloģija ietver šķiedru vidējo garumu, šķiedras šūnu sieniņas biezuma attiecību pret šūnas diametru (ko sauc par sienas un dobuma attiecību), kā arī nešķiedru heterocītu un šķiedru saišķu daudzumu celulozē. Šie faktori mijiedarbojas viens ar otru un kopīgi ietekmē celulozes saites stiprību, dehidratācijas efektivitāti, kopēšanas veiktspēju, kā arī papīra izturību, stingrību un kopējo kvalitāti.

1) Vidējais šķiedras garums
Vidējais šķiedru garums ir viens no svarīgākajiem celulozes kvalitātes rādītājiem. Garākas šķiedras celulozē veido garākas tīkla ķēdes, kas palīdz uzlabot papīra saķeres stiprību un stiepes īpašības. Palielinoties vidējam šķiedru garumam, palielinās arī savstarpēji savīto punktu skaits starp šķiedrām, ļaujot papīram labāk izkliedēt spriegumu ārējo spēku iedarbībā, tādējādi uzlabojot papīra izturību un stingrību. Tādēļ, izmantojot garākas vidējā garuma šķiedras, piemēram, egles skujkoku celulozi vai kokvilnas un linu celulozi, var panākt lielāku papīra izturību un stingrību, un šie papīri ir piemērotāki izmantošanai vietās, kur nepieciešamas augstākas fizikālās īpašības, piemēram, iepakojuma materiālos, poligrāfijas papīrā utt.
2) Šķiedras šūnas sienas biezuma attiecība pret šūnas dobuma diametru (sienas un dobuma attiecība)
Sienu un dobumu attiecība ir vēl viens svarīgs faktors, kas ietekmē celulozes īpašības. Zemāka sieniņu un dobumu attiecība nozīmē, ka šķiedras šūnu sieniņa ir relatīvi plāna un šūnas dobums ir lielāks, tāpēc šķiedras celulozes un papīra ražošanas procesā vieglāk absorbē ūdeni un mīkstina, kas veicina šķiedru smalkošanos, dispersiju un savīšanos. Vienlaikus plānsienu šķiedras nodrošina labāku elastību un locāmību papīra veidošanas laikā, padarot papīru piemērotāku sarežģītiem apstrādes un veidošanas procesiem. Turpretī šķiedras ar augstu sieniņu un dobumu attiecību var radīt pārmērīgi cietu, trauslu papīru, kas nelabvēlīgi ietekmē turpmāko apstrādi un izmantošanu.
3) Nešķiedru heterocītu un šķiedru saišķu saturs
Celulozes nešķiedru šūnas un šķiedru kūlīši ir negatīvi faktori, kas ietekmē papīra kvalitāti. Šie piemaisījumi ne tikai samazinās celulozes tīrību un vienmērīgumu, bet arī papīra ražošanas procesā veidos mezglus un defektus, kas ietekmēs papīra gludumu un izturību. Nešķiedru heterocīti var rasties no izejmateriāla nešķiedru komponentiem, piemēram, mizas, sveķiem un gumijām, savukārt šķiedru kūlīši ir šķiedru agregāti, kas veidojas izejmateriāla nepietiekamas disociācijas rezultātā sagatavošanas procesā. Tāpēc šie piemaisījumi celulozes ražošanas procesā ir pēc iespējas jānoņem, lai uzlabotu celulozes kvalitāti un papīra ražu.