Szalma vegyi pépesítése
A péppépesítés jellemzői
A fű{0}}alapú nyersanyagok és a fa{1}}alapú alapanyagok kémiai összetétele, rostmorfológiája és szerkezete jelentősen eltér egymástól. Ez a különbség különösen szembetűnő a pépesítési folyamat során. Alapvető jellemzője, hogy a pépesítési folyamat során nehéz elérni a fűpép szálak 帚-szerű finomítását, vagyis nem könnyű elérni a fűpépben a külső rostok finom szálasodását. Ez közvetlenül befolyásolja a poliészter formázó szövettel (poliészter képző hálóval) való kompatibilitást is, mivel a poliészter formázó szövet bizonyos követelményeket támaszt a pépszálak finom szálasítási fokára vonatkozóan, hogy biztosítsa az alakítási folyamat stabilitását.
A búzaszalma pépet golyósmalom segítségével őrölték. Az őrlés során a rostok morfológiája a következőképpen alakult: A búzaszalma pép rostjainak P rétege hajlamos volt a törésre és leesésre, vékony, hálószerű szerkezetet alkotva, mint egy könnyen törhető és törékeny régi géz, amely az S réteg köré tekeredett. Az őrlés megkezdésekor a szálak gyorsan elkoptak, a vékony primer falak töredékekre törtek és leestek, aminek következtében a pép konzisztenciája gyorsan megnőtt. Az elsődleges falak teljes eltávolítása után a szálak nagyon simának tűntek. A további őrlés nem okozott jelentős változást a szál morfológiájában. A pép konzisztenciájának növekedésével a rostok fokozatosan letörtek. Az őrlési folyamat során a szálak folyamatosan felszívták a vizet és kitágultak, fokozatosan lágyultak. Amikor a pép konzisztenciája elérte a 80-90 fokos SR-t, nyilvánvaló hosszirányú repedések és a szálak repedései voltak, és ettől kezdve a rostok külsőleg tovább finomodtak. Ezen a ponton azonban a szálak nagyon rövidre lettek vágva, és a szilárdság jelentősen csökkent, ami a szálak rossz tapadásához vezet a poliészter formázószöveten, és befolyásolja a későbbi alakítási minőséget.
A cellulóz szálak hossza 0,79 mm. Ha a finomítási fok 93 fokos SR, a szál hossza mindössze 0,44 mm-re csökken, ami közel felére csökken. Ez a kísérlet azt mutatja, hogy a szalmapép rostjait nehéz finoman fibrillálni, és ez a jellemző ahhoz vezet, hogy a fűpép képződése nem kellően egyenletes.Poliészter formázó szövet. A jobb finom fibrilláló hatású fapéphez képest az abból készült papír vastagsági eltérése nagyobb. Ez a jellemző hasonló következtetéseket von le más fűpépek, például nádfű, bambusz és nád kutatása során. A legújabb kutatások szerint a fűszálakat nehéz finoman fibrillálni:
1. A fűnyersanyagok sejtüregei kicsik, az S1 réteg viszonylag vastag, és az S1 réteg szorosan kötődik az S2 réteghez. Az S1 réteg finom szálai a szálak keresztiránya mentén kereszt-spirális mintázatban helyezkednek el, mint egy hüvely, amely szorosan beburkolja az S2 réteget, korlátozva az S2 réteg duzzadását. Pépesítés során az S1 réteg nehezen bontható le és duzzad, ami megnehezíti a hosszirányú méretezést. Ennek eredményeként a fűszálak nem tudnak teljesen kitágulni, ami csökkenti a poliészter formázószövettel való érintkezési felületet, és ezáltal befolyásolja az alakítási hatékonyságot. Ez a szerkezeti hiba ahhoz vezet, hogy a fűszálak nem tudnak teljesen kibontakozni, ami csökkenti az érintkezési felületet a poliészter formázószövettel, és ezt követően befolyásolja az alakítási hatékonyságot.
2. A fűanyagok sejtfala több réteg vékony mikro-szálból áll. A mikro-szálak elrendezési iránya az egyes rétegekben gyakran eltérő. Például a bambusz és a nád mikro-szálai többnyire keresztirányban vannak elrendezve, ami nagymértékben korlátozza a mikro-rostrétegek axiális elrendezésű szétesését és duzzadását, ami megnehezíti a szálak hosszirányú és méretbeli hasadását.
3. A mikroszálak tekercselési szöge túl nagy. A pamutpépből, lenpépből és különböző tűlevelű pépekből származó mikroszálak megfigyelése során azt találtuk, hogy azonos fokú kombináció mellett a 10 foknál kisebb tekercselési szögű szálak általában hajlamosak a hosszanti repedésre. A 10 fok és 30 fok közötti tekercselési szögű szálak (például pamut{6}}vászonpép) hosszirányú repedést okozhatnak. A 30 fok és 45 fok közötti tekercselési szögű szálak (mint például a legtöbb tűlevelű farost) kisebb valószínűséggel kopnak le, és hosszirányú repedést okoznak. A 45 foknál nagyobb tekercselési szögű szálakat (például a fűszálakat, például a búzaszalmát, a nád- és a nádfűt, valamint néhány széleslevelű farostot) nagyon nehéz megdörzsölni, hogy hosszanti repedést okozzon. Ez az egyik fő oka annak, hogy a pép és a poliészter formázószövet kompatibilitása nem olyan jó, mint a fapép között.
4. Mikroszálak anizotrópiája. A mikroszálak tekercselésének iránya a szál falára lehet bal-("S" alak) vagy jobb-("Z" alak). A változó tekercselési mintájú szálak anizotrópiája nagy. Egyes rostok, például a lenszálak, alapvetően párhuzamosan, azonos irányban elhelyezkedő mikroszálakkal rendelkeznek, például "S" alakú elrendezésűek, míg a kenderszálak "Z" alakúak, és a tekercselési szögek a szál tengelyéhez képest 10 foknál kisebbek. Így hajlamosak a hosszirányú hasadásra. A fűszálak, például a nád esetében azonban gyakran felváltva "S" és "Z" alakban vannak elrendezve, és még erős verés után is a mikroszálak továbbra is összefonódnak, és hosszirányban nem törhetők el könnyen.
Ezenkívül a fű{0}}alapú nyersanyagok mikroszálai gyakran nem érnek véget a szálak végén, hanem a szálak vége körül húzódnak, és a szálak hátulsó részéig terjednek. Emiatt a komplett szálak nehezen fésülhetők, míg a megszakadt szálak könnyebben fésülhetők.
