飞纳台式扫描电镜在纸张行业的应用

造纸术被称为中国古代四大发明之一，是促使人类文化传播的伟大发明。造纸术相传是由中国东汉时代的蔡伦（63-121年）所发明，时至今日，随着现代造纸技术不断改进，不但纸的质量不断改进，还衍生出种类繁多的各类纸张。依其用途及质量特性可概括分为︰文化用纸、工业用纸、包装用纸、家庭用纸、信息用纸、特殊用纸等六类。

现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤，如图1示意图所示。飞纳台式扫描电镜能为造纸程序中各个环节的质量检测提供最直观的形貌信息。

图1. 现代造纸工艺：从原料到成品

      对于原材料和制浆工艺，我们关注的纤维的尺寸（长，宽）、形状（分丝帚化，交织，弯曲）。另外，对于非纤维的组织，例如导管，薄壁组织，我们也非常关注。

      不同的纤维尺寸，往往对应不同的原料树种，并且对于纸张表现出的性能有着直接的影响。对于长而窄的纤维，主要来自软木，也称针叶木，主要树种为松木。软木木浆造出来的纸柔韧性好，耐折度高，印刷性能好。对于短而宽的纤维，主要来自硬木，也称阔叶木，主要树种包括桉木，杨木，桦木等。硬木木浆造出来的纸松厚度高，挺度高。图2对应为软木纤维，适用于印刷用纸，此类纸张往往有着较好的韧性，耐折性。图3对应为硬木纤维。此类纸张往往轻、软、吸收性强，已于打包，较多用在生活用纸。

值得一提的是，即便对于同类树种，由于植物本身在不同季节的生长速度不同，又分为早材（春材）和晚材（秋材），据此，它们各自的打浆特性是不同的。对于晚材纤维长，细胞壁厚而且硬，出生壁不易被破坏，打浆时纤维容易遭到切断。因此我们也需要飞纳台式扫描电镜对打浆过程进行检测。

图2. 飞纳台式扫描电镜下的软木纤维图片

图3. 飞纳台式扫描电镜下的硬木纤维图片

      对于纸张的中的每一单根纤维，都是存在于纸张网络中。在造纸工艺中，一个重要的过程是分丝帚化。分丝帚化是指制浆造纸生产中纸浆经过打浆，使纤维细胞壁产生起毛、撕裂、分丝、帚化等现象。图4.为飞纳台式扫描电镜下分丝帚化情况良好的图片。

图4. 飞纳台式扫描电镜下良好的分丝帚化图片

除了纤维的形态，我们对于非纤维的组织，例如导管，薄壁组织，我们也非常关注。导管与薄壁组织不但影响纸张的强度，还会影响纸张平整度，破坏纸张的可印刷性，这是我们不想要的。图5.为飞纳台式扫描电镜下硬木木浆中的导管图片。

图5. 飞纳台式扫描电镜下木浆中的导管组织

      总结，飞纳台式扫描电镜在造纸工业中有着重要的应用。对于原料木浆，我们通过台式扫描电镜进行形貌观察，可以获取原料纤维的形貌信息，可以为后续的工序提供辅助信息。