那么，中浓打浆为什么会具有如此明显的优越性呢？我们在原有打浆理论的基础上对之进行了长时间的研究，从实验室小试、中试及生产规模对之进行了一系列探索，希望所得研究结果能对中浓打浆的机理作一较为清晰的解释，为中浓打浆在生产上的应用产生一定的指导意义。

1中浓打浆机理

鉴于浆料在主要原因区受力的复杂性和多变性，对于盘磨机打浆机理目前仍是众说纷纭，在众多的打浆理论中，“有效缘角载荷”理论及“有效表面载荷”理论是其中较有影响的两种。

1．1 “有效缘角载荷”理论
有效缘角载荷理论
*Brecht&Siewers1966 两个表示磨浆的参数：
*净能量输入（SRE）=磨浆量
*有效缘角载荷（SEL）=磨浆的程度

净功率（kW）=总功率（kW）— 空载功率（kW）
切断速度（km/s）=切断长（km/转）x转速（转/s）

“有效缘角载荷”理论假定当纤维束或纤维絮团在刀刃前角之间（即刀齿角对角作用阶段，如图1）被挤压时有效磨浆作用开始，接着就是磨齿角与面作用阶段，这个阶段继续进行，直到磨齿前刃达到相对磨齿的后角为止。“有效缘角载荷”理论完全没有考虑到磨齿宽度的影响（如图2），它只描述了在磨浆过程中传递到浆料纤维上的净磨浆能量。

为了克服该理论的不足，进而发展了“有效表面载荷”理论，这个理论相对前者较为合理。因为它比原有的“有效缘角载荷”理论更为精确，磨浆数量由磨齿碰击次数和每次碰击的能量来描述，磨浆的性质由磨浆时磨齿碰击的强度和碰击长度来表示。该理论中的有效主要原因浆能量是三个因素综合作用的结果，它是由磨浆时磨齿碰击次数、真正的磨浆强度和碰击长度的乘积而得到，能量以不同的方式传递给浆料纤维，该理论实践证明较适合于低浓浆。

1．2“有效表面载荷”理论
*Jorma Lumiainen 1990
*以“有效缘角载荷”理论为基础磨浆量（SRE）
*磨浆时的刀棒碰击次数（IN）
*每次碰击的能量（IE）磨浆性质
*刀棒碰击强度（SSL）
*碰击长度（IL）
“有效表面载荷”理论公式

但经过深入分析不难发现，上面所提的“有效缘角载荷”理论和“有效表面载荷”理论虽然有一定的参考价值，但同时存在着诸多缺陷：（1）它只适用于低浓盘主要原因打浆，上述理论的基础认为打浆作用缘于磨齿对纤维的机械作用，而没有考虑到在浆家增加时，打浆作用主要是靠纤维间磨擦力而非磨齿的机械剪切作用。上述理论对纤维间摩托车擦力未涉及，用之解释中浓打浆具有“先天不足”，充其量只能对占次要作用的机械剪切作用做了阐述。（2）真正的纤维改变取决于磨齿间纤维的数量，而这一点却被上述理论所忽略。（3）上述两种理论假想前提简单，模型结构不尽合理，不能综合地表示出盘磨机中浓打浆作用机理。

我们认为：在微观领域探讨盘磨机打浆机理虽能使人在一定意义上对打浆作用有更深层次的认识，但考虑到研究的复杂性及磨区纤维受力的多变性、不确定性，这些理论的实践指导意义不能不令人心存疑问，难免有“一叶障目”之嫌。其实作为一个包含很多变量因素的大变量集合体，单纯地就某一个或某几个因素来研究，其所得结果都不免是片面的，不尽科学的。对于盘磨机中浓打浆，从宏观角度、利用“黑箱”方法来探索，不失为一个较好途径。虽然纤维在磨区受力异常复杂，对浆料的作用力千变万化，但我们不妨把浆料作为一个作用对象，磨片对浆料的作用力综合为一个大变量，该变量作用于浆料这个对象的结果即为打浆质量。从这个角度出发，利用不同条件下浆料流体力学变化及由此而导致的对浆料纤维作用力的改变来解释中浓打浆机理更易于令有接受，而且在生产上更具有指导意义。

2“流变效应”对中浓打浆机理的解释

低浓下的浆料可视为一种特殊的悬浮液：水为主体，少量纤维浮于其中，由于浓主较低，整个悬浮液与水的性质差别不大。利用传统的双盘磨低浓打浆时，由于磨片挡坝较少且浆料流动性好，大多数纤维由齿槽离心甩出而没有受到打浆作用，少数纤维受磨齿机械剪切作用而被横向切断或细纤维变化，这必然造成纤维长度、细纤维化程度很不均匀，导致成纸强度、平滑度、适应性能较差。企业为了改善打浆状况不得不减少绝干浆通过量以延长纤维打浆作用时间，另外以采取靠调小磨盘间隙以求改善纤维的打浆效果，这一方面造成打浆电流急剧升高、打浆时间延长而导致打浆能耗大增，同时，为求高打浆度而造成纤维过度切断、湿重过小而造成网部脱水困难、细小纤维流失大、车速难以提高等弊病。

般认为：浆料的流动性能与浆料浓度关系密切，在较低浓度时，一定范围内浆料流动性与浓度关系不大，这种浆料浓度适用极限是随着纤维种类和用于测量的仪器类型不同而有差异，但数值通常在1.5%左右，这种浓度下的浆料中，纤维网络具有很低的剪切强度，使得它对介质的流动性质影响微不足道。而在浓度超过6%的中浓范围内，“非牛顿”粘度随着纤维浓度的增大而激增，浆料的纤维网络结构剪切强度就越大。

一般而言：浆料浓度越大，其偏离于水流的物理力学性质就越远。中浓打浆时，浆料的流动性已完全不服从于牛顿粘性定律，而是服从于非牛顿液体的内摩擦定律，更确切地讲，中浓（6%-12%）状态下的浆料可视为一种拟塑性流体，流体的内摩擦定律可
用下式表示:
式中：τ—为非牛顿性剪切应力，中浓打浆可看作是浆料纤维间内摩擦力
K—非牛顿液体的均匀系数
n—流体流特征系数
均匀系数K表示非牛顿性流体的一致性程度，亦即非牛顿液体的“浓度”，K越大即浓度越大，流体内质点间的力，亦即纤维之间内摩托车擦力也越大。由于流体动力、纤维间内聚力和纤维表面静电力等的作用使得每根纤维进行平移和旋转运动，进而在纤维间交缠、联结而形成纤维网络体，随着浆浓增大，这种纤维网络的稳定性增强。在中浓（6%-12%）打浆情况下，由于动、定盘之间极大的转速梯度 极大，而由上式可知在纤维间会产生巨大的内摩擦力τ；再者，由于磨片的结构使得浆料在动、定盘之间跳跃迂回运行。在该过程中，浆料整体来看呈现较强的湍流动，就单根纤维而言，在中浓打浆过程中虽然也会受到机械剪切作用，但更主要的是受与之相邻的纤维间巨大的内摩擦力。在该力的作用下发生细胞壁的位移、压溃、纵向分丝帚化乃至进一步的内外细纤维化等。较之于低浓打浆，中浓打浆成浆帚化率明显提高，同时，纤维长度保留较好，纤维本身强度损失较小，这一点亦为电镜扫描所证实（见图3，图4）。

显然，中、低浓打浆流体性质的差别导致打浆效果的明显差异，而造成这种差异的主要原因是浆料浓度不同而导致的浆料力学及浆料内部作用的迥然不同。基于这种看法，我们把中浓打浆表现出的明显优于低浓打浆的细纤维化、分丝帚化现象称之为“流变效应”。

本研究认为：中浓打浆较之于低浓打浆所呈现的特性是无法用以前的打浆理论，诸如“有效缘角载荷”理论和“ 有效表面载荷”理论所能解释的。只有将上述理论与“流变效应”结合起来,才能对中浓打浆机进有一更另清晰、更加全面的认识，也只有认识到这一点，才能对生产上较好地运用该高新技术及设计合适的中浓打浆设备、适宜的中浓打浆用磨片提供理论上的指导。