制浆造纸的原料通常有植物纤维、玻璃纤维和化学合成纤维等，根据纸产品种类和质量要求的不同，而选用不同的原料和不同的生产工艺。环保电池隔板纸（Absorptive Glass Mat，AGM）是一种采用直径为0.5～3.0微米的玻璃纤维为生产原料，通过造纸湿法成型工艺抄造而成的超细玻璃纤维纸，主要用于阀控式铅酸蓄电池（VRLA）内，防止电池内正负极之间的短路。隔板纸生产线对造纸全过程的再现相对简单明了，更适用于教学。

AGM技术的核心是使用了超细玻璃纤维隔板U形包覆法包裹极板（也可采用S形包覆法）。其中，隔板具有90%以上的孔隙率，可以吸收电解液，使其不流动。隔板吸液的饱和度在95%左右，同时留有5-10%的孔隙，作为氧气的通道，使正极产生的氧气通过隔板上的孔道在负极被吸收，实现H2O-O2-H2O的循环，进而使电池的密封得以实现。

AGM隔板纸在电池中的主要作用：

①防止正负极短路，阻止正极活性物质的脱落；

②能够吸收足够的电解液，并保持电池的贫液状态，保证电池的放电容量，为正负极提供氧气传输通道；

③有足够的机械强度，以适应机械化生产的需要；

④隔板在电池中溶出物要少，杂质含量低，防止杂质溶入电解液影响电池的电性能；

⑤隔板应有一定弹性，以保证隔板在电池充放电循环过程中始终和隔板保持紧压状态。

超细玻璃纤维的优点：

①优异的化学稳定性和耐酸性，在酸中溶出的有害离子含量少；

②较好的高温稳定性；

③极好的抗氧化性和耐还原性；

④极好的硫酸润湿性，确保电解液的高渗透性；

⑤直径较小，对电解液具备良好的吸附保持能力；

⑥密度低，可使隔板具有较高的孔隙率；

⑦高硬度、高模量；

⑧制造过程污染相对较小。

AGM隔板纸生产虚拟仿真实验项目基于浆水平衡计算数学模型与实际造纸生产线工厂模型，通过参数设计，利用虚拟技术进行开发，旨在考察“原料-制浆-造纸-产品”四个阶段中工艺设计及相关参数的关联性，总结产品质量与各个环节之间的关系。

本虚拟仿真实验是依据教学大纲和教学计划安排，结合生产一线和科研前沿凝练整合而成的适合大学生操作实践的综合性实验平台。实验项目总体采用“三阶段-五层次”设计思路，涵盖“实验背景及介绍”、“交互性实验操作”和“实验报告及讨论”等三个阶段，在重要知识点上共设计10个交互实验步骤。根据学生对制浆造纸工程与工艺的认知规律，在“实验操作”阶段构思了“流程与设备学习认知”、“工艺参数设置操作”、“产品质量评价”、“故障报警反馈”和“生产线浆水平衡计算及工艺优化探究提升”等五层次递进式实验模块。各模块之间紧密相连、环环相扣，且各有侧重。学生通过对虚拟仿真每个模块的操作，直观地参与到制浆造纸生产的各个环节，掌握《制浆原理与工程》、《造纸原理与工程》、《制浆造纸工厂设计》和《造纸工艺实验》等专业课程的关键知识点。

通过本虚拟仿真实验，学生可以掌握以下知识：

（1）制浆造纸生产及设计的基础理论知识及运用方式；

（2）制浆造纸生产的总体工艺过程、工艺操作规程，安全生产注意事项，开停机程序，产品质量的影响因素等；

（3）生产线相关工艺技术参数要求，掌握各工段参数对生产线运行稳定性的影响规律，常见异常情况及其处置方法等；

（4）AGM隔板纸的质量检控标准，熟悉纸张产品质量监测方法；

（5）生产工艺参数对产品质量的影响规律，掌握工艺流程优化方法。

知识点：共15个

（1）造纸用纤维原料定义及特征

1. 纤维组成及特点：常用造纸纤维以植物纤维为主，包括针叶材、阔叶材和草类植物纤维；还可根据产品用途要求，如纸张需要大的孔隙率和耐酸碱性等特殊性能，可拓展到玻璃纤维和合成纤维

2．AGM隔板纸生产对纤维要求：如实验原理中所述，隔板纸对纤维有特殊的稳定性、渗透性、耐酸碱性、伸缩性和强度需求

（2）制浆原理与工艺

1、打浆：在水介质中对纸浆进行机械处理，使纤维经受机械力的作用而产生切断、压溃、润胀和细纤维化等变化，从而使纸浆满足成纸的要求。打浆对纤维的作用及打浆过程中纤维所发生的变化，叩解度、游离度和湿重所反映纸浆的性质；纸张强度的来源，纤维结合的性质（氢键理论）；打浆过程中各种纸性的变化及其基本原因。掌握基本打浆方式的概念；高浓度打浆对纤维作用的特点；打浆比压、浓度、温度、时间或通过量、浆种等因素对打浆的影响以及水力碎浆机的特点与适用场合

2、供浆系统和纸料的流送：供浆系统的概念和作用；造纸对纸料的要求（浓度和质量等）；造纸的短循环；纸料的流体力学基本特性，及流浆箱的基本组成与其作用

3、纸页成型与脱水：造纸机的主要规范，造纸车间主要技术经济指标的计算方法。纸页成型过程的三个阶段的主要特性，及其对纸页性质的影响。综合分析提高脱水效果的途径。斜网造纸机的主要结构特点、纸页成型的主要特点及纸页性能的影响。纸页传递过程中引起断头的原因、断头规律及减少断头的方法。对常见的纸病能进行分析，找出原因，提出处理意见

4、纸页的干燥：干燥部的作用、纸页的干燥机理、影响纸页干燥效率的因素、干燥对纸页性质的影响、干燥部的通风及纸幅稳定性、干燥新技术

5、纸张强度常见检测方法和指标，抗张强度、耐破强度、耐折度、透气度和孔隙率等

（4）制浆造纸工厂设计

生产工艺流程设计，浆水平衡计算，设备选型计算，设备选型及设备布置图绘制方法。

以上知识点完全基于教学大纲。此外，本实验针对AGM隔板纸生产线所涉及的原料—制浆—造纸—产品的具体补充知识要点如下：

1）AGM隔板指吸附式超细玻璃纤维棉隔板，其主要用途是，防止铅酸蓄电池内正负极之间的短路；

2）AGM隔板生产原料以超细玻璃纤维为主，也可使用有采用化学纤维；

3）AGM隔板主要性能特点是吸酸值高和孔率高；

4）超细玻璃纤维生产方法主要有火焰牵伸法和离心喷吹法两种；

5）火焰牵伸法主要优点是纤维直径小，但生产能耗高；

6）离心喷吹法主要优点是能耗较低，离散度小

7）AGM隔板主要生产工艺流程包括碎浆、配浆、除渣、流送、成型、干燥、卷取和完成等；

8）影响碎浆的主要因素有碎浆浓度、碎浆时间和搅拌速度等；

9）AGM隔板粘连主要原因是复卷时隔板温度较高，需要采取降温措施

10）引起隔板折裂的主要原因是白水回用量大，细小纤维含量高；

11）AGM隔板生产中，采用低浓水力碎浆机来碎解棉纤维，防止纤维折断；

12）AGM隔板生产中，水力碎浆机碎浆浓度一般控制在1.5～2.5% 之间；

13）在AGM隔板生产中，添加硫酸调节浆料pH值，提高隔板纸的强度；

14）在AGM隔板生产中，采用锥形除渣器去除浆料中的杂质；

15）锥形除渣器进浆浓度越低，除渣效果越好；

16）高位箱在隔板生产流程中主要是保证浆料的流量和压力稳定；

17）进烘箱前纸页水份含量越大，干燥所消耗的能源也越高；

18）玻璃纤维棉越细，孔径越小，孔率越高，其吸酸高度越大；

19）玻璃纤维比表面积越大，隔板强度越好；

20）浆料上网浓度低，纤维分散性好，纤维交织好，强度高；

21）适当添加合成纤维，有利于提高AGM隔板强度；

22）AGM隔板生产中，加硫酸调节浆料pH值，一般控制在2.5～3.5之间；

23）AGM隔板生产中，细小纤维含量过高，会引起隔板的折裂；

24）AGM隔板生产中，烘箱温度过高会导致隔板的表面起皱现象；

25）AGM隔板厚度不稳定会造成隔板装配困难，影响电池使用寿命。