Под влиянием этих воздействий волокна частично укорачиваются (разрезаются) и расщепляются, от них отделяются небольшие фрагменты в виде пучков фибрилл (волоконец) и обрывков клеточных оболочек. Как показал Д. Кларк [3], а также Р. Мартон в первой стадии размола происходит разрушение и удаление (стягивание) наружных оболочек волокна, P и S1 (см. рис. 6), сдерживающих его набухание и фибрилляцию. С разрушением этих оболочек обнажается фибриллярная структура основной массы вторичной стенки волокон, облегчается доступ туда воды и начинается процесс фибрилляции, сопровождающийся усиленным поглощением воды, набуханием и пластификацией волокон.
Процесс фибрилляции заключается в ослаблении и разрушении связей между отдельными фибриллами и микрофибриллами клеточной стенки под влиянием механических воздействий и проникновения воды в межфибриллярные пространства, т. е. в области аморфной целлюлозы, где сосредоточена главная часть гемицеллюлоз. Последние, располагаясь на поверхности фибрилл, усиленно набухают, повышая гибкость и пластичность волокон, что способствует скольжению фибрилл в клеточной стенке друг относительно друга.
Фибрилляция может происходить как на поверхности, так и внутри клеточной стенки волокна. В первом случае поверхность волокна разрушается и от нее отделяются фрагменты клеточных оболочек и фибрилл, образуя своеобразный ворс на поверхности волокна, видимый при большом увеличении микроскопа. Такая фибрилляция увеличивает наружную поверхность волокна и его способность к образованию межволоконных связей, однако она ослабляет прочность самого волокна и снижает сопротивление бумаги раздиранию. При внутренней фибрилляции отделения фибрилл не происходит, повышается лишь гибкость и пластичность волокон в результате усиленного набухания гемицеллюлоз в межфибриллярных пространствах, ослабления и частичного разрушения связей между фибриллами. Такая фибрилляция сообщает волокну способность к образованию межволоконных связей, не снижая прочности самого волокна, а потому она является более желательной.
Некоторые исследователи высказывают предположение, что гемицеллюлозы, обладая более короткими, чем целлюлоза, цепями и ветвистым строением, способны очень сильно набухать, образуя подобие коллоидного раствора на поверхности фибрилл целлюлозы. В таком состоянии они, обладая известной степенью подвижности, могут перемещаться и сорбироваться на поверхности волокон, что облегчает образование межволоконных связей между микрофибриллами соседних волокон через гидроксильные группы [15, 18]. Вначале при прессовании мокрого листа эта связь устанавливается через гидратированную пленку воды на поверхности микрофибрилл, затем при удалении воды сушкой — через мономолекулярную пленку воды с более четкой ориентацией гидроксильных групп и, наконец, через водородную связь при полном удалении воды сушкой и сближении поверхностей волокон силами поверхностного натяжения воды до необходимого расстояния 2, 5—2, 75 Å. Сближению волокон при сушке способствуют пластичность и гибкость размолотого волокна и силы поверхностного натяжения воды, величина которых, как показал Б. Кемпбелл, может достигать 100—200 кгс/см. Силы, стягивающие волокна в единую структуру, оказывают большое влияние на более тонкие и гибкие волокна. В результате действия этих сил бумага при сушке подвергается значительной усадке и образует более плотный и прочный лист.