纸张的主要性能与纸张老化.doc

纸张的主要性能与纸张老化| 作者: 杨开吉 | 纸张与古代其他文字载体材料相比，有纸草之便，不易破裂；有竹木之廉，体积不大；有缣帛羊皮之软，无其贵；有金石之坚，而不笨重。一 、纸张的主要性能(property)物理性能：包括定量、厚度、紧度、透气度、施胶度和吸收性等 光学性能：包括白度、不透明度等 机械性能（机械强度）：包括抗张强度、耐破度、耐折度和撕裂度等 化学性能：包括化学成分的含量、水分、PH值、灰分、铜价和粘度等（一）纸张的物理性能1. 定量与厚度（quantity and thickness） 定量是指纸张单位面积的重量，一般以每平方米纸张有多少克表示，即g/m2。 厚度是指在一定的面积和一定的压力下，测得纸样两面之间的垂直距离。2. 紧度(tightness) 紧度是指每立方厘米纸张的重量，其结果以g/cm3表示。3. 施胶度 施胶度表示纸张抗水性能的大小。施胶度是以标准墨水划线时，不扩散也不渗透的线条最大宽度（mm）表示。 4. 吸收性(absorptivity) 纸张对液体、气体具有吸收能力。吸收的原理：1）纸张纤维之间具有无数毛细 孔隙，2）纤维素和半纤维素具有大量亲水基团OH。纸张的含水量（正常含水量一般为7%）吸收有害气体，不利于纸张的耐久性。（二） 纸张的光学性能 白度(whiteness)是指纸张受到光照后全面反射的能力，以百分数表示。某一纸张白度下降表示纸张老化耐久性下降的指标。（三） 纸张的机械性能 纸张的机械性能又称机械强度，是指纸张在一定机械外力条件下，抵抗外力作 用的能力。也是衡量纸张耐久性的重要指标。 机械强度(mechanical shrength)取决于纸张纤维的原始强度，和纤维与纤 维之间的结合强度。 1. 抗张强度(tensiling strength)：纸张能承受的最大张力。通常以一定宽度的 试样的抗张力，以N/15mm、KN/m表示。2. 耐破度(wearproof strength)：纸张在单位面积上所承受的均匀增大的最大 压力，以Pa、Mpa、Kpa表示。3. 耐折度(foldproof strength)：纸张在一定张力下，试样来回做一定角度折叠， 直至其断裂时的折叠次数，以双次表示。 4. 撕裂度(tearproof strength)：纸张被切出一定长度的裂口，再从裂口开始撕 破所需要的力，以mN表示。（四） 纸张的化学性能1. 水分 结合水(bound water)：纤维素非结晶区上有许多游离氢氧基，能于水分子氢 键结合，这部分水是结合水。结合水分子排列有一定方向，赋予纤维柔韧性和好 的机械强度。 游离水(free water)： 纤维结构中的各个单元，如微纤维之间、原细纤维之间或大分子之间存在大量毛细管，由毛细管作用所吸附的水称之为游离水。促使纸张纤维素发生各种有害化 学反应，并为微生物和档案害虫提供水分。 2.纸张的PH值酸是纤维素水解反应的催化剂，氢离子浓度越大，刺激氧桥断裂，影 响纸张耐久性。3.纸的铜价(cupric value) 铜价是指在特定的条件下，100g绝干纤维素（纸浆）使氧化铜（CuO，二价铜）还原为氧化亚铜（Cu2O,一价铜）的克数。铜价主要用于鉴别纤维素C1还原基的多少以及链的长短。纤维素分子水解、氧化后聚合度下降，暴露出更多的还原基团，铜价增大，耐久性下降。二、 纸张老化(aging)（一）张老化的概念：在外界各种不利环境作用下，纸张主要化学成分发生不可逆的化学变化，从而使纸张性能下降的过程。微观表现：纤维素、半纤维素和木质素的化学结构发生变化；宏观表现：纸张泛黄，白度下降；机械强度下降；铜价上升；酸度上升PH值减小。（二）纸张老化原因 1. 老化的内因 （1）主要化学成分的变化 维素和半纤维素水解、氧化、氧化降解、光解、光氧化作用木质素氧化和光解反应 纤维素半纤维素木质素（表示分子稳定性，不宜老化程度）（2）纸张内部的有害物质 生产过程中残留的酸、氧化剂、施胶明矾、金属离子等 2老化的外因高温、高湿、光线、酸、氧化剂、微生物等加速发生水解、氧化和光解反应。（三）人工老化试验(accelerated aging test) 人为给纸张不利的外因条件，加速纸张老化速度，测出纸张白度