第七章纸和纸板的结构及

第七章纸和纸板的结构及第1页，共36页，2023年，2月20日，星期三第一节纸和纸板的结构研究目的：改进质量、为开发新产品打基础1.纸和纸板结构的概念及特点概念：纸和纸板不是最后成品，而是材料纸和纸板是网状体构造，是人为的结构。过程：制浆过程打浆抄纸原料原来的结构形态（自然结构）破坏重新组织人为结构第2页，共36页，2023年，2月20日，星期三反映纸结构情况的：结合力、多孔结构、两面性、三维结构、匀度等特点：具有多相复杂结构结构间有结合力具有复杂的多孔结构具有三维结构具有两面性第3页，共36页，2023年，2月20日，星期三2.纸和纸板的三维结构纵横向、Z向纵横向差：原因、减少的途径（前面已讲）判断纵横向的几种方法：◆肉眼判断◆改变纸的水分，纸张的变形◆抗张强度差异◆耐破破坏裂缝方向◆挺度差异第4页，共36页，2023年，2月20日，星期三纸和纸板的Z向结构

特点：层状叠和结构，竖向纤维很少相互交织Z向强度：即Z向抗张强度，分开层间单位试样面积所需的力—内部结合强度的度量－小，印刷掉毛掉粉影响Z向强度的因素：纤维的结合强度，长度和本身强度影响很小。测定：P395Scott测定仪和ZDT试验仪第5页，共36页，2023年，2月20日，星期三Scott测定仪测定的是功第6页，共36页，2023年，2月20日，星期三ZDT试验仪测定的是力第7页，共36页，2023年，2月20日，星期三对纸使用性能的影响Z向强度提高，纸的不透明度提高，紧度、平滑度下降；吸收性和柔软性增加，耐折度提高，戳穿强度下降。提高Z向抗张强度的途径适当提高打浆度增加纸的厚度、定量第8页，共36页，2023年，2月20日，星期三采用高浓成形增加湿压加干强剂生产纸板时，注意各层的上浆量和结合时的干度第9页，共36页，2023年，2月20日，星期三第二节纸和纸板的性质1、纸和纸板的功能性质纤维赋予的和生产过程赋予的纤维自身性质决定的纸的功能性质吸附和散射性－微细结构亲水性－具有羟基氢键结合能力与强度柔软性可燃性色泽功能第10页，共36页，2023年，2月20日，星期三纤维交织形成的多孔性加入功能性物质所获得的：施胶、加填等2、与纸和纸板有关的性质2.1匀度概念：在一定面积上质量或定量的真实分布状况—是各个微细部分定量、厚度的差别程度第11页，共36页，2023年，2月20日，星期三测定目测法、匀度测试仪：光透射法、β-射线透射法、β－射线照相法影响匀度的主要因素纤维的物化特性：长短，柔软性非纤维添加物的影响：带电流送介质的流体力学状态：浓度、流送（流浆箱）、成形第12页，共36页，2023年，2月20日，星期三匀度对纸和纸板性质的影响影响纸的外观：易卷曲、印刷质量差、斑点、染色不均匀纸的物理性能的平均数和数值的均衡性：机械强度2.2定量概念：单位面积纸张的质量第13页，共36页，2023年，2月20日，星期三横向定量差表示：绝对定量偏差：最大最小定量差最大百分比偏差：最大最小定量差与平均定量的百分率横幅定量变异系数：定量标准偏差对平均定量的百分率第14页，共36页，2023年，2月20日，星期三定量对纸和纸板性能的影响定量大小的影响：强度、电学性能、光学性能等定量均匀性的影响：性能指标下降改善定量差的方法定量波动主要受匀度和浆料流送设备稳定性影响－流浆箱是至关重要的第15页，共36页，2023年，2月20日，星期三2.3紧度、松厚度、概念：紧度是指单位体积的纸张重量松厚度：单位质量纸或纸板的体积对纸张性质的影响：紧度影响多孔性，吸收透气性、刚性、光学性能、印刷性能、电气性能、机械强度。第16页，共36页，2023年，2月20日，星期三影响紧度的主要因素：纤维的物化特性、纤维的打浆处理、网部脱水成型工艺、压榨、压光、干燥、纸张的其它组分2.4平滑度、两面性平滑度表示纸张表面凹凸平整程度的。平滑度影响纸张的手感、书写的流利性、印刷质量。第17页，共36页，2023年，2月20日，星期三影响平滑度的主要因素纤维的种类、打浆、网案摇振、网目、压榨、压光、填料、表面施胶、涂布等。两面性：原因：网部过滤的选分作用；网的梳理作用；纸浆配比；解决途径：选择适宜的成形网；采用平滑压榨、反压榨、饰面辊、压光；添加助剂；采用好的流浆箱和适宜脱水元件第18页，共36页，2023年，2月20日，星期三2.5多孔性和透气性多孔性表示纸张的孔隙率和孔径分布孔隙有三种形式：通孔、凹穴、内部空隙孔隙率=1-纸张的相对密度/纤维的相对密度透气度是指纸张在一定压力作用下，单位面积单位时间透气的多少。影响透气性的主要因素包括纸张的紧度，纤维的几何形状，纸张的三维结构第19页，共36页，2023年，2月20日，星期三2.6形状稳定性（尺寸稳定性）尺寸稳定性是指纸张水分变化引起纸张尺寸的变化。（伸缩率表示）影响因素：纸浆性质；打浆程度；施胶加填；干燥过程；第20页，共36页，2023年，2月20日，星期三3、与纸和纸板强度有关的性质静态（缓慢受力）和动态（瞬间冲击）强度3.1静态强度：抗张强度、零距抗张强度抗张强度指纸张抵抗张力的强度。纤维强度+结合强度零距抗张强度夹试样的两夹具之间的距离为零时测得的抗张强度。纤维本身的强度，纸张的实际抗张强度很少超过零距抗张强度的75%影响纤维抗张强度的主要因素有：纤维强度、纤维之间结合强度、纤维的长度。第21页，共36页，2023年，2月20日，星期三撕裂强度撕裂强度指用反向平行的撕力施加在与其垂直的纸面上，持续地撕开一个裂口，所需的最低作用力。影响撕裂强度的主要因素：参与撕裂过程纤维的数量：与材料的柔韧性和纤维的长度有关纤维的交织次数：与纤维的长径比有关纤维之间的结合力第22页，共36页，2023年，2月20日，星期三耐破度耐破度：能够承受外力顶压的能力可以将耐破度测试看作是纸张所有方向同步测试抗张强度。影响因素：纤维长度、结合力、纸页匀度、干燥方式第23页，共36页，2023年，2月20日，星期三耐折度耐折度指在一定张力作用下，纸张可折叠次数。影响耐折度的主要因素有：纤维的长度和强度，纤维的结合力，纸张的弹性。第24页，共36页，2023年，2月20日，星期三挺度挺度指抵抗沿厚度方向受力变形的能力。柔软度与挺度成反比影响因素：厚度、紧度、定量；浆料性质、打浆度；水分含量（5～7％）第25页，共36页，2023年，2月20日，星期三抗压溃强度：包括环压强度、平压强度、边压强度环压强度：边缘受压至压溃能承受的最大压力环压强度指数：环压强度/定量平压、边压强度瓦楞纸板测。影响抗压强度的主要因素：纤维的粗细、刚度，纤维之间的交织、水分。第26页，共36页，2023年，2月20日，星期三3.2动态强度少数纸种用抗张能量吸收（韧性）耐摔破性能：纸袋纸戳穿强度：瓦楞纸第27页，共36页，2023年，2月20日，星期三3.3脆性纸或纸板使用过程中，经弯曲、压折时断裂、破碎等即脆表示：脆裂度：纸张按一定条件压折后其抗张强度降低的百分率。影响因素：紧度、纤维形态、微细结构、化学组成第28页，共36页，2023年，2月20日，星期三4、与印刷适性和光学性能有

关的性质4.1表面强度最常用的表面强度是印刷纸张的抗拉毛强度，是指防止纤维、小纤维束、涂料粒子从纸张表面脱离的性能。未加工的纸张的表面强度主要决定于纤维之间的结合力。测定：蜡棒、IGT印刷适性仪（拉毛速度）第29页，共36页，2023年，2月20日，星期三4.2光学性能纸张的光学性能包括：色泽、白度（亮度）、不透明度、光泽度等不透明度：纸张阻止光线透过的能力。不透明度=R0/R∞×100%纸张光泽度指纸张表面镜面反射和慢反射之比。漫反射的光线决定纸张的颜色和白度（亮度）。第30页，共36页，2023年，2月20日，星期三白度指一个不透明的测试纸叠的漫反射因数比率，除以纯氧化镁表面的反射因数。（颜料、填料、浆料对纸张的白度都有影响。）第31页，共36页，2023年，2月20日，星期三5、与液体吸收性有关的性质抗液性能：施胶度、表面吸水量（纸袋纸、包装纸、纸板）液体渗透时间（白纸）透油速度（食品包装纸）吸液性能：应用少毛细管吸液高度、表面吸收速度，吸收质量等第32页，共36页，2023年，2月20日，星期三6、化学性能：特殊纸张用7、电器性能包括介电常数、介电强度（绝缘强度）、介电损耗、电阻等。常见电气用纸包括：电容器纸、线圈纸、电缆纸、导电纸、静电屏蔽纸、透波材料等第33页，共36页，2023年，2月20日，星期三8、环境对纸性质的影响温度、湿度：影响形稳性、收缩、刚度、静态强度二氧化硫、