§111造纸原料及其性能ppt课件

1、第一篇纸包装资料第一章 包装用纸与纸板1.纸包装的开展1852年，美国人弗朗西斯沃勒发明纸袋机。1871年美国人艾伯特琼斯制成单面瓦楞纸板，在此根底上不久便出现了瓦楞纸板箱。1879年美国人罗伯特盖尔发明制造折叠纸盒的模切压痕机，1888年，法国人路易斯埃伯朗又完成了折叠纸盒的联机消费，使纸盒消费到达了高度的机械化和规范化，大大提高了消费效率和质量。 2.纸包装资料的开展进入20世纪，随着包装工业、印刷工业和加工纸技术的不断开展，如今以纸和纸板作为基材，进展各种涂布、浸渍、复合加工，制造出具有各种性能的包装用纸和纸容器。目前，纸和纸板在各种包装资料中已成为运用最为广泛，种类最多，用量最大的包装

2、资料，在很多国家中纸包装资料在包装资料中所占比重已近50%。3.未来纸和纸板的种类高产值的涂布加工纸铜版纸、涂布白板纸等、特种功能纸 如耐水、耐湿、耐高温、耐低压、耐低温的特殊包装纸，高强度低定量的纸及纸板，各种纸包装容器如多层的重型瓦楞纸，各种纸杯、纸罐、纸袋等也将有较大的开展。 4. 纸包装废弃物不会污染环境，易于回收利用。纸容器的原始资料植物纤维，在自然界可以循环再生，取之不尽，用之不竭。因此，纸包装可以称为绿色包装和可继续开展的包装。 纸和纸板包装资料无毒、无味、无污染。1价钱低廉。纸包装资料的特点 纸和纸板的原料丰富而广泛，易进展大批量、机械化消费，废品价钱低廉。用木材制成纸板箱，每

3、制1吨包装纸板用3-4m3木材，可以替代10一12m3木材制成的木材包装箱，降低二倍的板材耗费。2优良的机械性能 纸箱与其他资料的包装容器相比，抗冲击性强，又隔热、遮光、防尘、防潮，能很好地维护内容物。3外表适印性能好 4运输费用低 6.再加工性能好 纸和纸板易于裁剪、折叠、粘合、钉接，既适于机械化加工和自动化消费，又利于手工消费。经过浸渍、涂布、层合、真空镀膜等方法对原纸进展加工，可以得到的加工纸具有比原纸更好的防潮、隔气、遮光、耐油、保香等维护性能，并可以进展热封合。 5符合包装卫生要求7.纸包装容器可以回收再生利用 纸箱的分量轻，只需木箱包装毛重的15%左右，但是纸箱可折叠，占用空间小，

4、装载和捆扎简便易行，既利于搬运和保管，又可以降低运输费用。5.1.1造纸原料及其对纸性能的影响6.一、造纸植物纤维原料的种类 造纸原料的要求：作为造纸原料必需具有抄纸的经济价值，就是说纤维的含量高，提取加工要容易。目前造纸工业所运用的植物纤维原料是根据原料的形状特征、来源和行业习惯来分类的。 1.木材纤维原料 2.非木材纤维原料7.1.木材纤维原料 其树叶多呈针状。以杉、松类树木为主。造纸业最常用的是云杉、冷杉、铁杉、落叶松、马尾松、湿地松、火炬松等。 其树叶宽阔。造纸工业运用最多的是阔叶木中材质相对较软的一些材种，如杨木、桦木、枫木、桉木、榉木、槭木、楹木等。1针叶材原料(2)阔叶材原料8.

5、2.非木材纤维原料非木材纤维原料种类繁多，主要是一年生的农业废料、自然生长或人工栽培的禾本科植物。1禾本科纤维原料 主要有竹类、芦苇、荻、芦竹、甘蔗渣、稻草、麦草等。我国主要以竹、芦苇、获、甘蔗渣及麦草等。2韧皮纤维原料 包括麻类纤维原料如红麻、大麻、黄麻、青麻、芒麻、亚麻、罗布麻等和树皮类如桑皮、檀皮、雁皮、构皮、棉秆皮等两类。3种毛纤维原料 主要是指棉花、棉短绒以及棉质破布等。4叶部纤维原料 植物的叶子含有大量的纤维，具有造纸价值，如龙须草、香蕉叶、龙舌兰麻 如剑麻、灰叶剑麻、香麻等以及甘蔗叶等。 9.二、植物纤维原料的性能 原资料纤维对纸和纸板性能的影响 从纸和纸板的成形机理及性能分析来

6、看，纤维细胞越单一，细胞壁越薄(即壁腔比越小)，纤维越长，越有利于消费出强度较大的纸和纸板，因此针叶木适宜于消费纸袋纸、牛皮纸、牛皮箱板纸等强度要求较大的纸或纸板。 10.二、植物纤维原料的性能 名称纤维细胞非纤维细胞特点包装应用管胞/细胞木质部（横截面积）管胞长度管胞直径木材纤维针叶木93%以上34mm0.03mm木射线管胞、木射线薄壁细胞纤维细胞粗而长；细胞比较单一，杂细胞非常少；纸和纸板强度大。纸袋纸、牛皮纸、牛皮箱板纸阔叶木60%左右1.0mm针叶木的1/2 1/3同上10%易破碎导管约30%纤维细胞细而短；杂细胞非常多；纸和纸板强度较低。表面平滑透明度低强度较低非木材纤维禾本科尖削状

7、1.01.5mm1020m较多纤维细胞细而短；杂细胞非常多；纸和纸板强度很低。强度要求不高的普通文化纸低档包装纸二次纤维废纸混合纤维，成分复杂强度降低，且处理较复杂。11.三、植物纤维原料的化学成分 植物是由纤维素、半纤维素和木素三种主要组分构成，此外还含有单宁、果胶质、有机溶剂抽提物(包括树脂、脂肪、蜡等)及色素等少量组分。 12.1.纤维素纤维素是植物纤维原料最主要的化学成分，也是纸浆、纸张的主要化学成分。纤维素含量的多少是评价原料制浆造纸价值的根本根据，也是决议纤维特征的主要要素。 13.纤维素：C6H10O5n，链状构造。天然纤维素是由许多D-吡喃式葡萄糖基相互以1，4-甙键联接而成的

8、多糖。聚合度n越大，纤维素分子链越长，纤维素物质的强度就越高。纤维素大分子中的每个基环上有三个烃基C2、C3为仲醇羟基，C4为伯醇羟基为亲水基，可以发生氧化、酯化、醚化反响，分子间构成氢键、吸水、润胀以及接枝共聚等。1纤维素分子构造甙烃基上的氢原子容易转位，与氧环的氧结合，使环式构造变为开链式构造，因此第一碳原子便变成醛基，故甙烃基具有潜在的复原性。由于甙烃基的存在，纤维素大分子对水解作用的稳定性降低，在酸性介质中与水作用，可使甙键断裂，纤维素大分子降解。 14.2纤维素的物理构造 在结晶区，纤维素大分子的陈列具有完全的规那么性，由纤维素分子结合生长链段，不易为溶液或反响剂浸透。非结晶区又称无

9、定形区，纤维素分子链陈列的规那么性比较差，普通取向大致与纤维轴平行，结合的较为松弛。易于被溶液浸透，对水解反响敏感。结晶区与非结晶区之间没有明显的界限。纤维素分子链很长，一个纤维素分子链可穿过几个结晶区和无定形区。15.3氢键纤维素大分子之间以及分子内存在大量的氢键，氢键的能量为21-33J/mol，随构成氢键的原子间的间隔而变化。纤维素分子链的聚合度很大,假设所含的烃基都能构成氢键，那么分子间的作用力将非常大。氢键的破裂与重新生成对纤维素物料的性质有艰苦的影响，尤其对纤维素的吸湿性、溶解度有很大影响。16.(4)纤维素的化学性质纤维素最主要的化学性质是降解与氧化，降解主要是酸性水解和碱性降解

10、。纤维素大分子的甙键对酸的稳定性很低，在适当的氢离子浓度、温度下，它将发生部分水解降解或发生完全水解，构成D-葡萄糖。纤维素醇羟基的存在使其能够发生酯化和醚化反响。经过酯化和醚化反响，可以改善纤维素的性质，制造出工业上很有价值的纤维素衍生物，例如:硝酸纤维素、醋酸纤维素、甲基纤维素等。 17.2半纤维素半纤维素是由不同量的几种糖组成的共聚物。常见的几种糖有D-木糖、 D-甘露糖、D-葡萄糖等。其构造比较复杂，通常是以一种或两种糖基构成主链，其它糖基或基团构成支链。如在阔叶木中存在的两种主要半纤维素:聚木糖类和聚甘露糖类，它们分别是由木糖基和甘露糖基构成主链，侧链上连有其它糖基或基团。如聚氧-乙

11、酰基-4-氧-甲基葡萄糖尾酸木糖： A为氧乙酰基，GA为葡葡糖尾酸基，Me为甲基，X代表-D-吡喃式木糖基。 18.纤维素与半纤维素的区别与纤维素比较，半纤维素分子最小，有支链，因此稳定性较差，易吸水润张。对纸浆的性质、加工性能有一定的影响。为了提高木材利用率，半纤维素在普通的制浆方法中是尽量保管的物质。 19.3.木素木素是由苯丙烷构造单元构成的具有三维网状构造的天然高分子化合物，广泛存在于木化植物中。各种植物原料的木素的化学构造是不同的，因此，木素这一名词是代表植物中具有共同性质的一类物质。20.1木素的构造木素构造单元经过醚键和碳碳键衔接，构成空间网状构造的木素大分子。 21.(2)木素

12、的化学性质。木素在植物中主要存在于纤维和纤维之间的胞间层与细胞壁的微细纤维间，作为“胶粘剂和“填充剂。木素是原料颜色的主要来源，其含量多少是制定蒸煮及漂白工艺条件的重要根据。对普通白度要求不高或无要求的纸种如水泥袋、瓦楞纸袋等，在符合产质量量的前提下，可以尽能够的多保管木素，以提高纸浆得率，降低本钱。 在化学制浆时，木素是要求除掉的物质。从构造来看，木素中有些键比较稳定，有些键较易参与化学反响，与不同种类的化学试剂作用，可以发生亲核反响，亲电取代反响和氧化反响。22.4.抽提物包括一部分无机盐、糖类、植物碱、单宁，色素、淀粉、果胶质、脂肪和脂肪酸、树脂和树脂酸、萜烯化合物、酚类以及醇类等物质。

13、这些物质大多溶于水或有机溶剂，在制浆过程中绝大部分已被去除，或作为副产品回收，它们对造纸影响不大。这类物质可被有机溶剂如苯、乙醇、乙醚，或水、氢氧化钠抽提出来，故总称为抽提物。23.纤维素、半纤维素、木素的区别纤维素C6H10O5n由D-吡喃式葡萄糖基组成的多糖，分子量很大，直链。分为结晶区和非结晶区。在结晶区，纤维素大分子的陈列具有完全的规那么性，由纤维素分子结合生长链段，不易为溶液或反响剂浸透。非结晶区纤维素分子链陈列的规那么性比较差，普通取向大致与纤维轴平行，结合的较为松弛。易于被溶液浸透，对水解反响敏感。结晶区与非结晶区之间没有明显的界限。纤维素分子链很长，一个纤维素分子链可穿过几个结

14、晶区和无定形区。稳定性较好，不易吸水润张，是影响纸浆的性质、加工性能的主要成分，制浆过程中要保管的物质。 半纤维素是由不同量的几种糖组成的共聚物，分子量小，有支链，因此稳定性较差，易吸水润张。半纤维素在普通的制浆方法中是尽量保管的物质。木素广泛存在于木化植物中，它是由苯丙烷构造单元构成的具有三维网状构造的天然高分子化合物。 在化学制浆时，木素是要求除掉的物质。24.四、纤维构造木材纤维细胞沿树木轴向严密陈列着，两相邻细胞之间有一层细胞间隙物质称为胞间层。胞间层把各个相邻细胞粘接起来，胞间层的主要化学成分是木素及果胶质等，不含纤维素。将植物原料制成纸浆的过程就是抑制细胞间的粘接作用，使纤维细胞解

15、离的过程。纤维细胞分为初生壁、次生壁和细胞腔，初生壁紧贴着胞间层，是细胞生长期间细胞壁不断增长加厚的结果，初生壁很薄。在细胞停顿生长后细胞壁继续增厚，这时加厚在初生壁的内侧，称为次生壁，次生壁很厚，是纤维细胞的主体。在细胞壁内，纤维素大分子有规那么地陈列聚集成原细纤维，假设干原细纤维组成微细纤维，由微细纤维组成细纤维，再组成纤维。细纤维、微细纤维在细胞壁申的陈列构成了纤维细胞壁的各层。25.The End26.二、植物纤维原料的性能 1木材纤维的性能 2 非木材纤维的性能3. 二次纤维针叶木的纤维有较大的细胞腔管胞而且纤维较长。管胞占针叶木细胞木质部横截面积的93%以上。因此针叶木纤维细胞比较

16、单一，杂细胞非常少。从纸和纸板的成形机理及性能分析来看，纤维细胞越单一，细胞壁越薄(即壁腔比越小)，纤维越长，越有利于消费出强度较大的纸和纸板，因此针叶木适宜于消费纸袋纸、牛皮纸、牛皮箱板纸等强度要求较大的纸或纸板。 阔叶木纤维类型较复杂，纤维细胞仅占树木细胞总面积的60%左右。阔叶木纤维平均长度仅为1.0mm左右，宽度只需针叶木的1/2-1/3。因此阔叶木适宜于消费外表较平滑、不透明度较大，而强度要求较低的纸。可以把两种树木混合在一同，使不同的纤维性能互补。 非木材纤维原料的纤维细胞两端多呈尖削状，胞腔较小，纤维较细而短。非纤维细胞含量也较多，因此，普通只适宜于制造强度要求不高的普通文化用纸低档包装纸等，也可以与长纤维木浆配合抄造某些纸和纸板。韧皮纤维和棉纤维长度普通很长，宽度较小，纤维具有韧性，适宜制造高级纸或工业技术用纸。废纸回收后可以重新造纸。废纸的利用既可以节约木材，同时也可以减轻环境污染。但从废纸中回收的纤维(二次纤维)是混合纤维，缺乏单一性，与原来纤维相比强度有所下降，并且二次纤维原料处置较为复杂。 27.四、纤维构造木材纤维细胞沿树木轴向严密陈列着，两相邻细胞之间有一层细胞间隙物质称为胞间层。胞间层把各个相邻细胞