包装材料学 第一章.造纸原料

包装材料学

金海霞

九江学院机械材料学院金海霞九江学院机械材料学院纸包装材料金海霞九江学院机械材料学院包装材料学第一节纸张的制造一、造纸的基本原料二、造纸植物纤维的组成三、造纸NextBack金海霞九江学院机械材料学院纸张的制造NextBack概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院从纤维悬浮液中将纤维沉积到适当的成型设备上，经干燥制成的平整均匀的薄页一、纸的定义二、纸的分类（一）按定量或厚度分定量≥225g/m2或厚度≥0.1mm定量<225g/m2或厚度<0.1mm纸纸板：纸：NextBack纸张的制造概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院（二）按用途，纸或纸板又进一步分为纸NextBack纸张的制造概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院三、纸和纸板的规格尺寸和计量

宽度尺寸：1575mm、1092mm、880mm、787mm，尺寸误差不许超过±3mm尺寸：880×1230mm、880×1092mm、787×1092mm、787×960mm、690×960mm、850×1168mm，尺寸误差不许超过±3mm3、纸和纸板的计量：1、卷筒纸2、平板纸对卷筒纸常用吨计量，平板纸除用吨外，还用令计量。

1令=500张NextBack概述纸张的制造包装材料学金海霞九江学院机械材料学院纸板NextBack纸张的制造概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院四、纸和纸板在包装中的地位纸和纸板在包装材料中所占比例最大2002年我国主要包装材料的产量NextBack纸张的制造概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院人均纸和纸板的消费量是衡量一个国家经济发展和工业水平的重要指标2002年美国人均纸和纸板的消费量为306.5公斤，居世界第一。日本为242.8公斤，居世界第五。

我国仅为29.0公斤，低于世界人均纸和纸板的消费量51.8公斤的平均水平.

NextBack纸张的制造概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院全球主要包装材料的比例NextBack纸张的制造概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院五、纸包装材料的特点4、无二次环境污染，易回收利用或降解。主要优点：1、原料来源丰富，价格较低廉；3、纸容器易加工成型，结构多样，印刷装潢性好，包装适应性强；2、纸容器重量较轻，可折叠，有一定的韧性和抗压强度，弹性良好，有一定的缓冲作用；NextBack纸张的制造概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院2、耐水性差;主要缺点：1、阻隔性低；NextBack3、强度较低，尤其是湿强度低。五、纸包装材料的特点纸张的制造概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院六、纸包装材料在包装中的应用纸盒瓦楞纸箱NextBack纸袋纸浆模塑制品蜂窝纸板等纸张的制造概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院

1871年，美国人申请了瓦楞纸板专利，1894年研制成功第一只瓦楞纸箱，1902年双瓦楞纸箱正式作为铁路运输包装箱七、纸包装材料的发展史和前景（一）、纸包装材料的发展史

公元105年，蔡伦发明造纸术

公元8世纪，阿拉伯人获得造纸术，尔后经西班牙、法国传到世界各地

1799年，法国人发明长网造纸机。1808年，英国人发明圆网造纸机。造纸工业飞速发展。NextBack纸张的制造概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院（二）纸包装材料的发展前景1.纸包装材料是公认的绿色包装材料，随着民众环保意识的增强，纸包装愈来愈受到重视；2.纸包装材料通过二次加工，朝多功能的方向发展。3.纸包装材料朝低定量的方向发展。NextBack七、纸包装材料的发展史和前景纸张的制造概述包装材料学金海霞九江学院机械材料学院造纸造纸工艺过程制浆纸浆

植物

纸NextBack纸张的制造包装材料学金海霞九江学院机械材料学院

木材废纸甘蔗棉花

小麦NextBack一、造纸原料纸张的制造包装材料学金海霞九江学院机械材料学院造纸原料以植物纤维原料为主，还包括一些合成纤维、金属纤维和矿物纤维。针叶木：如云杉、冷杉、红松、马尾松等阔叶木：如杨木、桦木、桉木、枫木等禾草类：稻麦草、芦苇、甘蔗渣、竹类等韧皮纤维：如亚麻、红麻、桑皮等种毛纤维：棉纤维、棉短绒等植物纤维木材非木材废纸（二次纤维）NextBack纸张的制造一、造纸原料包装材料学金海霞九江学院机械材料学院植物是由多种多样的细胞组成，其中纤维状的细胞是最好的造纸原料。（一）、植物纤维原料的形态与性能纤维状的细胞是一种厚壁细胞，简称纤维。特点是：中空，细长，呈纺锤状。NextBack纸张的制造一、造纸原料包装材料学金海霞九江学院机械材料学院1、木材纤维形态与性能 纤维细胞比较单一，杂细胞少，细胞壁较薄，纤维较长。针叶木：纤维细胞主要是管胞，平均长度3-4mm，宽度为0.03mm。NextBack适合抄造强度大的纸和纸板。（一）、植物纤维原料的形态与性能纸张的制造一、造纸原料包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack纸张的制造一、造纸原料包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack纸张的制造一、造纸原料包装材料学金海霞九江学院机械材料学院纤维细胞主要是木纤维，除纤维细胞外，还含有大量的导管等非纤维细胞，纤维平均长度1.0mm，宽度为针叶木的1/2-1/3。阔叶木适合抄造表面平滑，不透明度高，而强度要求低的纸张。NextBack纸张的制造一、造纸原料包装材料学金海霞九江学院机械材料学院2.非木材纤维的形态与性能适合于抄造强度要求不高的纸张，或与长纤维木浆配抄。禾草类：纤维细胞含量少，含有大量的杂细胞。纤维细且短，胞腔小，平均长度1.0-1.5mm，平均宽度10-20um。NextBack纸张的制造一、造纸原料包装材料学金海霞九江学院机械材料学院3.二次纤维二次纤维是废纸的回收利用，是混合纤维。NextBack⑴定义⑵

特点和原纤维相比，纤维短小，强度下降，杂质的去除比较复杂。纸张的制造一、造纸原料包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack我国目前对废纸还没有一个很科学、很详细的分类回收办法，各种高质量的废纸和低质量的废纸混在一起被回收上来，因是混合纤维，缺乏一致性，只能用来生产瓦楞原纸、箱板纸、纸浆模塑制品，或用于多层纸板的芯层等低档纸制品。⑶用途纸张的制造一、造纸原料包装材料学金海霞九江学院机械材料学院可以节约宝贵的森林资源，保护环境。NextBack⑷废纸回收利用的意义⑸废纸的种类：混合废纸；旧报纸；旧瓦楞纸箱；白纸边；纸张的制造一、造纸原料包装材料学金海霞九江学院机械材料学院二、

植物纤维组成

纤维素

半纤维素植物纤维木素抽出物碳水化合物灰分NextBack纸张的制造包装材料学金海霞九江学院机械材料学院典型原料的化学成分NextBack化学成分针叶材阔叶材草类纤维素505040半纤维素203030木素302020纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，是细胞壁的骨架物质。NextBack纤维素的分子式为（C6H10O5）n，n称为聚合度，纤维素的来源不同，聚合度不同。

1.

纤维素纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院每个基环上有三个醇羟基；纤维素分子的两个末端羟基性质不同,右端的葡萄糖基中第一碳原子上的羟基具有潜在的还原性。（1）纤维素的化学结构NextBack纤维素是由许多D-吡喃式葡萄糖基相互以

1,4-β-甙键连接而成的线型高分子化合物。纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院由于甙键的存在，纤维素易发生水解反应；由于醇羟基的存在，纤维素易发生氧化反应、酯化反应和醚化反应。（2）化学性质NextBack在一定条件下，纤维素可与浓碱反应，生成碱纤维素。纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院由于纤维素含有大量的羟基，使纤维素大分子之间和内部存在大量的氢键。（3）氢键氢键-C-OH纤维素分子-C-OH纤维素分子NextBack纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院纤维素超分子结构理论认为：纤维素是由结晶区和无定形区交错联结而成的二相体系。（4）纤维素的物理结构NextBack纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院在结晶区，纤维素大分子的排列具有完全的规则性，结合的比较紧密；NextBack在无定形区，纤维素分子链的排列不具有规则性，结合的比较松散；结晶区与无定形区无明显的绝对界限。（4）纤维素的物理结构纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院吸湿与放湿只能发生在非结晶区，在结晶区，由于分子上的羟基形成了氢键，所以，水分子不能进入。NextBack纤维素的吸湿能力取决于亲水性羟基的多少，纤维素的非结晶区的多少，以及非结晶区内大分子排列的疏密程度。

（4）纤维素的物理结构纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院①色泽：纤维素本身为白色；②比重：1.5-1.56；（5）纤维素的物理性质NextBack③各向异性：纤维素的各个方向的物理力学性质不同；Z向横向纵向纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack吸湿现象:纤维素大分子含有大量的羟基，使纤维素大分子之间和内部存在大量的氢键。羟基是较强的亲水性基团，能吸着空气中的水分子。（5）纤维素的物理性质纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack干缩湿胀根据纤维素的物理结构，被吸附的水分子只能进入非结晶区的纤维素分子链之间，纤维素水分的减少或增多必然会改变纤维素分子链之间的距离，靠拢或拉开，从而导致收缩或膨胀。因为吸水性的羟基存在于分子链之间，所以，收缩与膨胀也只限于非结晶区的分子链之间，而不会发生在纤维素分子的轴向。

（5）纤维素的物理性质纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack滞后现象相对湿度含水率放湿吸湿在同一相对湿度下，吸湿时水分的吸着量低于解吸时水分的蒸发量，也就是吸湿时的平衡含水率低于解吸时的平衡含水率。

（5）纤维素的物理性质纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack纤维素不溶于水，溶于氢氧化铜氨溶液。（5）纤维素的物理性质纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院半纤维素同纤维素、木素一起构成植物细胞壁。半纤维素增加细胞壁的刚性。2.半纤维素NextBack⑴半纤维素的定义植物细胞壁中除纤维素（果胶质、淀粉除外）的非纤维素碳水化合物，称为半纤维素。⑵半纤维素的作用纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack半纤维素呈纤丝状结构，半纤维素在细胞壁中，基本上平行于纤维素排列，在纤维素和木素之间起联接的作用。⑶半纤维素的形态及排列方式2.半纤维素纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院半纤维素不是由一种糖基组成的均一聚糖，而是由不同的几种糖基组成的聚合物。NextBack常见的几种糖基有：D-葡萄糖基、D-半乳糖基、D-木糖基、D-甘露糖基、L-阿拉伯糖基、D-葡萄糖醛酸基等。⑷半纤维素的构成纸张的制造二、

植物纤维组成2.半纤维素包装材料学金海霞九江学院机械材料学院⑸针叶材与阔叶材的半纤维素NextBack针叶材与阔叶材的半纤维素有些共同点，但针叶材的半纤维素在结构上比阔叶材复杂一些。针叶材主要含有：D-葡萄糖基、D-半乳糖基、D-甘露糖基、D-木糖基、L-阿拉伯糖基、D-葡萄糖醛酸基；阔叶材主要含有：D-葡萄糖基、D-木糖基、D-甘露糖基。纸张的制造二、

植物纤维组成2.半纤维素包装材料学金海霞九江学院机械材料学院④半纤维素的聚合度比纤维素低得多，在150-200之间，易于水解，易溶于氢氧化钠溶液。

⑹纤维素与半纤维素的比较NextBack①纤维素是由单一的糖基组成的均一聚糖，而半纤维素是由两种或两种以上不同的糖基组成的聚糖；②纤维素是典型的线型聚糖，而半纤维素主要是线型结构，但带有各种短侧链；③半纤维素的吸湿性和润胀性比纤维素高；纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院3、木素木素是由苯丙烷结构单元构成的具有三维网状结构的天然高分子化合物。在细胞壁中起加固作用。NextBack木素呈球形小粒，集聚成为球形聚集体。木素在140-150℃开始软化，冷却后变硬，性脆，易成粉末，在水和有机溶剂中的溶解度很小。

（1）物理性质纸张的制造二、

植物纤维组成包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack木素有三种结构单元，愈疮木基、紫丁香基和对羟基苯，它们通过醚键和碳碳键连接，形成木素大分子。各种基本单元的多种连接方式，使木素结构复杂多样，没有规则性。（2）木素的结构纸张的制造二、

植物纤维组成3、木素包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack（3）化学性质亲核取代反应：化学法制浆的基本反应。亲电取代反应：纸浆漂白的基本反应。氧化反应：纸浆漂白的基本反应。

木素可与多种化学试剂发生化学反应：纸张的制造二、

植物纤维组成3、木素包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack酸性介质中的亲核取代反应：①具有二烷基醚、烷基芳基醚结构的木素分子生成烊盐；②醚键断裂,生成正碳离子；③亲核试剂攻击正碳离子,生成可溶性的木素磺酸盐。碱性介质中的亲核取代反应：①苯环上的酚羟基的氢离子脱出，酚羟基以阴离子形式存在；②苯环侧链上的醚键断裂。纸张的制造二、

植物纤维组成3、木素（3）化学性质包装材料学金海霞九江学院机械材料学院NextBack亲核试剂亲核性参数EH2OOH-SO3H-SO32-S2-

1.00

1.652.272.573.08常用的亲核试剂的亲核性