第七章纸板的结构

第七章纸和纸板的

结构及结构/纸页结构的特征表述纸张是由随机散乱的纤维排列而成，纤维一般平置于纸张平面内，很少有厚度方向的排列，同时在顺纸机的方向排列的纤维多于垂直纸机方向的纤维。纤维的长度较短，纤维之间的交织力较低，纤维之间必须有足够的结合力以提供纸张所必需的强度。纤维的规格和性能都具一定的分散性。因此，纸张是一种多相、非均质、非均匀分布且具有三维结构的网状物材料。表征网状物参数主要有：纤维的规格（长度、长径比等）、纤维物理性能、纤维的几何学定向、纤维结合力（结合面积、结合强度）、多孔性等。即使是采用的纤维原料完全一样，纸和无纺布以及织物结构、性能都有明显的差异。若干常见工程材料的裂断长比较纤维之间的结合理论氢键结合理论高分子材料界面的粘结力：化学主价键力（30kcal/mole）、氢键结合力(5kcal/mole)、范德华力(2kcal/mole)、色散力。纸页干燥、吸水后强度发生巨大变化，并且可以逆转。Brougton和Wang的实验：用一系列不同极性的液体浸渍纸页，纸页的强度与液体的极性成反比，而与液体的表面张力无关。

氢键结合理论Brougton和Wang的实验：纸页在水中成型后，分别采用三种方法干燥：正常干燥，冷冻后升华，用有机溶剂取代水后蒸发。发现后两种处理后纸页强度都比较低。

Campbell的实验：纸分别用水，甲醇，丙醇三种液体浸渍，强度降低依次减小。

Nissan的实验：将纤维表面乙酰化，随着乙酰化程度的增加，纸页强度降低。部分溶出理论在溶液中纤维表面高分子链段部分溶解，在接触区域相互扩散，在溶剂脱除后粘结在一起。植物纤维表面在水中部分溶解，但不溶于丙酮或非极性溶剂，所以在水中能形成强度好的纸页，在丙酮和非极性溶剂中不能形成强度良好的纸张。醋酸纤维正好相反。纸页的固化机理纤维在纸机上沉积成纸页后，随着水分的脱除，在表面张力的作用下，纤维之间的距离越来越小，表面张力在纤维之间产生的压强越来越大，当纤维表面的羟基距离小到2.5-3.5A0以内时，纤维表面羟基中的氧原子与相邻纤维中的氢原子形成氢键结合，使纤维之间相互结合，从而使纸张具有一定的强度。纤维有效结合面积、结合键密度、纤维交织次数、纸页单位体积结合键数量对纸张的各种性能有直接的影响。纤维尺寸、几何形状对纤维结合的影响。纤维可塑性及润涨性对纤维结合的影响。半纤维素对纤维结合的影响半纤维素使纤维细胞壁的可塑性更好，纤维表面的结合更为良好。半纤维素分子由于分子量低，分子链段更为柔顺，使得半纤维素和纤维素通过羟基形成氢键结合更为容易。Aiken实验：在破布浆中添加木糖可显著增加纸张强度，而添加乙酰化的木糖显著降低纸张强度。针叶木的半纤维素对于纤维结合的贡献比阔叶木大。Klinstedt发现纸张强度与碱溶半纤维素含量更相关，而与戊糖含量关系不大。半纤维素含量太高也会降低纸张强度。

纤维素对纤维结合的影响纤维素分子量越大，纤维可以在机械力的作用下充分润涨，细纤维化，增加纤维之间的结合面积和结合强度，从而制造出强度更高的纸张。木素对纤维结合的影响木素分子阻碍水进入纤维细胞壁，限制了纤维的润涨和塑化。木素分子阻碍纤维素之间氢键的形成。木素分子使纤维更加挺硬，纤维之间的交织结合减弱。

水是植物纤维结合的关键水使纤维润涨和塑化。水的表面张力可以使纸张在干燥过程中纤维结合得更为紧密。水是氢键形成的介质，并且可以破坏纤维之间的氢键。纸张结构性能1、两面差（1）纤维几何特征差异造成的两面差◆大纤维未沉积或少量沉积之前，细小纤维从成型网穿过。◆大、小纤维沉积速度的差异。◆在成型后由于真空箱或案棍的作用。（2）染色后两面差（3）填料引起的两面差2、纵横差纤维在成纸过程中，纤维的排列呈一定的方向性，造成纸张强度、吸水膨胀、断裂伸长率也呈一定的方向性。主要是由于浆速和网速的差异造成。园网纸机的纵横差大于长网纸机长网纸机纸张网面纵横差大于毯面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3、纸谦的竖建向（Z向）纸张永竖向洽结构舟特点影响劝纸张澡竖向勺强度层的因刚素竖向秃性质崭对纸幅张性泄能的把影响4、匀前度：脆纤维丘在纸乏张中帽分布邪的均截匀性影响坏的主少要因雾素包念括：扬流送蒙介质竿的流母体力冲学状依态、纠流送蛾介质较的物刊化特辈性、础纤维缠的物富化特策性纤维叨的分疯散因葱子：右相当哭于纤茂维长油度的方球体题所含银纤维伸的根滔数。5、定怀量：找单位猪面积到纸张弊的重迟量吸湿昼性对各纸张犯定量痒的影戏响。定量壁波动陆主要希受匀葡度和态浆料堆流送苹设备桂稳定滩性影童响。定量约波动熊对纸舌张性席能的位重要毕影响秩：价格强度厚度电学炎性能光学仓性能平滑资度、钉摩擦挣因数亏、表球面强保度、诸表面菜导电纱率、乐表面幼液体餐吸收植性、异水分脚含量叛、尘庆埃度集、耐拐久性鼓、吸赖湿润忙涨性稀。6、紧险度（霸松厚谎度）级、多应孔性左和透谋气性紧度垦是指狱单位巷体积篇的纸梨张重短量。影响缎紧度微的主情要因道素：纤维仆的物遗化特勒性流送理介质遣的物副化特倍性纤维惰的打惧浆处篇理网部旺脱水比成型谁工艺压榨压光纸张萄的其炼它组票分紧度伪对纸总张的攀抗张常强度坝、耐专破度碧、撕畅裂度疏、透释气性津、多加孔性湖、吸亲油墨察性、丈不透末明度滨、电漠性能奋、形外稳性克、模古量、荣脆性革等有旬显著兼影响夸。多孔绞性表糖示纸贤张的卡孔隙珍率和越孔径演分布集。孔隙月有三梢种形雷式：tu撇repo躬re惰s,暮r显ec举es硬s,西vo幅id超s孔隙赶率=1足-纸张把的相世对密另度/纤维盐的相班对密增度孔径良分布化通过底汞法造、氮欲法测追定。透气桌度是贩指纸版张在皮一定丢压力资作用察下，蚊单位就面积却单位给时间邀透气葛的多哭少。影响保透气捆性的蓄主要摸因素译包括跟纸张峰的紧愚度，屈纤维岛的几配何形奖状，塞纸张滴的三责维结戏构7、平秀滑度平滑哄度表幅示纸摇张表裹面轮厦廓的端粗燥睡程度费。平滑盘度影哀响纸医张的懂手感泰、书西写的恨流利效性、串印刷房诚质刑量。影响再平滑剥度的魄主要打因素详有纤座维的获种类刑、打献浆、勿网珠案摇浑振、韵网目布、压隶榨、垒压光老、填球料、爽表面宾施胶渠、涂快布等迹。8、尺养寸稳驶定性尺寸需稳定纤性是锡指纸趁张水煌分变斥化引站起纸农张尺末寸的悼变化详。影响竟纸张躺尺寸押稳定咏性的笼主要考因素右：纤我维的捉吸水川性、艇纤维咸之间描的结贱合、杏纤维衰吸水烂变形扩、纸绒张内端部应腹力等孝。1、抗菊张强觉度、阳零距狭抗张排强度抗张绞强度窗指纸鄙张抵羡抗张茶力的逗强度蛾。零距织抗张致强度谊夹试献样的京两夹声具之控间的衫距离创为零临时测盏得的暖抗张损强度傍。影响彩纤维贴抗张概强度条的主畅要因煤素有洲：纤致维强锋度、转纤维很之间朝结合罢强度瓶、纤播维的墓长度肿。1/抗张蛋强度=1良/纤维砌强度+1胳/结合筐强度交织乎因子攻：单滚根纤絮维交稼织的絮几率零距粘抗张续强度虽主要哪与纤咳维本颗身的溜强度裂有关喜，纸誉张的亩实际程抗张火强度找很少孤超过说零距朝抗张穴强度泉的75通%。未漂萍硫酸多盐浆倍：14场00宗0m未漂肤亚硫前酸浆：77趁00御m未漂糟碱法射浆：46形00扣m湿纸碧页抗量张强异度2、撕放裂强透度撕裂抄强度崇指用杨反向世平行仗的撕脱力施未加在狠与其搅垂直构的纸性面上氏，持纲续地抚撕开府一个冻裂口涉，所砍需的跑最低焰作用叙力。影响映撕裂绍强度怒的主察要因滋素：参与鸭撕裂薯过程冰纤维剑的数想量：绝与材惯料的飞柔韧页性和单纤维团的长券度有知关纤维群的交灵织次箩数：菌与纤所维的另长径刻比有富关纤维牺之间愤的结团合力3、耐拼破度耐破煌度通株过一摄个橡堤胶鼓男膜作钉用在酱纸张些上，锋用夹疑盘将杯纸张济圆形助面积厨的周椅边紧呆压住庆，逐执渐增柜加液什压，哥当扩蹈张力境超过饲纸张安的最按大伸坊长度悄时纸扯张被泛顶破尸时压泄力表驼的读柏数。可以宗将耐弃破度附测试君看作叼是纸竹张所颂有方尽向同些步测溪试抗缝张强壳度。4、环撞压强号度影响镜环压奇强度玻的主阿要因渣素：处纤维帝的模遮量，畏纤维滩之间编的结塞合力帜。5、耐密折度耐折雄度指内在一秒定张锦力作住用下梢，纸漂张可既折叠傍次数寨。折叠鹅过程合使纤搬维的祥结合平逐渐击松弛静，从厨而降帅低其途抗张沸强度衫，当娱降低晌到固至定张番力时春，纸驾张被过拉断宿。因此演影响劣耐折税度的码主要兄因素染有：亿纤维择的长胃度，钱纸张青的模查量，夏纤维办的结揪合力贼。6、柔沫软度葬、挺娃度、模可压敢缩性挺度虹指抵终抗沿隔厚度龟方向铁受力净变形妖的能即力。搂柔软原度与酷挺度屿成反出比。影响句柔软盈度的胞主要缩慧因素疫包括茫纤维仇的模菌量、净纤维牢的几介何特书征、架纤维框的结薪合力店、纸铅张的牺密度呢等。7、表如面强疮度最常枯用的钳表面竭强度书是印争刷纸售张的脑抗拉猪毛强存度，孕是指妹防止颈纤维平、小巩纤维探束、听涂料帝粒子舅从纸飘张表返面脱涌离的兔性能端。未加巧工的恳纸张兔的表坚面强倘度主错要决激定与舒纤维康之间叛的结搜合力郊。液体灿吸收切性能涛和水劈燕汽穿跌透性几乎奶所有额的纸哥产品粘都在至一定秒程度昌与液材体相寇接触蹄，因离此纸粉张抗咳液体讲渗透币或者国吸收翻液体梨的能榴力是掉纸张定的重登要性紫能。液体位吸收亦性能灵主要淘影响钢因素省：液广体对使纤维纵表面助的润评湿特受性、瓶多孔偷性液体袄吸收艺性能亿测定驶：测抱定纸月张吸友收一或定容张积液悼体的膝时间窗、一饺定时燥间周昂期内哗吸收滨液体世的容喜积、流测定站液体毒渗入杆纸张页表面众的速教率。水汽踩穿透盼性主仁要指丢空气胡中的夜水汽告穿过港纸张齐的速凤率。水汽肺穿透娇性主祝要影蛋响因瞒素：济多孔属性、潮纤维旺表面榴对水贿的润遭湿性稳。纸张俩的耐垦久性纸张犬的耐弊久性鸡主要膛表现须在三右个方秆面：责返黄拴、强茶度下皱降、坐纤维温素降识解影响怖的主蹲要因桑素：定木素思、半火纤维外素、冷纤维写素、辈光线并、热罚、湿姨度、PH值等光学盗性能纸张告的光绑学性邻能包槐括：照色泽产、白刘度（浩亮度午）、沸不透桂明度颜、光充泽度雨等光线俘照在临纸张译上，演一部邀分反辣射，呼一部舌分透次过，葛还有族一部争分被帅纸张矮吸收造。纸张湖光泽赢度指估纸张忧表面城镜面饥反射储和慢灾反射捏之比谷。漫反潜射的最光线弃决定娱纸张箱的颜涛色和抖白度晓（亮让度）均。白度毯是指慈一个谢不透畜明的骑测试哭纸叠盼的漫币反射打因数净比率船，除追以纯亏氧化籍镁表套面的甜反射变因数虚。（妻颜料骆、填扇料、庭浆料朗对纸因张的满白度桐都有伍影响雅。）白色孩度是拴指白静色光虚总的条反射拣率和陷反射哑波段漫的分趁布均徐匀性臭。透明台度：焰除散苗射透水过的辽光线划之外核，纸历张透寇过光那线的道能力坟。T=扰(R节w-貌R0暑)/哨Rw极×1时00争%不透版明度治：纸樱张阻糊止光其线透若过的攻能力刘。不透奋明度=R氧0/