纸和纸板结构与性能实验指导书09级用.docx
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纸和纸板结构与性能实验指导书09级用
纸张性能及检测实验指导书
编写：
田晓辉
湖北工业大学化学与环境工程学院
2012.9
目录
1.实验目的……………………………………………………………1
2.实验计划…………………………………………………………….1
3.实验要求………………………………………………………….…1
4.实验内容………………………………………………………….1
实验一纸和纸板检测前准备
实验二纸和纸板纵横向和正反面的测定
实验三纸和纸板定量、厚度、紧度的测定
实验四纸和纸板抗张强度和伸长率的测定…
实验五纸和纸板撕裂度的测定
实验六纸和纸板耐破度、湿纸强度的测定
实验七纸和纸板耐折度的测定
实验八纸板挺度的测定
实验九纸板压缩强度的测定
实验十纸张柔软度的的测定
实验十一纸和纸板透气度的测定
实验十二纸张不透明度、白度的测定
实验十三…纸和纸板形稳性测定
实验十四…纸和纸板纸施胶度的测定
实验十五纸和纸板平滑度的测定
实验十六纸和纸板吸收性的测定
5.实验报告要求
一、实验目的
本实验课是轻化工程专业专业课的一个重要组成部分，通过实验过程使学生进一步熟悉纸张几种性能指标的意义，并掌握各种检测仪器的原理、方法和基本操作技术，培养学生动手能力，为学生从事制浆造纸工艺生产、科研打下基础。
二、实验计划安排
序号
实验项目名称
实验项目类型
实验学时
开设对象及
开出要求
1
纸和纸板检测前准备
基本操作训练
2
本科生必开
2
纸和纸板纵横向和正反面的测定
基本操作训练
2
本科生必开
3
纸和纸板定量、厚度、紧度的测定
基本操作训练
2
本科生必开
4
纸和纸板抗张强度和伸长率的测定
基本操作训练
2
本科生必开
5
纸和纸板撕裂度的测定
基本操作训练
2
本科生必开
6
纸和纸板耐破度的测定
基本操作训练
2
本科生必开
7
纸和纸板耐折度的测定
基本操作训练
2
本科生必开
8
纸和纸板平滑度的测定
基本操作训练
2
本科生必开
9
纸和纸板透气度的测定
基本操作训练
2
本科生必开
10
纸和纸板吸收性的测定
基本操作训练
2
本科生选开
11
纸和纸板纸施胶度的测定
基本操作训练
2
本科生必开
12
纸和纸板尘埃度的测定*
基本操作训练
2
本科生选开
13
纸和纸板结合强度的测定*
基本操作训练
2
本科生选开
14
纸和纸板印刷表面强度的测定*
基本操作训练
2
本科生选开
15
纸和纸板湿纸强度的测定
基本操作训练
2
本科生必开
16
纸张不透明度度的测定
基本操作训练
2
本科生必开
17
纸张柔软度的的测定
基本操作训练
2
本科生选开
18
18
纸板戳穿强度的测定*
基本操作训练
2
本科生选开
19
纸板挺度的测定
基本操作训练
2
本科生选开
20
纸板压缩强度的测定
基本操作训练
2
本科生选开
21
纸和纸板白度的测定
基本操作训练
2
本科生必开
22
纸和纸板形稳性的测定
基本操作训练
2
本科生必开
带*号实验本次不做
三、实验要求
学生在实验前必须做好实验预习，否则不允许参加实验。
实验预习主要包括以下两个方面的内容：
1、检查实验预习报告（预习报告按实验报告要求，待实验完成后，填写实验结果，并对实验结果进行讨论）
2、老师在实验前要检查学生的实验预习情况，可采取口头提问的方式了解学生对实验的预习情况。
四、实验内容
实验一纸和纸板检测前准备
1试样的采取
样品是可以代表整体的一张，一卷或一个重量单位的纸或纸板。
通过对样品的检验，可以推断整个物质所具有的性能。
因而采取样品是测试工作最为基础又最为主要的操作。
没有样品就谈不上测试，样品没有代表性，测试结果就没有意义。
采样方法：
GB/T450-2008
2试样的切取
切纸要求：
2.1样品边缘应整齐、光滑、不能有毛刺
2.2保证样品的尺寸精度及样品两个平行边的平行度
2.3试样纵横向相互垂直，最大偏斜度应小于2°
2.4切样时，样品不能叠得太厚，总厚度不超过0.4mm。
3试样的处理：
检验前，试样要经过恒温恒湿处理
处理条件：
相对湿度50±%
温度23±1℃
处理时间：
以达到平衡水平为止（试样水分与空气中的水气达到平衡）即：
当前后两次称量相隔1h以上，且试样称量之差不大于试样质量的0．25％时，就认为试样与大气条件之间达到平衡。
一般纸4Hr
薄纸板＞5~8Hr
高定量和其它纸种（防水处理）＞48Hr
记录当天相对湿度、温度
实验二纸和纸板纵横向和正反面的测定
（一）纸和纸板正反面的测定（GB/T450-2008）
1定义
反面即网面。
纸页与造纸机铜网或成型网相接触的一面。
另一面为正面（即毯面）
2试验方法
可以选用以下方法中的一种进行鉴别。
2.1直观法
折叠一张试样，观察一面的相对平滑性，从造纸网的菱形压痕可以认出网面将试样放平，在人射光与试样约成450角，视线也与试样约成450角的条件下，观察试样如发现网痕，即为反面。
也可在显微镜下观察试样，有助于识别网面。
2.2湿润法
用热水或稀氢氧化钠溶液浸渍试样，用吸水纸将多余溶液吸掉，放置几分钟。
观察两面，如有清晰的网印即为反面。
2.3撕裂法
用一只手拿试样，使其纵向与视线平行，并将试样表面接近于水平放置。
用另一只手将试样向上拉，使试样首先在纵向上撕开。
然后将试样撕裂的方向逐渐转向横向，并向试样边缘撕去。
反转试样，使其相反的一面向上，并按上述步骤重复类似的撕裂。
比较两条撕裂线上的纸毛，一条线上比另一条线上应起毛显著，特别是纵向转向横向的曲线处，起毛明显的为网面向上
（二）纸和纸板纵横向的测定GB/T450-2008
1定义
1.1纵向：
与纸机运行方向相一致。
1.2横向：
与纸机运行方向相垂直。
2试验方法
以下四种方法均可选用，为了准确鉴定，应至少使用两种试验方法。
2.1纸条弯曲法
平行于原试样的边，取两条相互垂直的长约200mm，宽约15mm的纸条，将纸条平行重叠，用手指捏住一端，使其另一端自由地弯向手指的左方或右方。
如果两个纸条重合，则上面的纸条为横向；如果两个纸条分开，则下面的纸条为横向。
2.2纸页卷曲法
平行于原试样的边，切取50mmX50mm见方或直径为50mm的试片，并标注出相当于原试样的边的方向。
然后将试片漂浮在水面上，试片卷曲时，与卷曲轴平行的方向为纸的纵向。
2.3抗张强度鉴别法
按照纸条的强度分辨方向，平行于原试样边切取两条相互垂直的长250mm、宽15mm的纸条，测定其抗张强度，一般情况下抗张强度大的为纵向。
2.4纤维定向鉴别法
实验三纸和纸板定量、厚度、紧度的测定
（一）纸和纸板定量的测定GB/T451.2-2002
1定义
按规定的试验方法，测定纸和纸板单位面积的质量，以克/每平方米表示。
2原理
测定试样面积和它们的质量，并计算定量。
3仪器
3.1切样设备
用切纸刀或专用裁样器裁切试样，试样面积与规定面积相比，每100次中应有95次的偏差范围在1.0%以内。
如发现试样裁切未达到规定，应分别测试每一试样面积计算定量。
3.2D-DLY50型纸与纸板定量测定仪
3.3天平试样重在5g以下的用精度0.001天平
试样重在5g以上的用精度0.01天平
试样重在50g以上的用精度0.1天平
4试验步骤
沿纸幅纵向折叠成1层、5层、10层，然后沿横向均匀切取100×100mm（±0.1mm）的试样至少4叠，分别称取每叠试样的重量
如切样设备不能满足精度要求，则应测定每一试样的尺寸，并计算测量面积。
5结果的表示
按式
（1）计算试样的定量G，以克/平方米表示。
G=M×10........................................
（1）
式中:
M—10片0.01m2试样的总质量，g
6试验报告
试验报告应包括下列项目：
a）本标准号；
b）所用仪器的型号及特征；
c）纸或纸板定量的平均值，修约至三位有效数字；
d）与本标准方法不同的情况。
（二）纸和纸板厚度、紧度的测定GB/T451.3-2002
1定义
1.1厚度
纸或纸板在两测量面间承受一定压力，从而测量出的纸或纸板两表面间的距离，其结果以毫米或微米表示。
1.2单层厚度
采用标准试验方法，对单层试样施加静态负荷，从而测量出的纸或纸板的厚度。
1.3单层紧度
单位体积纸或纸板的质量，由单层厚度计算得出，以克每立方厘米表示。
2原理
在规定的静态负荷下，用符合精度要求的厚度计，根据试验要求测量出单张纸页的厚度，以单层厚度来表示结果。
3测定仪器J-HDY04B（B）电脑测控厚度紧度仪
4实验步骤
4.1单层厚度的测定
将五张样品沿纵向对折，形成10层。
然后沿横向切取两叠1/100m2的试样，共计20片试样。
用厚度计分别测定每片试样的厚度值，每片试样应测定一个点。
如果测定单层紧度，应用天平称取20片试样的质量，并按GB/T451.2计算出定量。
4.2测试步骤
4.21打开电源开关，通电预热30分钟。
4.22按除“复位”键外的任意键，仪器进入待工作状态。
4.23校零：
测头与量砧测量面接触时，按“停”键，再按”对零”键,使显示屏清零。
4.24置入试样定量。
4.25按“测试”键，待测头升起时，放入试样测试。
4.26更换试样，进行下一次测试。
5结果的表示
5.1厚度
计算每片试样的厚度平均值，得到单层厚度。
厚度均以毫米或微米表示，修约至三位有效数字。
5.2紧度
按式（3）计算紧度D，单位为克每立方厘米。
D=G/S（3）
G—试样定量.g/m2
S—试样厚度，μm
报告结果准确至二位小数。
6试验报告
试验报告应包括下列项目:
a）本标准号；
b）所用仪器的型号及特征；
c）测量面间的压力；
d）纸或纸板的单层厚度值；
e）纸或纸板的单层紧度；
f）与本标准方法不同的情况。
实验四纸和纸板抗张强度和伸长率的测定
GB/T12914-2008
1定义
1.1抗张强度
纸或纸板所能承受的最大张力。
1.2裂断长
宽度一致的纸条本身质量将纸断裂时所需要的长度。
它是由抗张强度和恒湿后的试样定量计算出来的。
1.3伸长率
纸或纸板受到张力至断裂时的伸长，以对原试样长的百分率表示。
1.4抗张指数
抗张强度除以定量，以牛顿米/克表示。
2原理
抗张强度试验仪在恒速加荷的条件下，将规定尺寸的试样拉伸至断裂，测量其抗张力，同时记录断裂时的最大伸长率。
3仪器D－KZ（W）30型数显卧式抗张试验机
4实验步骤
切取宽15（允许偏差-0.1mm和+0.2mm15）、长约250mm纵横方向的试样各10条以上
4.1打开试验机右后部的电源开关，使试验机进入待机状态并让试验机经受30min的预热。
4.2设定试验速度。
取1～2个试样试测，观察试样断裂时间。
以试样断裂时间5~30s为依据，确定所需的试验速度。
4.3如需要，按“夹距设置”键设定夹距。
方法为：
——按“夹距设置”键，直显示窗口显示所需夹距；
——按“测试”键，动夹头动作，到设定夹距位置停止，蜂鸣器鸣响。
4.4按“校准”键，使力值显示为零。
4.5在右夹头上夹入一条或多条试样。
4.6轻轻拉直试样，将一条试样的自由端夹入动夹头钳口内，同时观察力值显示值，将显示值控制在1N以内。
4.7按“测试”键，试验机自动完成一次工作循环，结束时会发出两声鸣叫。
4.8记录本次测得的抗张力和伸长量数据。
5结果计算（参照教材）
5.1结果表示
分别计算和表示纸和纸板纵、横向所得的结果。
5.2抗张强度
5.3裂断长
5.4抗张指数
5.5断裂时伸长率
计算试样的平均断裂伸长，以毫米表示。
然后计算断裂时伸长对开始拉伸以前试样长度的百分数，即伸长率。
结果精确至一位小数。
6试验报告
试验报告应包括下列内容：
a）本标准号；
b）所测定纸和纸板的方向；
c）所测定试样的宽度和长度；
d）测定时的拉伸时间；
e）平均抗张强度、裂断长、抗张指数、断裂时的平均伸长率；
f）所用仪器的型号及特征；
g）与本标准的任何偏离。
实验五纸和纸板撕裂度的测定
GB/T455-2002
1定义
1.1撕裂度
将预先切口的纸（或纸板），撕至一定长度所需力的平均值
若起始切口是纵向的，则所测结果是纵向撕裂度。
若起始切口是横向的，则所测结果是横向撕裂结果以毫牛（mN）表示。
1.2撕裂指数
纸张（或纸板）的撕裂度除以其定量。
结果以毫牛顿·平方米/克（mN.m2/g）表示。
2原理
具有规定预切口的一叠试样（通常4层），用一垂直于试样面的移动平面摆施加撕力，使纸撕开一固定距离。
用摆的势能损失来测量在撕裂试样的过程中所做的功。
平均撕裂力由数字来显示，纸张撕裂度由平均撕裂力和试样层数来确定
3仪器DCP-SLY1000纸张撕裂度仪
仪器测量范围分为（50～500）mN
（100～1000）mN
根据试样选择合适的摆，应使测定读数在满刻度值的20%---80%范围内
4实验步骤
切取63（±0.5）×50（±2）mm纵、横向至少各5组
4.1将扇形摆置于待撕位置。
4.2将试样放在两夹纸器钳口内并夹紧。
4.3按一下切纸刀柄，对试样初切口。
4.4按住“测试”键，让扇形摆作一次摆动，在回摆过程中用左手轻握住摆体，将扇形摆放回待撕位置，然后松开“测试”键。
4.5更换试样，作下一次测试。
当试验中有1-2个试样的撕裂线末端与刀口延长线的左右偏斜超过10mm，应舍弃不记。
重复试验，直至得到5个满意的结果为止。
如果有两个以上的试样偏斜超过10mm，其结果可以保留，但应在报告中注明偏斜情况。
若在撕裂过程中，试样产生剥离现象，而不是在正常方位上撕裂，应按上述撕裂偏斜情况处理。
测定层数应为4层，如果得不到满意的结果，可适当增加或减少层数，但应在报告中加以说明。
5结果计算
撕裂度：
试验方向上的平均读数，mN;
撕裂指数应按下式计算
X=F/G
式中:
X—撕裂指数，,mNm2/g
F—撕裂度，mN
G—定量，g/m2
6试验报告
试验报告应包括下列项目：
a）本标准号；
b）使用的仪器型号及特征；
c）试验试样的方向和试验次数；
d）撕裂度和撕裂指数，应取三位有效数字；
e）试样撕裂的层数及撕裂试样是否偏斜或剥离；
f）与本标准规定的方法有何偏离。
实验六纸和纸板耐破度、湿纸强度的测定
（一）纸和纸板耐破度测定GB/T454-2002
1定义
1.1耐破度
由液压系统施加压力，当弹性胶膜顶破试样圆形面积时的最大压力。
1.2耐破指数
纸张耐破度除以其定量，以千帕表示。
2原理
将试样放置于弹性胶膜上，紧紧夹住试样周边，使之与胶膜一起自由凸起。
当液压流体以稳定速率泵入，使胶膜凸起直至试样破裂时，所施加的最大压力即为试样耐破度。
3仪器DCP－NPY1200型电脑测控纸张耐破度仪
4.实验步骤
切取70×70mm的试样10张以上
4.1仪器预热30分钟
4.2调节膜片气缸进气压力：
压力表＜0.20MPa
4.3按“定量设置”键，置入被测试样定量。
4.4将试样放置在仪器下夹环上。
4.5按“测试”键，仪器自动完成一次工作循环。
4.6.更换试样进行下一次试验，直至一组试验完毕。
5结果的表示
5.1平均耐破度p，以千帕表示。
5.2耐破指数以千帕平方米/克表示，由式
（1）计算得出。
X=p/g····························
（1）
式中:
p—耐破度平均值，kPa;
g—试样定量，g/m2
耐破指数应精确至三位有效数字。
6试验报告
试验报告应包括如下项目:
a）本标准号；
b）使用的仪器型号及特征；
c）耐破度平均值，精确至1kPa；
d）任何与本标准的偏离。
（二）纸和纸板湿纸强度的测定GB/T465.1-2008
1定义
1.1按规定时间浸水后耐破度
规定的试验条件下，经水浸泡一定时间后，单层纸和纸板被顶破时所能承受的最大压力。
1.2按规定时间浸水后耐破度保留率
规定的试验条件下，单层相同纸或纸板浸水后与浸水前耐破度的百分比。
2.实验步骤
2.1浸水:
试样浸水时，要将试样彼此分开，且不要使试样接触水槽的底和边。
上顶边应置于水面下25mm左右处。
浸泡到规定时间后，从水中取出试样，轻轻地用滤纸或吸墨纸将试样中多余的水吸掉，并立即做试验。
2.2浸水时间:
根据产品标准要求确定浸水时间，一般为0.5h，lh，2h.
2.3测定
试样浸泡到规定时间后迅速在仪器上测定耐破度，可以是单层，也可以是多层，一般当耐破度值小于35kPa时，应用多层的样品使耐破度值在35kPa以上。
纸张的正反面应各做5次试验。
如果测定耐破度保留率，则应该做同样数量的干耐破度。
3试验结果的计算
3.1浸水后的平均耐破度按下式计算:
Pw=B/N
式中:
Pw—平均耐破度，kPa;
B—为多层试样平均耐破度，kPa;
N—一次测定的试样层数。
3.2可以用浸水后平均耐破度保留率表示，按式计算:
R=（Pw/p）*100%
式中:
R—保留率，%;
Pw—浸水后试样平均耐破度，kPa;
P—同一试样干耐破度，kPa,
4试验报告
试验报告应包括如下内容：
a.本标准编号；
b.试验浸水时间、测定试样层数；
c.所用仪器的型号及特征；
d.结果的平均值取三位有效数字；
e.任何与本标准不符之处。
实验七纸和纸板耐折度的测定
GB/T457一2008
1定义
1.1双折叠
试样先向左折，然后在同一折印上再向右折，试样往复一个完整来回。
1.2耐折度
耐折度是指纸或纸板在一定张力下所能承受往复1350的双折次数，以往复折叠的双折次数或按以10为底的双折次数对数值表示。
2原理
一个窄纸条在标准状态下受到纵向张力向左及向右折叠，直至纸条断裂。
3仪器DCP－MIT135A型电脑测控耐折度仪
4.实验步骤
切取140×15mm的试样纵、横向至少各10张以上
4.1插上电源插头，按下电源开关，通电预热30min。
4.2选择折叠张力。
一般纸张为9.81N，纸板为9.81N或14.72N。
4.3按下张力杆，使指针对正张力标尺上所需的张力，并旋紧制动螺钉。
4.4将试样竖直夹持在上、下夹头之间，松开制动螺钉，放松张力杆，对试样施加张力。
4.5按测试键，开始测试直到试样断裂，试验停止，显示窗显示测试结果（双折次数）。
4.6松开上、下夹头，取出被折断的试样。
4.7重复以上步骤，进行下一次试验，直到一组试验完毕。
5结果的表示
计算每次读数的对数（以10为底），并分别计算纵、横向结果的平均值。
如有要求，应报告耐折次数，并分别计算纵、横向耐折度平均值的反对数。
如需报告双折叠次数，则应在结果中注明双折
6试验报告
试验报告应包括以下项目:
a）本国家标准编号；
b）根据需要分别报告纵、横向测定值的算术平均值。
计算结果对数值修约至二位小数，双折次数修约至整数；
c）试验所用弹簧张力；
d）试验所用的仪器型号及特征；
e）任何与本标准方法有偏离的情况；
实验八纸板挺度的测定
GB/T22364--2008
1定义
挺度：
在标准条件下，弯曲一端夹紧的规定尺寸的试样至150角时的力或力矩。
以mN或mN.m表示。
2原理
通过测量一端被夹的试样弯曲至给定角度时所需要的力或力矩，该力作用在恒定的弯曲长度上。
3仪器J—TDY500A型纸板挺度测定仪
4.实验步骤
将试样切成长70mm，宽38mm士0.2mm的长方形，纵、横向每个各需要5片试样。
4.1将试样一端垂直地夹持在夹纸器的钳口内，试样中心平面应与夹纸器上部刻线对齐
4.2将试样另一端置于推纸架的二个小辊之间，按试样的不同挺度，通过更换重砣选择测定范围，使得试样在负荷盘上的读数在20至70刻度之间。
4.3按动左右开关，角度盘转动，至摆的中心刻线与角度盘上的150刻线重合时，关闭开关，记录摆的中心刻线所指的力度盘刻度值。
若仪器设计可向两侧面弯曲，试样向一侧弯曲至150角时，立即读数，然后试样再经过零点位置向另一侧弯曲150角，读数，取二个方向读数的平均值。
4.4更换试样，进行下一次测试。
5结果的表示
挺度值以mNm为单位，挺度测量应以两个方向弯曲试样至150角时的算术平均值报告结果。
结果修约至三位有效数字。
6试验报告
试验报告包括下列内容：
a）本标准编号；
b）使用的仪器型号及特征；
c）平均挺度，用毫牛顿或毫牛顿·米表示，修约至三位有效数字；
d）如弯曲角度不是150,需注明；
e）与本标准偏离的任何条件。
实验九纸板压缩强度的测定
GB/T2679.8一1995
1定义
1.1环压强度
环形试样边缘受压直至压溃时所能承受的最大压缩力，以kN/m表示。
1.2环压强度指数
平均环压强度除以定量为环压强度指数，以N·m/g表示。
2原理
一定尺寸的环形试样在一定的加压速度下平行受压所能承受的最大压力。
3仪器DCP-KY3000电脑测控压缩试验仪
4.实验步骤
.4.1用专用切纸刀冲切宽12.70±0.1mm、长152.0±0.2mm的试样纵、横向各10条
4.2在厚度仪上测定试样的厚度，根据试样厚度选择相应尺寸的中心盘，将选择好的中心盘装入试样座中。
4.3将试样沿试样座的缺口插入，在试样插入一部分后，用手拉住在槽内的试样另一头，沿圆弧方向转一圈，至试样进入试样座且试样接头错过试样座缺口为止。
4.4 用手轻拍试样端面，确保试样落入试样座的底部。
注意用力一定要轻，不能损伤试样。
4.5按“△”或“▽”键，置入被测试样定量,按“定量设置”键确认并退出。
4.6按“上”或“下”键，至上下压板间距离适当时按“停”键，设置下压板初始位置。
4.7按“测试”键，仪器自动完成一次工作循环，测试结果显示在显示屏上。
4.8更换试样进行下一次试验，直至一组试验完毕。
5结果的表示
5.1分别计算纵横向力的平均值F（N）,
5.2环压强度
按下式计算环压强度:
R=F/152
式中:
R—环压强度，kN/m;
F—试样压溃时读取的力值，N;
152—试样长度，mm,
报告平均环压强度R，精确至0.01kN/m,
5.2环压强度指数
如需要可按下式计算环压强度指数，精确至0.1N·m/g
Rd=1000R/w
式中:
Rd—环压强度指数
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