纸和纸板结构与性能.docx

1、纸和纸板结构与性能纸和纸板结构与性能.湖北工业大学09轻一第一章纸的含义：根据中华人民共和国国家标准（GB4687-84）规定，所谓纸就是从悬浮液中将植物纤维矿物纤维动物纤维化学纤维或这些纤维的混合物沉积到适当的成型设备上，经干燥制成的一页均匀的薄片。第一代纸：以纤维素纤维为主构成的纸。第二代纸：合成纸。以化工树脂等为基材制成的纸。成膜纸型化处理第三代纸：功能纸。 采用某些特殊材料，抄出具有某些性能的新纸种。如：气味吸收纸、太阳能保温化、金属纤维纸（钢纸）、发热纸、陶瓷纸。 纸张的功能性质 纸张的功能性质就是那些与纤维性质有密切关系的性质。吸湿性显著，吸水性大。纤维纤维素葡萄糖基游离羟基 吸附

2、极性水分子提高纸页的孔隙率，可以抵挡一部分单根纤维对纸页的影响。有氢键结合；有强度；显白色；有柔软性；易燃性3、纸张结构的特点?（1）具有多相、复杂的结构要素成分。（2）纸的结构要素之间具有结合力。（3）具有复杂的多孔结构。（4）具有三维结构的结构要素。纤维的排列方向不同， 不同尺寸的纤维分布不同，辅料分布不同。（5）大多数纸的结构都具有两面性。 4 为什么纸张的强度小于造纸纤维的强度？纸张的强度主要取决于纤维间的结合强度；而纤维间氢键结合的前提是具有游离状态的羟基，纤维中能够游离出来的羟基只占纤维总羟基的0.5-2%，而98%的羟基体现的是纤维本身的强度。因此，纸张强度小于造纸纤维的强度。

3、1造成纸张纵横向差别的原因。 答：纤维大多数是纵向排列：（反面：纵向排列纤维数量是横向的10倍；正面：纵向是其他方向的2倍）；在干燥时纵向纸张所受张力交大； 受浆速与网速关系的影响。由于纸张具有方向性，因此纸张的抗张强度和耐折度，纵向比横向大；撕裂度和伸长率则是横向比纵向大。2怎样鉴别纸张的纵横向？（1）纸条弯曲法平行切取两条互相垂直的纸条，将其重叠，用手指捏住一端，使另一端自由地弯向左方或右方，如果两个纸条分开，则下面的纸条为纸的横向；如果两个纸条弯向另一方，则上面的纸条为横向。依据：纵向的挺度大于横向的挺度。（2）纸页卷曲法平行的切取方形或圆形试片，并标出相当于原试样边的方向，然后将试样片

4、漂浮在水上，试样片卷曲时，与卷曲轴平行的方向为纸的纵向。依据：横向润胀大于纵向润胀。(3)抗张强度鉴定法平行地切取两条互相垂直的纸条，测定其抗张强度，一般情况下，抗张强度大的为纵向。（4）纤维定向鉴别法根据纸张表面的纤维排列方向，特别是网面上的大多数纤维，是沿纵向排列的，来鉴别纸或纸张的纵横向。3改善纸张纵横向差别的主要途径1）调节、控制好浆速与网速的关系。（2）采用网案摇振并合理调节振幅和振次。（3）调节干燥过程中纸幅的牵引力和干毯的张紧程度。（4）改进圆网纸机：采用各种改进式圆网槽；采用侧流式网槽；采用喷浆成形式圆网。竖向结构的特点， 造成层结构的原因？ 纸和纸板的竖向是指其厚度的方向，竖

5、向结构的主要特点是层叠性。 造成层结构的原因：（1）纸页成形的机理主要是过滤机理。纤维呈单体状态在网上沉积，在沉积过程中，纤维受到沿垂直方向的重力、脱水元件的推吸力。（2）纸和纸板的厚度比纤维长度小得多。纤维长度比纸张的厚度大10-20倍，对于厚纸板，是由多网形成的，每个网笼形成一层纸，然后重叠起来，虽然纸板的厚度接近或超过纤维长度，但每一层纸的厚度仍小于纤维长度。4影响Z强度的因素（1）纤维平均长度、单根纤维长度对Z强度的影响很小，可忽略。（2）Z强度不受纤维强度的影响。（3）Z强度与紧度的关系。提高紧度，Z强度增加。（4）纤维竖向排列情况对竖向性质的影响很大。5造成纸张两面性的原因沿纸的厚

6、度方向纤维定向排列是不同的；纸料在成形过程中的选分和洗刷作用；纸浆的配比；纸张正面容易高度着色的细小纤维的浓度比较大，造成纸张两面颜色的差别。纸的匀度6改善纸张两面性的途径（1）用案板代替案辊。（2）采用光泽压榨、反压榨。（3）用施胶压榨进行两面施胶。（4）采用助留剂。1分析打将对纸张匀度的影响打浆度增加，纤维絮聚减少切断、润胀从某一打浆度开始，打浆度增加，纤维絮聚增加纤维的细纤维化：比表面积增加，接触点增加。滤水速度下降：脱水时间延长，引起再絮聚。打浆度进一步提高时，长纤维粘状浆絮聚加重：这主要是由于细纤维化增加了絮聚的可能性；短纤维粘状打浆减轻絮聚：由于纤维切断和润胀的共同效应，有可能抵偿

7、表面细纤维化的影响，从而减轻絮聚。2使用PEO应注意哪些问题？PEO聚氧化乙烯，白色粉末。使用PEO注意的问题：（1）分子量和用量 PEO分子量一般在400万左右，用量0.1%左右。（2）放置在阴暗、干燥的地方，避免与阳光空气接触，否则易氧化。（3）溶解PEO时，粉状PEO应均匀分散与雾状水膜混合。（4）稀释过滤：PEO用10倍水稀释，用4060目过滤。（5）加入位置：PEO最好在纸机前的高位箱加入。（6）加入PEO后，有时会产生泡沫，应加消泡剂。3怎样改善纸张的匀度？（1）产生微湍流。（2）改善纸料性质（纤维长度、打浆）。（3）合理控制上网浓度。纸页越薄，对匀度要求越高，上网浓度越低。（4）

8、加入添加剂阻聚剂（纤维分散剂）纤维分散剂的主要功能：提高成纸匀度；增加水溶液的粘度；吸附在纤维表面；有一定的热解性。阻聚剂主要分为植物粘液和合成粘液。4产生微湍流的途径：微湍流发生器1试样检测前为什么要进行处理？试样温湿处理的条件？其处理时间是怎样确定的？处理原因：纸和纸板是由纤维和其他少量辅料抄造而成的。纤维之间的空隙及纤维自身的毛细管作用，尤其是植物纤维所具有的亲水性使得纸和纸板的含水量随周围环境的温度、湿度变化而变化。含水量的变化对纸和纸板的许多物理性能都有影响。所以只有在含水量一致的情况下，测试纸或纸板的物理性能指标才有可比性。处理条件：大气条件应是相对湿度（502）%和温度（231）

9、。处理时间：将切好的试样挂起来，以便恒温恒湿的气流能自由接触到试样的各面，直到水分平衡。一般只要在此环境中处理4h;薄纸板至少要处理58h；高定量或其他纸种要48h或更长时间。2新闻纸轻量化的意义及轻量化对纸张质量的影响新闻纸的轻量化可保护森林资源、降低报纸成本，、增加印刷使用面积，减少报刊邮费因此是新闻纸未来的发展趋势。影响：1纸张轻度下降2不透明度下降3挺度下降4在纸机横幅方向的横幅方向的纸质变化率大3厚度测定仪的工作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来表示结果。4试分析影响影响纸张紧度的因素及这些因素对纸张强度的影响影响结合程度的因素：纤维本身

10、特性（木素、半纤维素）、打浆（打浆度、打浆方式）、湿压强度（压榨方式、辊面硬度）；填充于纸页空隙的物质：填料、树脂、淀粉；压光：纤维柔韧性、水分。5影响透气度测定结果的因素（1）密封性（2）测量面积（3）试样正反面（4）两夹环间夹紧力（5）调压的稳定情况（6）相对湿度（7）压力（8）时间6透气度测定仪的工作原理将试样放入压环与气室间夹紧，启开放水阀及针型阀使容器内水流入量筒，从而使试样的上下面形成压差。当压差稳定时，测定单位时间内流出水的体积，即可得到试样的透气度。7纸张发生变形的原因 答：应变的消除；滞后效应；真膨胀和真压缩：a单根纤维发生膨胀或收缩根本原因；b纤维相互拉紧或推开。 1谈谈怎

11、样改善纸张的形稳性答：（1）调整原料及浆料配比，配用棉浆，抄形稳性高的纸张。对于伸缩率要求较高的纸张(伸缩率横向环压强度） 平压强度：在一定速度下，使试样收到垂直于纸面的压力，压力逐渐增加至使试样压溃时的压力。 边压强度：在一定速度下，使直立的试样受压，压力逐渐增加至使试样压溃时的压力耐破性能抗张强度的影响因素：纤维综合强度、纤维本身强度、纸板厚度、纸板定量、纸板平衡含水率。衡量抗张强度的物理量：绝对抗张力；抗压强度：材料受压后至压溃所能承受的最大压力。；裂断长：表示一定宽度的纸条被本身的重量所拉断时的长度，是抗张强度和定量的比值；抗张指数；伸长率 ：纸和纸板收到张力作用，至断裂时所增加的长度

12、与纸和纸板原长度的百分比。（伸长率越大，形变能力越强，韧性越好）抗张能量吸收值：指纸张被拉断时外力所做的功，几何意义四抗张强度与伸长率曲线所包围的面积。伸长率的影响因素：纤维综合强度、纤维本身强度、纤维品均长度、纤维交错系数、纸页平衡含水率；影响紧度的因素：影响结合程度的因素：纤维本身特性（木素、半纤维素）、打浆（打浆度、打浆方式）、湿压强度（压榨方式、辊面硬度）；填充于纸页空隙的物质：填料、树脂、淀粉；压光：纤维柔韧性、水分。表征耐破度的物理量： 耐破因子：耐破指数：撕裂度的构成：抵抗撕裂的力主要表现为两部分，纤维间的结合力和纤维本省的强度撕裂度的影响因素：纤维综合强度、纤维本身强度、纤维品

13、均长度（主要）、纤维交错系数耐折度的影响因素：纤维结合强度；纤维本身的强度；纤维平均长度；纤维交错系数；纸页平衡含水率纸张挺度的测定定义：在标准情况下，弯曲一端夹紧的规定尺寸的式样至15o时的力矩。以mNm表示。挺度的测定：测定仪器的结构：泰伯式挺度测定仪；工作原理：该仪器是根据力矩对转轴中心平衡原理设计挺度的影响因素：纤维结合强度；纤维平均长度；打浆度；半纤维素的含量；木素的含量；纸板的厚度与紧度。影响纸张紧度的因素。（1）影响结合程度的因素，如纤维本身的特性：木素、半纤维素；打浆的程度和方式；湿压强度。（2）填充于纸页空隙的物质：树脂、填料、淀粉和其他非纤维性物质少量加填，紧度下降；大量加

14、填，紧度提高。加填不论是增加或降低紧度，强度都会降低。加树脂、淀粉，重量将会增加，但厚度并不相应增加。（3）压光。压光能增加纸的紧度，它不一定能增加抗张强度、耐破度，甚至有所降低。压光并不是单纯的机械作用，在此过程中，纤维间的结合要重新分配。紧度与其他性质的关系。提高紧度能够增加纸或纸板的抗张强度和耐破度，在一定范围内也能增加其耐折度，但撕裂度则随着紧度的提高而降低；提高紧度会降低纸或纸板的透气性、多孔性、吸油墨性、不透明性和形稳性，但增加其刚性和脆性；提高紧度可增加纸或纸板的表面强度和层间结合强度，也增加其耐电性能。可勃吸水值定义：在一定条件下，在规定的时间内，单位面积纸和纸板表面所吸收的水

15、的质量，以g/m2表示。根据两次称量的试样质量之差计算可勃吸水值：C=（g2-g1）*100(g/m2)施胶度：以标准墨水在纸和纸板表面划线时不扩散、不渗透的最大线条宽度毫米来表示Cobb60的含义：60S内单位面积纸和纸板表面吸收的水的质量。可勃吸水值、施胶度测定方法：墨水划线法和液体渗透法柔软度的测定：仪器的结构：手感式柔软度测定仪仪器的工作原理：当电动机带动测量臂向下移动时，测量刀片将置于测试平台上的试样压入测量缝隙内一定深度，此时试样与台口所产生的摩擦力及试样本身的抗弯刚度传给传感器，再有放大器放大，并经A/D转换，在仪器电机运行完一个周期后，在显示器上将力值显示出来。怎样控制上网浓度

16、保证纸张匀度：实践证明，浓度越小越有利于纤维分散，掌握适宜的上网浓度（0.5%-0.8%）。当纸料上网浓度过高时，表现为斑痕状。为什么草浆造纸紧度大？对于草类纤维（如蔗渣、麦草等），一般存在纤维短（短纤维并有较多半纤维素存在的草浆，才明显地表现出脆性）、半纤维素含量高、易润胀、结合力大（增加强度、增加紧度）、杂细胞含量多（增加纸张紧度）等特点。所以用草浆造纸，其抗张强度和耐破强度均较高，撕裂度较低，而纸张的紧度很大，韧性差，脆性大，容易破裂。为什么纸张的强度小于造纸纤维的强度？纸张的强度主要取决于纤维间的结合强度；而纤维间氢键结合的前提是具有游离状态的羟基，纤维中能够游离出来的羟基只占纤维总羟

17、基的0.5-2%，而98%的羟基体现的是纤维本身的强度。因此，纸张强度小于造纸纤维的强度。为什么纸张有方向性？（1）纤维有方向性排列所影响。纸或纸板中的纤维主要成纵向排列（2）受牵引力大小影响。牵引力大，方向性也大一些（3）受浆速与网速关系影响。浆速大于网速时，纤维在网上横向排列较多；浆速小于网速时，纤维纵向排列加强，导致纵横拉力比增大。（4）纸机形式。圆网纸机相对于长网纸机纵横向差别大。（5）网案振动为什么圆网纸机纵横向差别大一些？圆网纸机抄成的纸或纸板，由于挂浆成形的梳理作用，纤维排列的方向性更大，纵向抗张强度往往是横向的2.5倍以上。谈谈浆网速比对纸张质量的影响。当纸料着网时浆速慢于网速

18、会增加纵横向强度差别，且随着速度差的增加强度差别越大，在这种情况下，纸页的纵向抗张强度、耐折度大于横向，但撕裂度和伸长率则横向大于纵向，但此时纸页的匀度较好。当纸料着网时浆速快过网速可以减少纵横向强度差，但纸页匀度较差。怎样控制网案振动的？ 对于车速较低的纸机（车速小于300米/分），可采用网案振动，降低纤维排列方向性。一般振幅420mm,振次100300次/分。长纤维粘状浆：采用大振幅低振次；短纤维游离浆：采用小振幅高振次。二种白度测定仪器的工作原理有什么不同?SBD白度仪是45/0的光路几何特性，即光源以45定向入射，垂直定向漫反射，因而用SBD白度仪测得的白度称为SBD白度。爱利夫反射光度计是d/0的光路特性，即积分球漫反射光照，垂直参比观察，爱利夫光度计符合ISO标准要求，因而用爱利夫光度计测得的白度称ISO白度。为什么草浆造纸形稳性差？因为草浆的半纤维素含量高，容易吸水润胀；而且草浆纤维结合力大，杂细胞含量高，影响纸张伸缩率。为什么表面施胶可以改善纸张的伸缩率？因为表面施胶提高纸的抗水性，减轻纸或纸板的变形，从而改善纸张的伸缩率。为什么纸张的横向伸缩率大于纵向伸缩率？这主要是因为在纵向上，纤维受网、毯等牵引力作用，在抄造过程中会有很大程度的伸缩，