纤维特性与纸张撕裂性能的关系

纤维特性与纸张撕裂性能的关系

撕裂强度是纸页物理性能的一个很重要的指标，纤维特性对纸页的撕裂强度有很大的影响，在很大程度上决定了纸页的撕裂强度。从纤维特性——纤维长度、粗度和纤维本身强度方面研究对纸页撕裂性能的影响，也研究打浆、压榨对纸页撕裂强度的影响。

在实验中所选用的浆料为马尾松、荻和麦草浆，先抄成120g/m~2的浆张，为改变纤维的长度，将抄成的浆张分成四份，把其中三份分别切成宽度为1mm、2mm、2.5mm的小窄条，另一份不切，再将四份试样分别抄成60g/m~2的浆张，测定纸页的物理性能;纤维长度的测定使用Kajaani FS—100纤维长度分析仪;通过调整湿压榨压力改变纤维间的结合强度;用浓盐酸蒸汽处理纸样，改变纤维本身的强度而保持其他纤维性质不变;比较了荻和麦草浆的粗度对纸页撕裂强度的影响;建立了撕裂强度的数学模型。

实验发现纤维的重均长度对纸页的撕裂强度影响明显，马尾松浆纤维重均长度对纸页撕裂指数的影响R~2为0.978，而纤维数均长度对纸页撕裂指数的影响R~2为0.955。在任意结合强度下，长纤维所抄成的纸页撕裂强度更高，对于较短的纤维所抄造的纸页要达到较高的撕裂强度则需要较高的结合强度。纸页的撕裂指数随压榨压力的增加而提高，但纸页的撕裂指数仍受纤维长度的影响。对于长纤维在较高的结合强度下，纸页的撕裂强度对纤维长度的依赖程度减小;对于较短的纤维，即使在较高的结合强度下纸页的撕裂强度仍依赖于纤维的长度。对于马尾松浆，在纤维间结合较差的纸页中，纤维长度对纸页撕裂强度的影响非常明显;对于麦草浆，在纤维间结合较差的纸页中，纤维长度对纸页撕裂指数的影响其R~2为0.853，但是在纤维间结合较好的纸页中其R~2为0.816。

在纤维间结合较差的纸页中，纸页撕裂时是较多的纤维被拉出而不是拉断，这样撕裂强度受沿纤维长度的结合数量的影响，所以纸页的撕裂强度受纤维长度的强烈影响。在纤维间结合较好的纸页中，纸页撕裂时是有较多的纤维被拉断而不是拉出，此时纤维长度对纸页撕裂强度的影响减小。

对于未经打浆的荻浆和麦草浆，纸页的撕裂强度随纤维粗度的增加而提高，纸页的抗张强度随纤维粗度的增加而减小。对于马尾松浆，在纤维间结合较差的纸页中，零距抗张强度对纸页撕裂强度有一定的影响，纸页的撕裂强度和零距抗张强度基本成正比;在纤维间结合较好的纸页中，纸页的撕裂强度对零距抗张

强度的依赖增加，纸页的撕裂强度与零距抗张强度的1.5次方成正比。对于马尾松浆，在纤维间结合较差的纸页中，纸页的撕裂强度取决于：T=Kτ_BdWRC~(-1)L~(2.1);纤维间的结合力增加，纸页的撕裂强度取决于：T=K_1τ_BdWRC~(-1)L~(1.8)+K_2τ_B~(-2)dWRC~(-1)σ_f~(1.5);在纤维高度结合的纸页中，纸页的撕裂强度取决于：T～Kσ_f~n，n>1.5。