纸和纸板结构与性能知识汇编

纸的定义:从悬浮液中适当处理（如打浆）过的植物纤维、矿物纤维、动物纤维、化学纤维或这些纤维的混合物，沉积到适当的成形设备上，经干燥制成一页均匀的薄片。纸张的结构特点：

1.具有多相复杂的结构要素成分，（长短纤维，填料，胶料，染料）

2. 纸和纸板的结构间有结合力（纤维的氢键结合力和机械的互相扭结、物理的相互吸引）

3. 具有复杂多孔的结构（网状结构，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、辅料的分布不同

5..绝大多数纸的结构都具有两面性（成形网对细小纤维及细小物质截留程度的不同而引起的）

纸张的功能性质：1.吸湿性显著、吸水性大 2. 有氢键结合3.有一定的强度

4.纸张显白色

5.具有柔软性

6.具有易燃性

为什么纸张强度比造纸纤维强度低的多?

纸张的强度取决于纤维间的结合强度，纤维间起氢键结合的前提是游离状的羟基，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%的羟基体现纤维本身的强度。因此纸张的强度小于纤维的强度

为什么草浆造纸紧度大?1.半纤维素含量高,纤维间的结合力大;2.草浆纤维短;3.草浆纤维中杂细胞含量高,在纸张中有填充作用;4.纸浆纤维中暴露的羟基多

纸张纵向:与纸机运行平行的方向横向:与造纸机运行方向垂直

影响纸的方向性的主要因素

1.纤维有方向性的排列所影响：网面纤维纵向排列明显，正面纤维纵向排列不明显

造成纸张正反面纤维纵横向分布差的原因是:纸页在抄造过程中,受到铜网的加速作用,形成了纵向剪切,使纤维沿着纵向排列,靠近铜网网面的纤维,受到加速作用大,故纤维排列的方向性明显,距成型网愈远这种加速作用愈弱,故正面纤维排列方向性较弱

2.受牵引力大小的影响, ：,为了避免纸幅的产生皱褶,,必须以一定的牵引力来维持纸幅的

前进,牵引力大些,方向性也大些,反之亦然

3.受浆速与网速关系的影响速度差小,方向性小些,反之亦然

4.网案振动网案的振动是沿着纸机横向运动,可以使顺着纸料流动方向排列的纤维,在

横动的牵引力下,改变其排列方向,降低纤维排列的方向性

5.纸机的形式：圆网纸机长网纸机夹网纸机，大多数纸张要求纵横向性质比较接近

减少纸张纵横向差别的主要途径

对于中低速长网造纸机

1..调整浆速与网速的关系,根据纸张的品种，造纸机的车速和纸料的性质等因素进行调节R=浆速/网速R 增大浆速增大速度差减小纤维横向排列增大，方向性降低;R减小浆速减小速度差增大纤维间纵向排列增大匀度增大

印刷纸书写纸R=0.87—0.93

纸袋纸胶版纸R=1.0—1.05 纸绳纸电缆纸R=0.83—0.87

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

对于圆网纸机，网案的振动是不可控的，浆速和网速的调节也是很有限。主要通过改善网槽结构:a.采用测流式网槽,网槽纸料的流动方向与网笼回转方向垂直;b.采用喷浆成形吸收长网纸机的上浆原理和方式，用类似于长网纸机的流浆箱代替网槽，使传统的挂浆成形变为喷浆成形的方式c.采用改良式网槽（1）缩小牛角道提高浆速，让浆网接近,改善纵横向拉力差；（2）缩短成形弧,减少定向作用，但匀度有所降低；（3）在进料板上增加导流栅片,有意识的进行不同方向的梳理和作用，使纤维交错排列

为什么圆网纸机纵横向差别大一些？

1.圆网成型的基本性能决定于网槽：不同结构形式的网槽所抄成的纸具有不同的纵横拉力比。

2.在圆网成形中圆网是在固定的槽壁间旋转，成形区中的浆流存在着很大的速度梯度，造成在成形区中有很大的剪切作用，使纤维产生纵向排列，冼脱效应也固摩擦力的增大而加强。如果浆速比网速低得多，剪协作用更加强烈，纤维定向排列更加显著，甚至会因剪切力超过湿纸层的屈服应力而使纸层破坏。

3.在圆网造纸机的抄造过程中，浆料的纤维越长越不易分散，随着圆网的回转呈纵向分布的趋势就越大，成纸的纵横拉力比也就越大。

纵横向的测定方法:

1.纸条弯曲法：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.纸页卷曲法：平行于原试样的边，切取50*50mm的试片，并标注出相当于原试样的变得方向。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。

3.抗张强度或耐破强度鉴别：测定纸条的抗张强度或耐破强度，一般情况下值大的为纵向

4.纤维定向鉴别法：纤维纵向排列的方向为纸张的纵向

纸（纸板）竖向(Z向)结构的特点:层叠性，也就是纸幅在成形时，其竖向主要是由一层一层的纤维叠积而成的，纤维在平面纵横方向上，不论他们的排列的方向性如何，他们是相互交织，而是竖向的，由于纤维呈竖向排列的机会很少，因此在竖向上纤维与纤维是很少相互交织的，从而使纸或纸板沿厚度方向是呈一层层的叠合结构

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是单体状态在网上沉积，在沉积过程中，纤维受到重力，脱水元件的抽吸力，沿着垂直方向流动，同时，受到网子的牵引力的作用使得其一层一层叠积排列;

2.纸（纸板）的厚度比纤维的长度小得多,纤维的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了纤维的长度，但每一层的厚度小于纤维的长度

Z向抗张强度的概念:纸页厚度方向（垂直与直面方向）的层间结合强度，分开层间单位试

样面积所需要的力

影响Z强度的因素

（1）纤维的平均长度、单根纤维长度对z强度的影响很小，可忽略

基于两个事实a.增加打浆程度，z强度增加，但并不像其它强度检验中所发现的

那样，先增加，然后下降。Z强度在各种打浆时间范围内与打浆时间成直线关系

b.100%磨木浆有很高的Z强度，而其它方面是很弱的，纤维的z强度不受纤维长

度的影响，仅仅与纤维之间的结合力有关

（2）z强度不受纤维强度的影响对纸浆进行化学降解，然后进行抄片，各种常规强度特性（抗张，耐破度）下降严重，z强度无影响，此项测试结果表明，强度不受

单根纤维强度的影响

（3）z强度与紧度的关系提高紧度，z强度增加影响紧度的因素也会影响z强度（4）纤维竖向排列情况对竖向性质影响很大一般来说，纤维竖向排列越多，分层愈难，z向结合较好

正反面定义:一般纸张贴向成形网的一面为反面（网面），另一面为正面（毯面）

正面与反面的识别:

1.直观法:折叠一张试片，观察一面的相对平滑性，从造纸网的菱形压痕往往可以认出网面

2.润湿法:用水或稀氢氧化钠溶液浸渍纸面，将多余的液体排掉，放置几分钟，观察两面如有