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。

1造成纸张纵横向差别的原因。

答：①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）；②在干燥时纵向纸张所受张力交大；③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

①沿纸的厚度方向纤维定向排列是不同的；②纸料在成形过程中的选分和洗刷作用；③纸浆的配比；④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40——60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）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（50±2）%和温度（23±1）℃。

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5——8h；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

①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）；②填充于纸页空隙的物质：填料、树脂、淀粉；③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<2．5％)，长纤维配比不宜高于60％。

（2）控制合适的打浆度

从降低伸缩率的角度来讲，打浆度越低越好，但在实际生产中，为了使成纸具有一定的强度，浆料必须打至一定的打浆度，以保证一定的润胀和帚化。这样，在生产中既要保证伸缩率要求又要满足强度要求，就必须控制合适的打浆度。

（3）施加松香胶及填料，改善纸页形稳性。