纸包装材料的结构与性能检测讲解

纸孔的三种形式：
1、穿透纸张的开孔：约 占 1.6%；
2、凹穴，纸张一面开口 的小孔；
3、纤维内部的空隙：和 凹穴一起约占 98.4%
纸的性能
纸的结构与性能
一般性能 机械性能 渗透性能
外观质量、定量、厚度、紧度、尺寸稳定性等
抗张强度、耐破度、耐折度、撕裂度、伸长率、环压强度、挺度、抗张 能量吸收。
纸的结构与性能
纸的结构与性能
二、纸的结构间的结合
纸的结构间 的结合力
氢键结合（最主要） 化学主价键力 范德华力 表面交织力
纸的结构与性能
纤维形成氢键结 合的条件：
① 有游离羟基;
② 两羟基间的距离 在 2.8 Å 之内。
纤维形成 的氢键结合
纸的结构与性能
三、纸的三维结构
纵向：纸机的运行方向，也称 MD向，纤维轴向沿该方向多； 横向：与纸机运行方向垂直的 方向，也称CD向，纤维轴向沿 该方向少；
1、表征纸板抗压强度的指标
环压强度 平压强度 边压强度
纸的结构与性能
纸的结构与性能
（1）环压强度
纸的结构与性能
定义：在一定的速度下，使环形试样平行受压，压力 逐渐增加至使试样压潰时的压力。
意义：是纸板的一项重要指标，和纸盒、纸箱的抗压 强度有密切关系。
P
纸板的纵向环压强度 大于横向环压强度
纸的结构与性能
纸箱堆码
纸的结构与性能
环压强度常用环压指数表示
r=R/W
(R=P/0.152)
r——环压指数，N.m/g
R——环压强度，N/m P——试样所能承受的最大压力，N W——定量，g/m2
纸的结构与性能
（2）纸板在压力作用下的屈服形式
纸板在压力作用下发生的变化受纸板的粗细比的影 响。
粗细比 2 3 l
h
l—纸板高度 h—纸板厚度
屈服形式
压断：当粗细比＜ 30时； 失稳：当粗细比＞ 30时
纸的结构与性能
纸的结构与性能
抗 压 力
30
100 粗细比
当粗细比<30时，抗压强度反映的是材料本身 的真正的抗压能力。
（2） 平压强度
纸的结构与性能
在一定的速度下，使试样受到垂直于纸面的压力，压 力逐渐增加至使试样压潰时的压力。它是瓦楞纸板的 一项重要指标。
L=102 Gp/W
L——裂断长（m） Gp——抗张强度（kN/m） W——定量（g/m2）
4、抗张强度的影响因素
（1） 纤维结合强度（最重要） （2） 纤维本身的强度 （3） 纤维平均长度 （4） 纤维交错系数
纸的结构与性能
纸的结构与性能
(二）伸长率
1. 定义：纸和纸板受到张力作用，至断裂时所增加 的长度与纸和纸板原长度的百分比。
纸的结构与性能
纸的结构与性能
（三）抗张能量吸收值
指纸张被拉断时外力所做的功，它的几何意义就 是抗张强度与伸长率曲线所包围的面积，抗张能 量吸收值是表示纸张的强韧性的物理量 。
抗 普通纸袋纸 张 强 度
伸性纸袋纸
伸长率
（四）抗压强度
纸的结构与性能
抗压强度：材料受压后至压潰所能承受的最大 压力。
抗压强度是白纸板和瓦楞纸板的重要性能指标。
透气度、透湿度、透油度、抗水性、憎水性等
光学性能 白度、光泽度、色泽、（不）透明度等
表面性能
平滑度、表面摩擦系数、粗糙度、粘合性能、掉毛掉粉性能等。
印刷性能
表面强度、油墨吸收性、平滑度、挺度、施胶度等
其它特殊性能 化学性能、电气性能、水溶性等
一. 一般性能
纸的结构与性能
1、定量：单位面积纸或纸板的重 量，以 g/m2 表示
伸长率=(L-L0)/L0100%
L0——试样测试前的长度（mm） L——试样断裂时的长度（mm）
2. 意义：伸长率是衡量纸和纸板在拉力作用下的形变 能力，伸长率越大，形变能力越强，韧性越好。
3、伸长率的影响因素
（1） 纤维结合强度（最重要） （2） 纤维本身的强度 （3） 纤维平均长度 （4） 纤维交错系数 （5） 纸页平衡含水率
Z向：垂直与纸面的方向，呈层 状结构。
纸的结构与性能 Z向
横向
纵向
由于纤维在纸中的分布不同，造成纸张的各 向异性，即纸张的各个方向的性能不同。
纸的结构与性能
四、纸的匀度
匀度表示纸的结构的均匀性，即纸的各结构 要素分布的均匀性。 匀度对纸的性能有直接的影响，匀度好，则 纸的性能就好。 磨砂玻璃状，匀度好； 云彩斑点状，匀度差。
五、纸的两面性
纸的结构与性能
大多数纸张具有两面性，有正面和反面之分。
正面：背离网子的一面，比较平滑，细小纤维含量 多，结构比较紧密;
反面：贴向网子的一面， 比较粗糙，细小纤维含 量少，结构比较疏松。
正反面间存在两面差，
影响着纸的性能和使用。
正面
反面
六、纸的多孔性
纸的结构与性能
纸的结构不具有连续性，是一种多孔性物质。
纸的结构与性能
• 第一节 纸的结构
一、概述 二、纸的结构间的结合 三、纸的三维结构 四、纸的匀度 五、纸的两面性 六、纸的多孔性
• 第二节 纸的性能
一、一般性能 二、机械强度 三、渗透性能 四、光学性能 五、表面性能 六、印刷性能 七、环境条件对纸页
性能的影响
一、概述
纸张的结构特点：
1、由多相复杂的结构要素 组成的非均质的薄页； 2、纸的结构间具有结合力； 3、具有复杂的多孔结构； 4、具有三维结构； 5、纸的结构具有两面性。
纸的结构与性能
纸的结构与性能
2、纸页在拉力作用下的变化
应 力
弹性模量 E=tga
AB C
a
O
应变
OA段：弹性阶段 AB段：屈服阶段 BC段：断裂阶段 纸是一种弹塑性体
纸的结构与性能
3、衡量抗张强度的物理量
（1） 裂断长
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。 裂断长和抗张强度的关系是：
松厚度：一定重量纸的体积，是紧度的倒数。
4、尺寸稳定性：
纸的结构与性能
指纸或纸板在水分发生变化时，保持其尺寸和形状不变的能力。
产生原因：（1）单根纤维的润胀或收缩; （2）纤维间的散开或拧紧。
放湿
吸湿
二、机械强度
纸的结构与性能
(一)、抗张强度
1、定义
抗张强度：指一定宽度的试样所能承受的最大 张力，单位为 kN/m，衡量纸张抵抗外力拉伸 的能力。
2、厚度：指在一定的单位面 积的压力下，纸的两个表面间 的垂直距离。
定量和厚度ห้องสมุดไป่ตู้纸和纸板的最基
本的性能，对纸的性能有很大
的影响。
纸的结构与性能
3、紧度：单位体积纸的重量，即定 量和厚度的比值。
D=G/T
D——紧度， g/cm3 或 Kg/m3 G——定量，g/m2 或 Kg/m2 T——厚度，cm 或 m