纸和纸板结构与性能

一、名词解释定量：单位面积纸或纸板的质量。

厚度：在一定的单位面积压力下，纸和纸板两个表面间的垂直距离。

紧度：单位体积的纸或纸板的质量。

松厚度：单位质量的纸或纸板的体积。

干纸强度：纸张经过干燥以后的强度。

（干度﹥50%）湿纸强度：在抄造过程中，干度在35——50%以前纸张的强度。

湿强度：纸张经干燥以后再浸湿所具有的强度，一般只保持干纸强度的4——10%。

静态强度：纸或纸板在缓慢受力的情况下所显示出来的强度。

动态强度：纸或纸板所能经受瞬时冲击的程度，即表示纸或纸板受力后瞬时扩散而破裂的动态情况。

抗张强度：纸或纸板能够承受的最大张力。

环压强度：一定尺寸的环形试样在一定的加压速度下平行受压，当压力增大至样品压溃时所能承受的最大压力。

撕裂度：撕裂预先切口的纸或纸板至一定长度所需要的力。

耐折度：纸或纸板在一定张力下所能经受往复折叠的能力，以往复折叠的次数的对数表示。

挺度：纸或纸板的抗弯曲能力。

测定时是将规定尺寸的试样一端夹紧，另一端受力弯曲至一定角度所需的力或力矩。

透气度：在规定的条件下，在单位时间和单位压力差情况下，单位面积的纸或纸板所通过的平均空气量。

白度：对波长为457nm蓝光的反射因数。

透明度：单层试样反映被覆盖物影响的显著程度。

不透明度：单页纸张在“全吸收”的背衬标准黑垫的反射率与完全不透明的一叠同种纸张做衬垫的单页纸的反射率的比率。

形稳性：纸或纸板被水浸湿或在增湿或减湿的环境中形状尺寸的伸缩性变化。

平滑度：在一定的真空度下，一定体积的空气通过受一定压力、一定面积的试样与玻璃面之间的间隙所需的时间。

匀度：纸或纸板中纤维及其他固体物质分散的相对均匀程度。

脆性：纸或纸板使用过程，经弯曲、压折时易断、易产生裂口、易碎，或韧性欠佳，承受冲击能力差，易受外力冲击而破裂或破碎即脆。

柔软度：在一定作用力下，把一定宽度和长度的试样压入一定宽度的缝隙中一定深度时，试样本身抗弯曲力和试样与仪器缝隙之间摩擦阻力的矢量和。

二、思考题1、什么是纸？纸就是（GB4687-84）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。

2、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。

（1）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。

（2）有氢键结合（3）有强度（4）显白色（5）有柔软性（6）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。

5、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。

6、怎样鉴别纸张的纵横向？并进行说明。

（实验书173页）（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。

7、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8、为什么园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。

9、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。

10、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4——20mm,振次100——300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。

11、减少纸和纸板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。

12、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。

13、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。

14、改善纸张两面差的途径?（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。

15、影响纸张匀度的主要因素（1）纤维的特性（2）化学添加剂的影响（3）纸料的浓度（4）湍流对絮聚的影响16、分析打浆对纸张匀度的影响。

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。

17、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。

18、怎样用好PEO？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。

19、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。

20、新闻纸轻量化的意义及存在问题？意义：新闻纸轻量化可以节约纸浆，降低成本，减少报刊邮费。

存在问题：（1）纸张轻度下降（2）不透明度下降（3）挺度下降（4）在纸机横幅方向的纸质变化率大。

21、试分析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；大奖的程度和方式；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。

22、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。

23、影响透气度的因素。

（1）提高紧度，纸的孔隙变小，在一般情况下，不透气度下降，因而影响纸张紧度的因素，也同样对透气度有影响。

（2）干燥温度。

24、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25、在受到外力作用时，纸的变形的特点。

（1）非直线的负荷——伸长率曲线（2）在一定负荷下，可以连续的伸长或蠕动（3）负荷——伸长率曲线随负荷的速度而变化，在高负荷下，伸长率降低及负荷增加。