第三章 非纤维添加物质的应用-施胶ppt课件
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高一化学课件：必修2-第三章第4节-塑料-橡胶--纤维分析
（2）热塑性与热固性
①有些有机高分子化合物（如聚乙烯）具有 热塑性
②有些有机高分子化合物（如酚醛塑料，即 电木）具有热固性
塑料
阅读P91~94，回答下列问题：
1、塑料是怎样的一种物质？
2、为什么在塑料中要添加添加剂？
3、工业上是利用什么反应原理制成塑料的？一 聚乙烯塑料为例说明。
4、写出合成聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚苯 乙烯塑料、聚四氟乙烯塑料的方程式。指出这些 反应中的高分子的链节、单体。
三、合 成 橡 胶
1、合成橡胶是以石油、天然气为原料，以二烯 烃和烯烃为单体聚合而成的高分子化合物。
2、常用的合成橡胶有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯 丁橡胶等，还有特种橡胶。
3、性能：高弹性、绝缘性以及耐油性，耐酸、 碱，耐高温或耐低温等特性。
4、用途：广泛用于工农业、国防、交通以及日 常生活。
• 小学生用的五颜六色的橡皮擦是一种硫化橡胶。
一种特别的菜锅——不粘锅。 易清洁的脱排油烟机，人们仅仅是 在锅的内表面和脱排油烟机的外表 面多涂了一层氟树脂。利用氟树脂 优异的热性能、化学性能、易清洁 性能和无毒性能，它还有最好的耐 化学腐蚀和耐老化的性能。
聚四氟乙烯 作内衬的不粘锅
橡胶的来源
森林中有一种高大的乔木， 叫作“三叶树”。如果用 小刀在它的树皮上割开一 个小口子，便会有牛奶似 的树汁流淌出来。这种树 汁，就是今天人们所熟悉 的橡胶的最初来源。在印 第安人的土语中，“橡胶” 就是“树木的眼泪”的意 思。
阅读P90~91，回答下列问题：
1、有机高分子化合物的含义？举例说明学过哪 些有机高分子化合物？油脂、葡萄糖属于高分 子吗？
2、有机高分子的结构特点？ 3、有机高分子的主要性质？
聚乙烯
人教版 高二 化学 选修1 第三章 第四节 塑料纤维和橡胶(共21张PPT)
纤维和橡胶
合成纤维
优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化 学腐蚀和不怕虫蛀等。 缺点：吸水性和透气性不如天然纤维。 常见合成纤维：锦纶(尼龙)、涤纶(的 确良)、腈纶(人造羊毛)、维纶、氯纶、 丙纶。
橡胶
➢ 天然橡胶成分：聚异戊二烯。
合 普通橡胶
成
丁苯橡胶
橡 胶 特种橡胶 顺丁橡胶
氯丁橡胶
复合材料
4. 下面列出了塑料制品在不同领域的应用比例，请
你用柱形图、扇形图或其他形式处理这些数据，
并与同学交流你从这些数据中得到的信息。
包装业 36%；建筑业 21%；电机及电子工业
10%；交通业 5%；家具业 5%；玩具业 4%；
其他 19%。 Excel→插入→图表
40% 35% 30% 25% 20% 15% 10%
5% 0%
包装电业机建及筑电业子工业交通业家具业玩具业 其他
系列1
40% 35% 30% 25% 20% 15% 10%
5% 0%
包装业
家具业
柱形图
系列1
包装业 建筑业 电机及电子工业 交通业 家具业 玩具业 其他
饼图
包装业 建筑业 电机及电子工业 交通业 家具业 玩具业 其他
饼图
40%
30%
2. 当用聚乙烯制成的塑料袋提重物时，塑料袋会变 形，为什么？找一块塑料薄膜，从两个不同的方 向开始撕，所用的力相同吗？为什么？
作 业 P73
3. 现在许多汽车的保险杠是用塑料制造的，取代以
前的钢制保险杠。这种改变对下列人士来说，可
能有什么好处？
(1) 汽车制造商
(2)车主
(3) 意外被保险杠撞到的行人
20%
系列1
高中化学人教版选修1课件第三章 第四节 塑料、纤维和橡胶
二、
常见纤维 棉纤维
蚕丝
羊毛 人造纤 维 合成纤 维
常见纤维的组成和性能比较
知识精要
化学组成 纤维素,天然有机高 分子化合物 蛋白质,天然有机高 分子化合物 蛋白质,天然有机高 分子化合物
纤维素(黏胶纤维)
各种线型有机高分 子
主要性能
吸水性好,易干,穿着舒适,不 起静电,不耐磨 吸水性好,手感柔和,有光泽, 不起静电,不起球 弹性好,隔热性、保暖性好, 水洗后收缩
,单体是异戊二烯。 (2)合成橡胶: ①通用橡胶:如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶。 ②特种橡胶 :耐热、耐酸碱 的氟橡胶,耐高温和耐严 寒的硅橡胶。 (3)结构特点:橡胶一般为线型结构,可塑性好,但强度和韧性差, 为改善其性能,可采用硫化的方法,使橡胶形成体型结构,以增强橡胶 的强度、韧性、弹性和化学稳定性。 预习交流 3 有机玻璃是玻璃吗? 提示:有机玻璃是塑料,不是玻璃。
属于线型高分子
化合物。对于 C,结合生活实际,可知车辆内胎均可采用热补法(亦可
以从自行车内胎具有弹性上判断该物质为线型高分子材料)。对于
D,其结构简式为������CH2—CH2������,为线型材料。对于 B,电木插座不
具有弹性,应为体型高分子材料。 答案:B
迁移应用 现有两种高聚物 A、B,A 能溶于氯仿等有机溶剂,B 不溶于任 何溶剂,加热不会变软或熔化,则下列叙述不正确的是( ) A.高聚物 A 可能具有弹性,而高聚物 B 一定没有弹性 B.高聚物 A 一定是线型高分子材料 C.高聚物 A 一定是体型高分子材料 D.高聚物 B 一定是体型高分子材料 解析:A 溶于氯仿等有机溶剂说明一定不是体型高分子,而是线 型高分子;B 不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔化,则一定是体型高 分子材料。 答案:C
高中化学 第三章 第四节塑料、纤维和橡胶精品课件 新人教版选修1
几乎不变
要点归纳 1.分类 纤维是一种分子长度比直径大很多倍并且有 柔软性的高分子材料. 纤维都有一定的强度、 弹性和吸湿性能, 但不溶于水. 纤维可分为 两大类: 一类是天然纤维, 如棉花、羊毛、蚕 丝、麻等;
另一类是化学纤维. 化学纤维是以天然高分子 化合物或人工合成的高分子化合物为原料, 经 过制备纺丝原液、纺丝和后处理等工序制得 的具有组织性能的纤维, 如涤纶、尼龙、维 纶、腈纶等. 根据原料的不同, 化学纤维又分 为人造纤维和合成纤维两大类. 2.常见纤维的简单鉴别方法 识别纤维最简便的方法是燃烧法.
新知初探自学导引
自主学习 一、合成材料 三大合成材料: __塑__料_____、___合__成__纤__维____、 ___合__成__橡__胶____. 1.塑料 (1)成分: 塑料的主要成分是合成树脂, 它的组 成中除了合成树脂以外,
还有根据需要加入的具有某些特定用途的添 加剂, 如能提高塑性的___增__塑__剂____、防止塑 料老化的___防__老__化__剂_____等. (2)构成: 塑料是聚合物. 聚合物的相对分子质量虽然很 大, 但组成并不复杂, 结构有规律性. 它们大部 分是由小分子通过__聚__合__反__应____制得的, 能够 合成聚合物的小分子物质叫做___单__体____.
(1)天然橡胶成分: 名称:___聚__异__戊___二__烯____, 化学式:
(2)合成橡胶 ①通用橡胶: 如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡 胶等.
②特种橡胶: 如硅橡胶、氟橡胶等. (3)结构特点 橡胶一般为__线__型_____结构, 可塑性好, 但强度 和韧性差, 为改善其性能, 可采用___硫__化____ 的方法, 使橡胶成体型结构, 以增强橡胶的强 度、韧性、弹性和化学稳定性.
要点归纳 1.分类 纤维是一种分子长度比直径大很多倍并且有 柔软性的高分子材料. 纤维都有一定的强度、 弹性和吸湿性能, 但不溶于水. 纤维可分为 两大类: 一类是天然纤维, 如棉花、羊毛、蚕 丝、麻等;
另一类是化学纤维. 化学纤维是以天然高分子 化合物或人工合成的高分子化合物为原料, 经 过制备纺丝原液、纺丝和后处理等工序制得 的具有组织性能的纤维, 如涤纶、尼龙、维 纶、腈纶等. 根据原料的不同, 化学纤维又分 为人造纤维和合成纤维两大类. 2.常见纤维的简单鉴别方法 识别纤维最简便的方法是燃烧法.
新知初探自学导引
自主学习 一、合成材料 三大合成材料: __塑__料_____、___合__成__纤__维____、 ___合__成__橡__胶____. 1.塑料 (1)成分: 塑料的主要成分是合成树脂, 它的组 成中除了合成树脂以外,
还有根据需要加入的具有某些特定用途的添 加剂, 如能提高塑性的___增__塑__剂____、防止塑 料老化的___防__老__化__剂_____等. (2)构成: 塑料是聚合物. 聚合物的相对分子质量虽然很 大, 但组成并不复杂, 结构有规律性. 它们大部 分是由小分子通过__聚__合__反__应____制得的, 能够 合成聚合物的小分子物质叫做___单__体____.
(1)天然橡胶成分: 名称:___聚__异__戊___二__烯____, 化学式:
(2)合成橡胶 ①通用橡胶: 如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡 胶等.
②特种橡胶: 如硅橡胶、氟橡胶等. (3)结构特点 橡胶一般为__线__型_____结构, 可塑性好, 但强度 和韧性差, 为改善其性能, 可采用___硫__化____ 的方法, 使橡胶成体型结构, 以增强橡胶的强 度、韧性、弹性和化学稳定性.
高中化学 3.4 塑料、纤维和橡胶教学课件 新人教版选修11
(2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，溴水
________(填“能”或“不能”)褪色。
第二十九页，共41页。
【解析( jiě xī)】从天然橡胶成分的结构简式可知天然橡胶为线 型结构的高分子，能溶于适当的溶剂，天然橡胶硫化后，引入的 硫原子间可形成共价键，从而使高分子链发生交联，形成体型结 构，故硫化橡胶不能溶于汽油。天然橡胶单体中有两个碳碳双键， 能与Br2发生加成反应，使溴水褪色。 答案：(1)天然橡胶是线型结构 线型结构 体型结构 不能 (2)能
第四节 塑料、纤维(xiānwéi)和橡胶
第一页，共41页。
1.知道塑料的组成和分类，了解常见塑料的化学成分、性 能和用途。 学习 2.认识纤维的分类，了解常见纤维的性质和用途。 目标 3.认识橡胶的分类，了解橡胶材料的发展过程以及人们对 有机高分子材料的改造和优化。 4.认识合成材料特别是复合材料对社会发展的重要意义。
机械性能好，强度高，可以代替金属用作工程 结构材料，如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯等
氟塑料、硅塑料、环氧树脂等，具有特殊功能 和特殊用途
第十三页，共41页。
3.常见(chánɡ jiàn)塑料的化学成分、性能和用途：
名称 聚乙烯 (PE)
聚氯乙烯 (PVC)
化学式
主要性能 具有热塑性无毒
用途
制生活用品及塑料 薄膜
2.组成：由_____和_______组成。
3.性能：由于复基合体材料是增由强__剂___材料组合起来的，它的设计自
由度很大：
多种
(1)可以选择不同的组分材料。
(2)可以通过改变各组分材料的_____来满足不同的需求。因
此，复合材料具有比单一材料更优越的性能，根据其组成材料
高中化学 3.4塑料、纤维和橡胶课件 新人教版选修1
橡胶
通用橡胶丁顺苯丁橡橡胶胶
合成橡胶
氯丁橡胶 特种橡胶氟硅橡橡胶胶：：耐耐热高、温耐、酸耐碱严寒
(2)橡胶硫化：将橡胶分子与硫作用，使线型橡胶分子通
过硫桥交联起来，形成体型结构，使橡胶具有较高的强度、
韧性、良好的弹性和化学稳定性等。
ppt精选
12
【例1】► 下列关于纺织纤维特点的说法不正确的是( )。 A．棉织物可以迅速吸收水分而且快速干燥，产生凉爽 感，穿着舒适；具有良好的水洗性，不起静电
用石油、天然气、煤、农副产品作原料制成单体，然后经
化学合成和机械加工制成的合成纤维，其特点是：强度高、
弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不怕虫蛀。但是合成纤维的
吸水性和透气锦性纶不、如涤天纶然、纤腈维纶。、维纶、氯纶、丙纶
“六大纶”指___________________________________。
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9
2．纤维
(1)定义：纤维(纺织纤维)是指具有一定强度、弹性、细度、
长度，可用来制造纺织品的材料。
(2)种类
纤维天然纤维动植物物蛋纤白维质素纤纤维维羊丝棉麻毛————纤蛋维白素质
人造纤维，如：黏胶纤维等——纤维素
化学纤维合成纤维，是通过加聚反应或缩聚反应合成的
如：锦纶、涤纶、腈纶、维纶、氯纶、丙纶六大纶
为—CH2—CH2—，聚合度为n。
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8
(4)塑料分为热塑性塑料和热固性塑料：热塑性塑料受热 时开始软化，随后熔化成流动的液体，冷却后又变成固体， 加热后又熔化，故可反复加工，多次成型；热固性塑料只 是在制造过程中受热时能变软，可以塑制成一定的形状， 但加工成型后受热不再熔化。 注意：当受热温度很高时，热固性塑料会燃烧。
第三章 非纤维添加物质的应用-施胶
近代理论“配位学说”，提出了松香胶势通
过水合铝离子的络合作用而与纤维结合在一 起的理论。
28
（三）配位学说
配位理论认为，施胶效应是水合铝离子、 松香酸和纤维素进行络合反应的结果。
29
配位学说
30
（四）施胶效应的完成
施胶效应的最后取得是在纸页干燥过程中 完成的。
松香胶料是两性分子， 松香（R-COOH）中的羧基（ -COOH ） 是一个极性基，具有亲水性。 R-基（C19H29-)为非极性基，是疏水性基团 。
35
4、松香的物理和化学性质
相对密度 软化点 熔点
1.07－1.09 75oC
90－135oC
溶解性 不溶于水，可溶于甲醇、 乙醇、二硫化碳等有机溶剂。
化学反应 与碱反应生成溶于水的 松香酸皂。
36
5、松香的等级及性能
按照色泽分为9级： 1－2级：
呈浅黄色，透明度好，但施胶效果差； 3－5级：
呈橙黄色且透明，适用于漂白纸张的 施 胶； 6－9级： 色泽较深，只适用于本色浆和纸板的 施胶 。
分为重施胶、中度施胶、轻度施胶和不 施胶。
5
（三）施胶方法 纸内施胶（浆内施胶） 纸面施胶（表面施胶） 双重施胶（浆内和表面均施胶）
（四）施胶剂 松香胶类（松香胶、强化松香胶和分
散松香胶等） 合成胶（中性施胶剂AKD等） 表面施胶剂（氧化淀粉、聚乙烯醇、
羧甲基纤维素等）
6
（五）施胶度的测定
常用方法： 墨水划线法 表面吸收重量法（ Cobb法） 浸没法（吸收重量 法）等
1.6－2％ 稀释后温度
35oC以下 游离松香粒径
0.5－3m
46
6、影响施胶的主要因素
浆料性质
过水合铝离子的络合作用而与纤维结合在一 起的理论。
28
（三）配位学说
配位理论认为，施胶效应是水合铝离子、 松香酸和纤维素进行络合反应的结果。
29
配位学说
30
（四）施胶效应的完成
施胶效应的最后取得是在纸页干燥过程中 完成的。
松香胶料是两性分子， 松香（R-COOH）中的羧基（ -COOH ） 是一个极性基，具有亲水性。 R-基（C19H29-)为非极性基，是疏水性基团 。
35
4、松香的物理和化学性质
相对密度 软化点 熔点
1.07－1.09 75oC
90－135oC
溶解性 不溶于水，可溶于甲醇、 乙醇、二硫化碳等有机溶剂。
化学反应 与碱反应生成溶于水的 松香酸皂。
36
5、松香的等级及性能
按照色泽分为9级： 1－2级：
呈浅黄色，透明度好，但施胶效果差； 3－5级：
呈橙黄色且透明，适用于漂白纸张的 施 胶； 6－9级： 色泽较深，只适用于本色浆和纸板的 施胶 。
分为重施胶、中度施胶、轻度施胶和不 施胶。
5
（三）施胶方法 纸内施胶（浆内施胶） 纸面施胶（表面施胶） 双重施胶（浆内和表面均施胶）
（四）施胶剂 松香胶类（松香胶、强化松香胶和分
散松香胶等） 合成胶（中性施胶剂AKD等） 表面施胶剂（氧化淀粉、聚乙烯醇、
羧甲基纤维素等）
6
（五）施胶度的测定
常用方法： 墨水划线法 表面吸收重量法（ Cobb法） 浸没法（吸收重量 法）等
1.6－2％ 稀释后温度
35oC以下 游离松香粒径
0.5－3m
46
6、影响施胶的主要因素
浆料性质
第三章+非纤维添加
（四）施胶剂
松香胶类（松香胶、强化松香胶和分 散松香胶等） 合成胶（中性施胶剂AKD等） 表面施胶剂（氧化淀粉、聚乙烯醇、 羧甲基纤维素等）
（五）施胶度的测定
常用方法： 墨水划线法 表面吸收重量法 （Cobb法） 浸没法（吸收重 量法）等
Cobb法测定仪
（六）施胶和施胶剂的发展情况和 趋势
一、概述 （一）施胶的目的 施胶概念：向浆内加抗水性物质的过程 目的：赋予纸页抗拒液体扩散和渗透的能 力，以适于书写或防潮抗湿。 （二）施胶程度（施胶度） 分为重施胶、中度施胶、轻度施胶和不 施胶。
（三）施胶方法
纸内施胶（浆内施胶） 纸面施胶（表面施胶） 双重施胶（浆内和表面均施胶）
1807年德国人伊利（Illig）发明了松香胶浆 内施胶。 1807－1920，皂化松香胶为主。 1930－出现高游离松香胶（分散松香胶）。 1940－出现强化松香胶。 用硫酸铝作沉淀剂，酸性施胶（pH值4－5）。 带来一些设备腐蚀，纸页脆性，白度下降等问 题。
合成胶料的发展
1950－1970，开始采用合成胶料，进 行中性施胶。70年代后发展迅速。为碳 酸钙加填提供了条件。国际上目前采用 较多的合成施胶剂 AKD（Alkyl Ketene Dimers）烷基烯酮二聚物和ASA (Alkyl Succinic Anhydride)烯基琥珀 酐
结论
选接触角大θ 物质，改变液体在固体上 的表面自由能。
施胶后纸页具有抗拒液体渗透的能力的原因： 胶料覆盖了部分毛细管或使毛细管半径变小 胶料改变了纸页的表面性质，即增大了液固 间的接触角（接触角理论）减少了纸面对液 体的附着力
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第三章 非纤维添加物 质的应用（一）
制浆造纸原理与工程
精品课件
1
制浆造纸原理与工程
精品课件
2
本章概述 －－
添料（调料）的目的
提高纸页质量，赋予纸页某些特殊功能。 （如抗水、增强、柔软和色彩等）
增加产量，改进操作，减少流失，降低成 本。（如加填、助留、消泡等）
制浆造纸原理与工程
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3
常用的添料工艺
制浆造纸原理与工程
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14
杨氏方程（T.Young Equation ）
sv = sL + Lv cos sv －－固、气两相间的比表面能； sL －－固、液两相间的比表面能； Lv －－液、气两相间的比表面能； －－液、固两相间的接触角。
制浆造纸原理与工程
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15
杨氏方程（T.Young Equation ）
施胶 加填 染色 使用化学助剂
制浆造纸原理与工程
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4
施胶
一、概述 （一）施胶的目的
赋予纸页抗墨水、抗油、抗血、抗水和 水汽浸蚀的功能。 （二）施胶程度（施胶度）
分为重施胶、中度施胶、轻度施胶和不 施胶。
制浆造纸原理与工程
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5
（三）施胶方法 纸内施胶（浆内施胶） 纸面施胶（表面施胶） 双重施胶（浆内和表面均施胶）
7
(六)施胶和施胶剂的发展概况
1807年发明了松香胶浆内施胶。 1807－1940，用硫酸铝作沉淀剂，酸性
施胶（pH值4－5）。带来一些设备 腐蚀，纸页脆性，白度下降等问题。
1950－1970，开始寻求更有效的施胶剂 和施胶工艺。50年代开始采用合成胶 料，进行中性施胶。70年代后发展迅 速。为碳酸钙加填提供了条件。
制浆造纸原理与工程
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19
胶膜学说
根据上述公式，有研究者提出了 “胶膜学说”。认为施胶可使松香沉积 在纸面上，热固后形成胶膜可堵塞纸页 的毛细管（降低毛细管半径），从而提 高了纸页抗水能力。
后来的电镜实验证明，施胶的纸面 并没有被胶膜覆盖，胶粒也没有将毛细 管都堵塞，因而否定了这一学说。
制浆造纸原理与工程
阻止纸页的吸液性能，就要防止液 体在纸页上的渗透与扩散。
制浆造纸原理与工程
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11
（二）接触角与表面润湿
液滴能否在纸面产生扩散并使其润 湿，主要取决于纸面对液滴的附着力和 液滴本身的内聚力之间的平衡关系。
附着力 > 内聚力 －－ 液滴产生扩散 内聚力 > 附着力 －－ 形成液珠
制浆造纸原理与工程
1、 AKD（Alkyl Ketene Dimers） 烷基烯酮二聚物
2、ASA (Alkyl Succinic Anhydride) 烯基琥珀酐
国内已有采用，但还不普及。
制浆造纸原理与工程
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10
二、施胶效果理论
（一）液体在纸页上的扩散与渗透
纸或纸板主要由纤维组成，纤维具 有亲水性。纤维本身有微细管，纸页上 又有许多孔隙，能起毛细管作用，这样 液滴便会在纸面上产生扩散与渗透现象， 使纸具有吸液性能。
－－液体粘度（Pa.s）；
r－－毛细管半（cm）；
－－液、固两相间接触角（度）。
制浆造纸原理与工程
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18
对于某一纸种及某一液体，毛细管 长度L，液体表面张力以及粘度可视 为定值，因此液体在纸页上的渗透速率 R只与毛细管半径r及纸面与液体两相间 接触角有关。
毛细管半径越小，接触角越大，则 渗透越困难。
精品课件
20
（三）施胶效果的产生 －－接触角理论
根据T.Young方程和Washborn方 程，增大液固间的接触角均有利于纸页 阻抗液体的吸收。
因此，接触角理论认为，施胶的 效果主要是由于松香胶微粒被吸附在纸 页的表面，改变了纸页表面的性质，即 增大了液固间的接触角，减少了纸面对 液体的附着力。
制浆造纸原理与工程
制浆造纸原理与工程
精品课件
8
施胶和施胶剂的发展概况
松香胶的发展 1807－1920，皂化松香胶为主。 1930－出现高游离松香胶
（分散松香胶）。 1940－出现强化松香胶。
但是，国内目前使用最普遍的还是 皂化松香胶。
制浆造纸原理与工程
精品课件
9
施胶和施胶剂的发展概况
合成胶料的发展 国际上目前采用较多的合成施胶剂
可采用比表面能 较低的物质（施胶剂）
均匀的分布在纤维表面，
以降低纸面的sv 。
制浆造纸原理与工程
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施胶理论－－Washburn 方程：
液体在毛细管中的上升速度R
dL r cos R = ------ = ------------
dt
4L
L－－浸透深度（cm）;
t－－浸透时间(s)；
－－液体比表面能自有能，（N/cm）；
精品课件
21
三、施胶过程理论
纤维和松香粒子在水中均带负电荷， 相互不能接近。为了使松香胶粒子与纤维 结合，必须消除这一障碍。
由胶体电位（电泳淌度、Zeta电位） 的研究证实，在pH4－6范围内，松香胶加 入硫酸铝液后，所生成的沉淀物具有正电 性，这一现象与施胶过程有重要的关系。
制浆造纸原理与工程
精品课件
整理变形，得到
sv － sL cos = ------------------
Lv
以 = 90o， cos＝0，作为润湿的判据。 当 > 90o时， cos < 0，表面不润湿； 当 < 90o时，1 > cos >0，表面润湿。
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16
为使表面不润湿， 则应使 sv － sL < 0 即降低纸面的sv。
（四）施胶剂 松香胶类（松香胶、强化松香胶和
分散松香胶等） 合成胶（中性施胶剂AKD等） 表面施胶剂（氧化淀粉、聚乙烯醇、
羧甲基纤维素等）
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6
（五）施胶度的测定
常用方法：
墨水划线法
表面吸收重量法 （Cobb法）
浸没法（吸收重 量法）等
Cobb法测定仪
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22
（ 一）施胶过程中的铝离子化学
1、水合铝离子
矾土溶液的重
要组成是硫酸根 （SO4=）和具有六 个水分子的三价水 合铝离子 [Al(H2O)6]+3。
结构式
制浆造纸原理与工程
精品课件
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12
纸页抗拒液滴润湿的方法
1、降低纸面对液滴的附着力 2、增加液滴本身的内聚力
内聚力是液滴本身固有的物理性质， 一般不予改变。
唯一的方法是降低纸面对液滴的附 力。而内聚力与附着力之间的平衡关系 主要取决于两相间接触角的大小。
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精品件
13
液滴在纸面上 三相交界面的受力状况
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1
制浆造纸原理与工程
精品课件
2
本章概述 －－
添料（调料）的目的
提高纸页质量，赋予纸页某些特殊功能。 （如抗水、增强、柔软和色彩等）
增加产量，改进操作，减少流失，降低成 本。（如加填、助留、消泡等）
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常用的添料工艺
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杨氏方程（T.Young Equation ）
sv = sL + Lv cos sv －－固、气两相间的比表面能； sL －－固、液两相间的比表面能； Lv －－液、气两相间的比表面能； －－液、固两相间的接触角。
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杨氏方程（T.Young Equation ）
施胶 加填 染色 使用化学助剂
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施胶
一、概述 （一）施胶的目的
赋予纸页抗墨水、抗油、抗血、抗水和 水汽浸蚀的功能。 （二）施胶程度（施胶度）
分为重施胶、中度施胶、轻度施胶和不 施胶。
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（三）施胶方法 纸内施胶（浆内施胶） 纸面施胶（表面施胶） 双重施胶（浆内和表面均施胶）
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(六)施胶和施胶剂的发展概况
1807年发明了松香胶浆内施胶。 1807－1940，用硫酸铝作沉淀剂，酸性
施胶（pH值4－5）。带来一些设备 腐蚀，纸页脆性，白度下降等问题。
1950－1970，开始寻求更有效的施胶剂 和施胶工艺。50年代开始采用合成胶 料，进行中性施胶。70年代后发展迅 速。为碳酸钙加填提供了条件。
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胶膜学说
根据上述公式，有研究者提出了 “胶膜学说”。认为施胶可使松香沉积 在纸面上，热固后形成胶膜可堵塞纸页 的毛细管（降低毛细管半径），从而提 高了纸页抗水能力。
后来的电镜实验证明，施胶的纸面 并没有被胶膜覆盖，胶粒也没有将毛细 管都堵塞，因而否定了这一学说。
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阻止纸页的吸液性能，就要防止液 体在纸页上的渗透与扩散。
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（二）接触角与表面润湿
液滴能否在纸面产生扩散并使其润 湿，主要取决于纸面对液滴的附着力和 液滴本身的内聚力之间的平衡关系。
附着力 > 内聚力 －－ 液滴产生扩散 内聚力 > 附着力 －－ 形成液珠
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1、 AKD（Alkyl Ketene Dimers） 烷基烯酮二聚物
2、ASA (Alkyl Succinic Anhydride) 烯基琥珀酐
国内已有采用，但还不普及。
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二、施胶效果理论
（一）液体在纸页上的扩散与渗透
纸或纸板主要由纤维组成，纤维具 有亲水性。纤维本身有微细管，纸页上 又有许多孔隙，能起毛细管作用，这样 液滴便会在纸面上产生扩散与渗透现象， 使纸具有吸液性能。
－－液体粘度（Pa.s）；
r－－毛细管半（cm）；
－－液、固两相间接触角（度）。
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对于某一纸种及某一液体，毛细管 长度L，液体表面张力以及粘度可视 为定值，因此液体在纸页上的渗透速率 R只与毛细管半径r及纸面与液体两相间 接触角有关。
毛细管半径越小，接触角越大，则 渗透越困难。
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（三）施胶效果的产生 －－接触角理论
根据T.Young方程和Washborn方 程，增大液固间的接触角均有利于纸页 阻抗液体的吸收。
因此，接触角理论认为，施胶的 效果主要是由于松香胶微粒被吸附在纸 页的表面，改变了纸页表面的性质，即 增大了液固间的接触角，减少了纸面对 液体的附着力。
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施胶和施胶剂的发展概况
松香胶的发展 1807－1920，皂化松香胶为主。 1930－出现高游离松香胶
（分散松香胶）。 1940－出现强化松香胶。
但是，国内目前使用最普遍的还是 皂化松香胶。
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施胶和施胶剂的发展概况
合成胶料的发展 国际上目前采用较多的合成施胶剂
可采用比表面能 较低的物质（施胶剂）
均匀的分布在纤维表面，
以降低纸面的sv 。
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施胶理论－－Washburn 方程：
液体在毛细管中的上升速度R
dL r cos R = ------ = ------------
dt
4L
L－－浸透深度（cm）;
t－－浸透时间(s)；
－－液体比表面能自有能，（N/cm）；
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三、施胶过程理论
纤维和松香粒子在水中均带负电荷， 相互不能接近。为了使松香胶粒子与纤维 结合，必须消除这一障碍。
由胶体电位（电泳淌度、Zeta电位） 的研究证实，在pH4－6范围内，松香胶加 入硫酸铝液后，所生成的沉淀物具有正电 性，这一现象与施胶过程有重要的关系。
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整理变形，得到
sv － sL cos = ------------------
Lv
以 = 90o， cos＝0，作为润湿的判据。 当 > 90o时， cos < 0，表面不润湿； 当 < 90o时，1 > cos >0，表面润湿。
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为使表面不润湿， 则应使 sv － sL < 0 即降低纸面的sv。
（四）施胶剂 松香胶类（松香胶、强化松香胶和
分散松香胶等） 合成胶（中性施胶剂AKD等） 表面施胶剂（氧化淀粉、聚乙烯醇、
羧甲基纤维素等）
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（五）施胶度的测定
常用方法：
墨水划线法
表面吸收重量法 （Cobb法）
浸没法（吸收重 量法）等
Cobb法测定仪
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（ 一）施胶过程中的铝离子化学
1、水合铝离子
矾土溶液的重
要组成是硫酸根 （SO4=）和具有六 个水分子的三价水 合铝离子 [Al(H2O)6]+3。
结构式
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纸页抗拒液滴润湿的方法
1、降低纸面对液滴的附着力 2、增加液滴本身的内聚力
内聚力是液滴本身固有的物理性质， 一般不予改变。
唯一的方法是降低纸面对液滴的附 力。而内聚力与附着力之间的平衡关系 主要取决于两相间接触角的大小。
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液滴在纸面上 三相交界面的受力状况