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第一篇 第二章 纸的结构与性能 第二章 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 2.1 纸的结构 2.1.1 概述 一、纸的结构特点 ? 由多相复杂的结构要素组 成的非均质的薄页； ? 纸的结构间具有结合力； ? 具有复杂的多孔结构； ? 具有三维结构； ? 纸的结构具有两面性。 二、纸的结构特征表述 ? 纸张是由随机散乱的纤维排列而成，纤维一般平置 于纸张平面内，很少有厚度方向的排列，同时在顺 纸机的方向排列的纤维多于垂直纸机方向的纤维。 纤维的规格和性能都具一定的分散性。因此，纸张 是一种多相、非均质、非均匀分布且具有三维结构 的网状材料。 2.1.2 纸的结构间的结合力 氢键结合（最主要） 一. 纸的结构 间的结合力 化学主价键力 范德华力 表面交织力 二.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 ? 之内。 纤维形成 的氢键结合 三.纤维形成氢键结合的机理 ? 纤维在纸机上沉积成纸页后，随着水分的脱 除，纤维之间的距离越来越小，当纤维表面的 羟基距离小到 2.8? 以内时，纤维表面羟基中的 氧原子与相邻纤维中的氢原子形成氢键结合， 使纤维之间相互结合，从而使纸张具有一定的 强度。 2.1.3 纸的三维结构 ? 纤维在成纸过程中，由于浆速和网速的差异，造 成纤维的排列呈一定的方向性，使纸张强度、吸 水膨胀、伸长率也呈一定的方向性。 ? 纵向：纸机的运行方向，也称MD向，纤维沿 该方向分布多； ? 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； ? Z向：垂直与纸面的方向，呈层状结构。 ? 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 。 2.1.4 纸的匀度 一. 定义 ? 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。 二. 匀度对纸的性能的影响 ? 匀度对纸的性能有直接的影响，匀度好，则 纸的性能就好。 三．纸张匀度的影响因素 ? 纸张的匀度与纸浆悬浮液中纤维的分散程度 和浆料流送设备的稳定性有密切的关系。如 果在纸浆流送与纸张形成过程中纸浆悬浮液 中纤维分散程度高，浆料流送设备的稳定性 好，则形成的纸张的匀度就比较好，反之， 就比较差。 2.1.5 纸的两面性 ? 大多数纸张具有两面性，有正面和反面之分。 正面 反面 ? 正面 ：在纸页成型过程中背离网的一面，比较 平滑，细小纤维含量多，结构比较紧密。 ? 反面 ：在纸页成型过程中与网接触，而使纸面 产生网印，因此反面总是比较粗糙，细小纤维 含量少，结构比较疏松。正反面间存在两面 差，影响纸的性能和使用。 ? 细小纤维 ：纸料悬浮液中能通过孔径大小为75 微米的200目筛的纤维称为 细小纤维 。粒度在 75微米以上者称 纤维 。 2.1.6 纸的多孔性 一. 纸的结构不具有连续性， 是一种多孔性物质。 二.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% 三.纸的多孔结构对纸的性能的影响 ? 纸的多孔结构影响纸的透气性； ? 纸的多孔结构影响纸对水和其它液体的 过滤和吸收性能； ? 纸的多孔结构影响纸的裂断长、耐破度、 撕裂度等机械性能。 2.2 纸的性能 纸的种类和用途不一样，其性能要求也不一样。纸的性能可归 纳如下： 一般性能 机械性能 渗透性能 光学性能 表面性能 印刷性能 其它特殊性能 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。 透气度、透湿度、透油度、抗水性、憎水性等 白 度 、 光 泽 度 、 色 泽 、（不）透明度等 平滑度、表面摩擦系数、粗糙度、粘合性能、掉毛掉粉性能等。 表面强度、油墨吸收性、平滑度、挺度、施胶度等 化学性能、电气性能、水溶性等 2.2.1 一般性能 一、外观质量 ? 外观质量是指尘埃、孔洞、针眼、透明点、半透明点、 皱折、筋道、网印、毛巾痕、斑点、浆疙瘩、鱼鳞斑、 裂口、卷边、色泽不一致等肉眼可以观察到的缺陷。 ? 外观质量的好坏影响纸的使用性能及物理性能。 二、水分含量 ? 纸或纸板在 100 ～ 105 ℃下烘干至恒重时所减少的重量 与试样原重量之比，以百分率表示。 ? 过于干燥 ? 过于潮湿 破裂； 降低纸或纸板的强度。 三、定量 ? 单位面积纸