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纸页结构的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。纤维的长度较短,纤维之间的交织力较低,纤维之间必须有足够的结合力以提供纸张所必需的强度。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物材料。表征网状物参数主要有:纤维的规格(长度、长径比等)、纤维物理性能、纤维的几何学定向、纤维结合力(结合面积、结合强度)、多孔性等。即使是采用的纤维原料完全一样,纸和无纺布以及织物结构、性能都有明显的差异。若干常见工程材料的裂断长比较氢键结合理论高分子材料界面的粘结力:化学主价键力(30kcal/mole)、氢键结合力(5kcal/mole)、范德华力(2kcal/mole)、色散力。纸页干燥、吸水后强度发生巨大变化,并且可以逆转。Brougton和Wang的实验:用一系列不同极性的液体浸渍纸页,纸页的强度与液体的极性成反比,而与液体的表面张力无关。Brougton和Wang的实验:纸页在水中成型后,分别采用三种方法干燥:正常干燥,冷冻后升华,用有机溶剂取代水后蒸发。发现后两种处理后纸页强度都比较低。Campbell的实验:纸分别用水,甲醇,丙醇三种液体浸渍,强度降低依次减小。Nissan的实验:将纤维表面乙酰化,随着乙酰化程度的增加,纸页强度降低。在溶液中纤维表面高分子链段部分溶解,在接触区域相互扩散,在溶剂脱除后粘结在一起。植物纤维表面在水中部分溶解,但不溶于丙酮或非极性溶剂,所以在水中能形成强度好的纸页,在丙酮和非极性溶剂中不能形成强度良好的纸张。醋酸纤维正好相反。纤维在纸机上沉积成纸页后,随着水分的脱除,在表面张力的作用下,纤维之间的距离越来越小,表面张力在纤维之间产生的压强越来越大,当纤维表面的羟基距离小到2.5-3.5A0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。纤维有效结合面积、结合键密度、纤维交织次数、纸页单位体积结合键数量对纸张的各种性能有直接的影响。纤维尺寸、几何形状对纤维结合的影响。纤维可塑性及润涨性对纤维结合的影响。半纤维素使纤维细胞壁的可塑性更好,纤维表面的结合更为良好。半纤维素分子由于分子量低,分子链段更为柔顺,使得半纤维素和纤维素通过羟基形成氢键结合更为容易。Aiken实验:在破布浆中添加木糖可显著增加纸张强度,而添加乙酰化的木糖显著降低纸张强度。针叶木的半纤维素对于纤维结合的贡献比阔叶木大。Klinstedt发现纸张强度与碱溶半纤维素含量更相关,而与戊糖含量关系不大。半纤维素含量太高也会降低纸张强度。纤维素对纤维结合的影响纤维素分子量越大,纤维可以在机械力的作用下充分润涨,细纤维化,增加纤维之间的结合面积和结合强度,从而制造出强度更高的纸张。木素对纤维结合的影响木素分子阻碍水进入纤维细胞壁,限制了纤维的润涨和塑化。木素分子阻碍纤维素之间氢键的形成。木素分子使纤维更加挺硬,纤维之间的交织结合减弱。水使纤维润涨和塑化。水的表面张力可以使纸张在干燥过程中纤维结合得更为紧密。水是氢键形成的介质,并且可以破坏纤维之间的氢键。1、两面差(1)纤维几何特征差异造成的两面差◆大纤维未沉积或少量沉积之前,细小纤维从成型网穿过。◆大、小纤维沉积速度的差异。◆在成型后由于真空箱或案棍的作用。(2)染色后两面差(3)填料引起的两面差2、纵横差纤维在成纸过程中,纤维的排列呈一定的方向性,造成纸张强度、吸水膨胀、断裂伸长率也呈一定的方向性。主要是由于浆速和网速的差异造成。园网纸机的纵横差大于长网纸机长网纸机纸张网面纵横差大于毯面判断纵横向的几种方法:◆肉眼判断◆改变纸的水分,纸张的变形◆抗张强度差异◆耐破破坏裂缝方向◆挺度差异3、纸的竖向(Z向)纸张竖向结构特点影响纸张竖向强度的因素竖向性质对纸张性能的影响4、匀度:纤维在纸张中分布的均匀性影响的主要因素包括:流送介质的流体力学状态、流送介质的物化特性、纤维的物化特性纤维的分散因子:相当于纤维长度的球体所含纤维的根数。5、定量:单位面积纸张的重量吸湿性对纸张定量的影响。定量波动主要受匀度和浆料流送设备稳定性影响。定量波动对纸张性能的重要影响:价格强度厚度电学性能光学性能平滑度、摩擦因数、表面强度、表面导电率、表面液体吸收性、水分含量、尘埃度、耐久性、吸湿润涨性。6、紧度(松厚度)、多孔性和透气性紧度是指单位体积的纸张重量。影响紧度的主要因素:纤维的物化特性流送介质的物化特性纤维的打浆处理网部脱水成型工艺压榨压光纸张的其它组分紧度对纸张的抗张强度、耐破