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紙張內結合強度的影響因素-紙張檢測儀器

時間:2013-08-29 11:08??來源:七星彩17085期头奖规律 www.crgizs.com.cn??作者:紙張檢測儀器??點擊:
        紙張檢測儀器印刷紙張使用、包裝用紙加工和許多紙張產品的應用都會使紙頁或紙板的內部或層間受到壓力、沖擊力等外力的作用,這些都將引起諸如表面起毛、起泡或層間分層的結構失效。
  這些結構失效的共同點是:1)高速的壓力負載,2)受作用力的時間較短。很多情況下是微秒的百分之一。有以上共同點的紙張結構失效可以用內結合強度值的大小來表達.這些測試的結果與在印刷或紙張加工過程中遇到的內部結構失效有密切關系,同時它還反映單根纖維的強度特征和纖維之間的結合程度。但是它不能有效的區分這兩者對內結合強度貢獻值的大小。紙頁是由許多纖維彼此相互交織、相互結合而成。纖維與纖維之間相互結合的力稱之為纖維的結合力。纖維間的結合力有很多種。有機械的相互扭結、物理的相互作用.但主要還是氫鍵的結合力。
  評估纖維間結合力的指標為鍵合潛能。纖維不同的結構性質和化學性質對鍵合潛能有很大的影響。紙頁的強度是由纖維網絡結構的內聚力決定的,此內聚力指的是相鄰纖維的抗摩擦滑動的力和纖維與纖維間的結合力。另外,紙頁強度也受漿料纖維性質的影響.即纖維本身的強度和鍵合能力(柔軟性、纖維長度)的影響。20世紀50年代.Vanden akker就得出高打漿度紙頁的抗張強度約為纖維本身強度的1/10的結論。這表明。盡管紙頁損傷首先發生在網絡結構或纖維本身的薄弱環節.但是纖維的鍵合能力是紙頁最重要的性質.纖維的鍵合能力包括鍵合強度和鍵合面積。
 內結合強度的評價方法       
測量纖維鍵合能力的方法常用的有兩種
 (1)零距鍵合指數(BI):通過測定干、濕紙條的零距抗張而得,將鍵合中有效抗張強度提高的百分數定義為鍵合指數。
 (2)通過測定Z向強度(如Scott鍵合)計算求得,在Scott鍵合中撕裂紙的能量通過擺角的減小來確定。當手抄紙的纖維在xv平面內排列時.所消耗的能量主要用于纖維間的結合,纖維長度和纖維本身強度對Scott鍵合值無影響。采用測定z向強度(Scott鍵合)的方法來評估鍵合能力.在試樣制備過程中將用相對高的壓力將雙面膠壓在紙樣的兩面,所以這種方法對低基重、高空隙率、低密度的紙樣不太適合,因為可能會使相當量的膠帶膠粘劑滲入到紙頁內部,造成潛在的膠帶之間的結合力.或者是當在壓力周期內造成紙頁結構損壞。內結合強度儀的測定原理是通過機械設備測量分開紙頁所需要的能量來反映內結合強度的大小,內結合強度的測定是為了表達將單層或多層間纖維分開需要克服的抗拒力,它經常用來探討紙頁或紙板的分層問題。(紙板內結合強度應用儀器:紙板內結合強度試驗機、紙張內結合強度試驗機)
內結合強度的影響因素 
1 原料化學成分的影響
        木素的溶出有利于提高鍵合強度.因為改性木素惰性較大,是很差的鍵合物質,并且不利于吸水潤脹。碳水化合物的結構(結晶度和聚合度)和不同碳水化合物的比例對鍵合強度的影響比木素重要。鍵合強度隨半纖維素含量的降低而降低,含三個羥基的聚Z 糖殘基比含兩個羥基的聚木糖殘基更易鍵合,因為羥基多。反應活性大.有利于提高鍵合的可能性。據報道,漂白漿比未漂漿的鍵合強度要低,因為纖維表面低分子量的半纖維素的溶出會降低鍵合強度。
2 打漿對內結合強度的影響    
       隨著打漿度的提高,內結合強度有所提高。打漿使長纖維受到打漿設備的剪切力和纖維之間相互摩擦造成纖維的橫向斷裂。增加了纖維之間的結合力,使內結合強度增大。纖維切斷后,在斷口處留下許多鋸齒形的末端,有利于纖維的分絲帚化和細纖維化.這些都對提高內結合強度有利。細小組分和外部細纖維化都能提高鍵合面積。外部細纖維化和細小組分以兩種方式影響鍵合面積:
        1)增加總表面積。通過增大表面張力來促進纖維間鍵的形成。細小組分增大表面張力,更多的纖維間的結合鍵形成
        2)打漿通過增加纖維的柔軟性.形成的細小組分和外部細纖維化而增大鍵合面積,進而提高了內結合強度。
3 填料對內結合強度的影響  
        隨著灰分含量的提高,內結合強度呈下降趨勢,原因可能是,由于填料分散于纖維之間,使紙的結構疏松多孑L.減少了纖維之間的相互連接和氫鍵結合,使紙頁的內結合強度下降。填料粒徑的減小也會使內結合強度會降低,原因可能是。在加填相同含量填料的情況下,粒徑小的填料必然個數多,更多的吸附在纖維表面.影響了纖維之間的鍵合。導致內結合強度降低。
4 淀粉用量及取代度對內結合強度的影響  
       隨著添加量的提高.內結合強度均出現提高。說明干強劑的作用主要是改善纖維間化學結合力和接觸面積.淀粉的自由葡萄糖羥基參與了纖維表面纖維素分子氫鍵的形成.所以淀粉增加了內部纖維的結合力,在兩束纖維的自然結合層面上增加了氫鍵的數量,并且對紙頁成形的過程有改進作用,提供了更加均勻的纖維間結合,增加了細小纖維的留著和紙頁脫水,改善了紙頁的勻度.提高了內結合強度。在相同添加量的情況下。取代度高的淀粉可以使紙張獲得更高的內結合強度。當陽離子淀粉的取代度過低.其吸附性能跟原淀粉接近,淀粉與纖維間的結合力小。淀粉的留著率低,導致紙張內結合強度低。在用量合適時.陽離子淀粉很容易吸附在纖維表面上,作用力強,當超過了一定量(大于8kg/t)后,漿料中的電荷會發生逆轉,會造成過陽離子體系,使紙機操作困難,效果反而降低,從而阻止了陽離子淀粉在漿料表面的進一步吸附與留著。在實際生產中。漿料的性質以及環境的溫度、pH值、陰離子垃圾含量等都對內結合強度有直接影響。為了解決在印刷過程中的紙張分層問題,提高印刷效率,降低對印版的損害,必須嚴格控制生產工藝.對原料、打漿、填料及淀粉的添加進行認真評價.提高紙張的內結合強度。