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纸的结构与性能详解纸是一种由纤维素纤维构成的薄片状材料，由于其具有轻便、易于加工和可再生等特点，在人类社会中被广泛应用。
纸的结构和性能对其使用的场合和用途有着重要影响。
本文将详细介绍纸的结构和性能。
纸的结构主要由纤维、胶凝物和填料组成。
纤维是纸的主要成分，常用的纤维素纤维包括木质纤维、棉纤维和麻醉纤维等。
纤维的形状、长度和直径等参数会影响纸的结构和性能。
纤维的长度越长，纸的强度和透明度越高，但易于产生结聚现象；纤维的直径越细，纸的紧密程度越高，但易于断裂。
胶凝物是纤维之间的粘合剂，可以提高纸的强度和稳定性。
填料是增加纸的厚度和光泽度的材料，可以是无机物如粉状石灰、粉状白云石等，也可以是有机物如淀粉、天然胶等。
纸的性能主要包括机械性能、光学性能和化学性能。
1.机械性能：纸的机械性能是指其在受力时的表现。
纸的强度是衡量其机械性能的重要指标，主要有拉伸强度、撕裂强度、抗弯刚度等。
拉伸强度是指纸在一定宽度条件下，经受拉力时的最大承载力。
撕裂强度是指纸在撕裂方向上承受的最大力。
抗弯刚度是指纸在弯曲时所用的力和弯曲角度之间的关系。
纸的机械强度受纤维的长度、纤维之间的结合力以及纤维的排列方式等多个因素的影响。
2.光学性能：纸的光学性能是指其在光线照射下的表现。
透明度是衡量纸光学性能的重要指标，表示光线穿透纸的能力。
通常，纸的透明度与纤维的排列和纤维之间的结合力有关，透明度越高，纸的质量越好。
另外，纸的光泽度和白度也是光学性能的重要指标。
3.化学性能：纸的化学性能主要包括耐水性、耐酸碱性和保鲜性等。
耐水性是指纸对水的抵抗能力，其取决于纸的纤维和胶凝物的组成。
耐酸碱性是指纸对酸和碱的抵抗能力，纸的pH值决定其耐酸碱性。
保鲜性是指纸对食品等物体的保护能力，要求纸不能释放有害物质。
纸的结构和性能直接影响其在不同领域的应用。
根据不同的需求，纸可以制成各种类型的纸张，如普通纸、卫生纸、包装纸、卡纸等。
不同类型的纸有不同的结构和性能要求。
1、纸的性能：物理性能、化学性能、印刷性能、光学性能、电气性能2、物理性能：定量、厚度、紧度、松厚度、透气度、柔软性、吸水性能、形稳性、伸长率、抗涨强度、挺度、抗水性、耐破度、施胶度、撕裂度、耐折度、环压度、击穿强度、尘顷度3、印刷性能：表面强度、油墨吸收性、平滑度、挺度、施胶度4、光学性能：白度、光泽度、色泽、颜色5、物理性能里的强度性能：抗张强度、耐折度、耐破度、撕裂度、挺度6、纸的结构：三维结构有方向性纵横向纵向：与造纸机运行方向平行的方向横向：垂直于造纸机运行的方向7、抗张强度、撕裂度、耐折度具有方向差异性纵向>横向：抗张和耐折横向>纵向：撕裂8、卷曲和形稳性两个收缩：单根纤维收缩和纸张收缩单根收缩：径向收缩>纵向收缩纸张收缩：横向收缩>纵向收缩9、在干燥过程中收缩对纸张的卷曲和形稳性有影响，收缩越大形稳性越差卷曲10、卷曲的方式：机械卷曲、水分卷曲、结构卷曲11、定量：单位面积纸或纸板的质量。
12、厚度：在一定单位面积压力下，纸或纸板两个表面间的垂直距离。
13、紧度：单位体积纸或纸板的质量。
14、紧度的影响因素：（1）影响结合程度的物质，如纤维本身特性；木素、半纤维素；打浆的程度和方式：湿压强度（2）填充于纸页空隙的物质：树脂、填料、淀粉和其他物质。
少量加填，紧度降低。
加填无论增加或降低紧度其强度都会下降。
加树脂、淀粉，纸张重量会增加，但厚度不会增加。
（3）压光能增加纸张的紧度，但不一定增加抗张强度和耐破度，甚至有所下降。
压光并不是单纯地机械作用，纤维间的结合要重新分配。
12、透气度和哪些因素有关：（1）定量低，透气度好。
（2）机械浆含量高，紧度降低，透气度升高。
（3）影响纸张紧度的因素基本都影响透气度。
13、透气度中有孔隙结构分为：（1）真孔（2）凹孔 (3)空穴14、和透气度相关的是：真孔15、软压光：通过调节温度来改善纸张平滑度，对纸张影响不大。
16、抗张强度：纸和纸板能够承受的最大压力17、耐破度：纸和纸板在单位面积上所承受的均匀增加的最大压力18、耐破度和抗张强度的区别耐破度是抗张强度和伸长率的复合函数，是纸张厚度方向所受的极限力没有方向性；抗张强度是有方向性的原因是纤维原料的分布有方向。
纸的定义:从悬浮液中适当处理（如打浆）过的植物纤维、矿物纤维、动物纤维、化学纤维或这些纤维的混合物，沉积到适当的成形设备上，经干燥制成一页均匀的薄片。
纸张的结构特点：1.具有多相复杂的结构要素成分，（长短纤维，填料，胶料，染料）2. 纸和纸板的结构间有结合力（纤维的氢键结合力和机械的互相扭结、物理的相互吸引）3. 具有复杂多孔的结构（网状结构，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、辅料的分布不同5..绝大多数纸的结构都具有两面性（成形网对细小纤维及细小物质截留程度的不同而引起的）纸张的功能性质：1.吸湿性显著、吸水性大 2. 有氢键结合3.有一定的强度4.纸张显白色5.具有柔软性6.具有易燃性为什么纸张强度比造纸纤维强度低的多?纸张的强度取决于纤维间的结合强度，纤维间起氢键结合的前提是游离状的羟基，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%的羟基体现纤维本身的强度。
因此纸张的强度小于纤维的强度为什么草浆造纸紧度大?1.半纤维素含量高,纤维间的结合力大;2.草浆纤维短;3.草浆纤维中杂细胞含量高,在纸张中有填充作用;4.纸浆纤维中暴露的羟基多纸张纵向:与纸机运行平行的方向横向:与造纸机运行方向垂直影响纸的方向性的主要因素1.纤维有方向性的排列所影响：网面纤维纵向排列明显，正面纤维纵向排列不明显造成纸张正反面纤维纵横向分布差的原因是:纸页在抄造过程中,受到铜网的加速作用,形成了纵向剪切,使纤维沿着纵向排列,靠近铜网网面的纤维,受到加速作用大,故纤维排列的方向性明显,距成型网愈远这种加速作用愈弱,故正面纤维排列方向性较弱2.受牵引力大小的影响, ：,为了避免纸幅的产生皱褶,,必须以一定的牵引力来维持纸幅的前进,牵引力大些,方向性也大些,反之亦然3.受浆速与网速关系的影响速度差小,方向性小些,反之亦然4.网案振动网案的振动是沿着纸机横向运动,可以使顺着纸料流动方向排列的纤维,在横动的牵引力下,改变其排列方向,降低纤维排列的方向性5.纸机的形式：圆网纸机长网纸机夹网纸机，大多数纸张要求纵横向性质比较接近减少纸张纵横向差别的主要途径对于中低速长网造纸机1..调整浆速与网速的关系,根据纸张的品种，造纸机的车速和纸料的性质等因素进行调节R=浆速/网速R 增大浆速增大速度差减小纤维横向排列增大，方向性降低;R减小浆速减小速度差增大纤维间纵向排列增大匀度增大印刷纸书写纸R=0.87—0.93纸袋纸胶版纸R=1.0—1.05 纸绳纸电缆纸R=0.83—0.872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对于圆网纸机，网案的振动是不可控的，浆速和网速的调节也是很有限。
纸和纸板的结构与性能简答题简答题：1、影响纸张的紧度的主要因素有哪些，试分析说明之。
答：①原料：草浆>针叶材>阔叶材；机械浆比化学浆紧度号；半纤维素越多，紧度越好。
②打浆浓度和打浆方式：打浆浓度上升，紧度上升；游离状打浆的紧度比粘状打浆的紧度好。
③压光：超级压光＞机械压光＞软压光④化学助剂：填料多，紧度增加；阳离子淀粉影响不大；Al2（SO4)3增加，紧度下降；松香胶降低⑤压榨：紧度越好⑥干布紧度成都越高，紧度大。
2、试分析比较纸张的抗张强度和耐破度之间的区别，说明影响纸张抗张强度和耐破度的主要因素答：抗张强度：15mm宽的纸或纸板试样在断裂时的极限抗张力。
在一定程度上可代表纸和纸板的综合强度。
耐破度：指纸或纸板在单位面积上所能承受的均匀地增加的最大压力，其结果以KPa表示。
①影响抗张强度的因素：主要因素：纤维间的综合强度、纤维长度次要因素：纤维本身的强度、纤维分布②影响耐破度的因素：主要因素：纤维间的综合强度、纤维长度次要因素：纤维本身强度3、单根纤维的径向收缩和纵向收缩的区别，它对纸张的形稳性有何影响？答：找不到4、试分析说明纸张产生卷曲的原因，以及在造纸过程中的解决措施？答：（1）原因：①纸张定量太小，纸张太薄；②打浆度（叩解度）过大；③纸张紧度过大；（2）解决措施：改变蒸汽压力；改变烘缸温度5、什么是纸张的形稳性？影响纸张的形稳性的因素有哪些？答：形稳性是指当纸浸在水中或在不同的湿度下增湿或减湿时尺寸的相对变化，以尺寸的增减对试样原来的尺寸的百分率表示，故又称湿稳性或水稳性。
影响因素：①原料的种类②打浆：打浆方式，打浆浓度，打浆度③浆网速差④干燥6、试分析说明影响纤维间结合强度的主要因素，并说明对纸张抗张强度、耐破度、耐折度及撕破度的影响？答：（1）影响结合强度的主要因素①原料化学成分：化学浆＞机械浆；半纤维素含量高②打浆打浆方式：粘状打浆>游离状打浆浓度：如果是粘状打浆，打浆度上升，纤维匀度下降，抗张强度下降③生产工艺压榨；干燥速度；干布张紧；压光④和含水率，施胶率成反比（2）纤维间结合力变大，抗张强度变大；纤维间结合力变大，耐折度变大；纤维间结合力变大，撕裂度先升高至一个最大值，然后下降。
纸的定义:从悬浮液中适当处理（如打浆）过的植物纤维、矿物纤维、动物纤维、化学纤维或这些纤维的混合物，沉积到适当的成形设备上，经干燥制成一页均匀的薄片。
纸张的结构特点：1.具有多相复杂的结构要素成分，（长短纤维，填料，胶料，染料）2. 纸和纸板的结构间有结合力（纤维的氢键结合力和机械的互相扭结、物理的相互吸引）3. 具有复杂多孔的结构（网状结构，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、辅料的分布不同5..绝大多数纸的结构都具有两面性（成形网对细小纤维及细小物质截留程度的不同而引起的）纸张的功能性质：1.吸湿性显著、吸水性大 2. 有氢键结合3.有一定的强度4.纸张显白色5.具有柔软性6.具有易燃性为什么纸张强度比造纸纤维强度低的多?纸张的强度取决于纤维间的结合强度，纤维间起氢键结合的前提是游离状的羟基，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%的羟基体现纤维本身的强度。
因此纸张的强度小于纤维的强度为什么草浆造纸紧度大?1.半纤维素含量高,纤维间的结合力大;2.草浆纤维短;3.草浆纤维中杂细胞含量高,在纸张中有填充作用;4.纸浆纤维中暴露的羟基多纸张纵向:与纸机运行平行的方向横向:与造纸机运行方向垂直影响纸的方向性的主要因素1.纤维有方向性的排列所影响：网面纤维纵向排列明显，正面纤维纵向排列不明显造成纸张正反面纤维纵横向分布差的原因是:纸页在抄造过程中,受到铜网的加速作用,形成了纵向剪切,使纤维沿着纵向排列,靠近铜网网面的纤维,受到加速作用大,故纤维排列的方向性明显,距成型网愈远这种加速作用愈弱,故正面纤维排列方向性较弱2.受牵引力大小的影响, ：,为了避免纸幅的产生皱褶,,必须以一定的牵引力来维持纸幅的前进,牵引力大些,方向性也大些,反之亦然3.受浆速与网速关系的影响速度差小,方向性小些,反之亦然4.网案振动网案的振动是沿着纸机横向运动,可以使顺着纸料流动方向排列的纤维,在横动的牵引力下,改变其排列方向,降低纤维排列的方向性5.纸机的形式：圆网纸机长网纸机夹网纸机，大多数纸张要求纵横向性质比较接近减少纸张纵横向差别的主要途径对于中低速长网造纸机1..调整浆速与网速的关系,根据纸张的品种，造纸机的车速和纸料的性质等因素进行调节R=浆速/网速R 增大浆速增大速度差减小纤维横向排列增大，方向性降低;R减小浆速减小速度差增大纤维间纵向排列增大匀度增大印刷纸书写纸R=0.87—0.93纸袋纸胶版纸R=1.0—1.05 纸绳纸电缆纸R=0.83—0.872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对于圆网纸机，网案的振动是不可控的，浆速和网速的调节也是很有限。
主要通过改善网槽结构:a.采用测流式网槽,网槽纸料的流动方向与网笼回转方向垂直;b.采用喷浆成形吸收长网纸机的上浆原理和方式，用类似于长网纸机的流浆箱代替网槽，使传统的挂浆成形变为喷浆成形的方式c.采用改良式网槽（1）缩小牛角道提高浆速，让浆网接近,改善纵横向拉力差；（2）缩短成形弧,减少定向作用，但匀度有所降低；（3）在进料板上增加导流栅片,有意识的进行不同方向的梳理和作用，使纤维交错排列为什么圆网纸机纵横向差别大一些？1.圆网成型的基本性能决定于网槽：不同结构形式的网槽所抄成的纸具有不同的纵横拉力比。
2.在圆网成形中圆网是在固定的槽壁间旋转，成形区中的浆流存在着很大的速度梯度，造成在成形区中有很大的剪切作用，使纤维产生纵向排列，冼脱效应也固摩擦力的增大而加强。
如果浆速比网速低得多，剪协作用更加强烈，纤维定向排列更加显著，甚至会因剪切力超过湿纸层的屈服应力而使纸层破坏。
3.在圆网造纸机的抄造过程中，浆料的纤维越长越不易分散，随着圆网的回转呈纵向分布的趋势就越大，成纸的纵横拉力比也就越大。
纵横向的测定方法:1.纸条弯曲法：将纸条平行重叠，用手指捏住一端，使其另一端自由地弯向手指的左方或右方。
如果两个纸条重合，则上面的纸条为横向；如果两个纸条分开，则下面的纸条为横向2.纸页卷曲法：平行于原试样的边，切取50*50mm的试片，并标注出相当于原试样的变得方向。
然后将试片漂浮在水面上，试片卷曲时，与卷曲轴平行的方向为纸的纵向。
3.抗张强度或耐破强度鉴别：测定纸条的抗张强度或耐破强度，一般情况下值大的为纵向4.纤维定向鉴别法：纤维纵向排列的方向为纸张的纵向纸（纸板）竖向(Z向)结构的特点:层叠性，也就是纸幅在成形时，其竖向主要是由一层一层的纤维叠积而成的，纤维在平面纵横方向上，不论他们的排列的方向性如何，他们是相互交织，而是竖向的，由于纤维呈竖向排列的机会很少，因此在竖向上纤维与纤维是很少相互交织的，从而使纸或纸板沿厚度方向是呈一层层的叠合结构造成层结构的原因：1.纸页成形的机理主要是过滤机理纤维是单体状态在网上沉积，在沉积过程中，纤维受到重力，脱水元件的抽吸力，沿着垂直方向流动，同时，受到网子的牵引力的作用使得其一层一层叠积排列;2.纸（纸板）的厚度比纤维的长度小得多,纤维的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了纤维的长度，但每一层的厚度小于纤维的长度Z向抗张强度的概念:纸页厚度方向（垂直与直面方向）的层间结合强度，分开层间单位试样面积所需要的力影响Z强度的因素（1）纤维的平均长度、单根纤维长度对z强度的影响很小，可忽略基于两个事实a.增加打浆程度，z强度增加，但并不像其它强度检验中所发现的那样，先增加，然后下降。
Z强度在各种打浆时间范围内与打浆时间成直线关系b.100%磨木浆有很高的Z强度，而其它方面是很弱的，纤维的z强度不受纤维长度的影响，仅仅与纤维之间的结合力有关（2）z强度不受纤维强度的影响对纸浆进行化学降解，然后进行抄片，各种常规强度特性（抗张，耐破度）下降严重，z强度无影响，此项测试结果表明，强度不受单根纤维强度的影响（3）z强度与紧度的关系提高紧度，z强度增加影响紧度的因素也会影响z强度（4）纤维竖向排列情况对竖向性质影响很大一般来说，纤维竖向排列越多，分层愈难，z向结合较好正反面定义:一般纸张贴向成形网的一面为反面（网面），另一面为正面（毯面）正面与反面的识别:1.直观法:折叠一张试片，观察一面的相对平滑性，从造纸网的菱形压痕往往可以认出网面2.润湿法:用水或稀氢氧化钠溶液浸渍纸面，将多余的液体排掉，放置几分钟，观察两面如有清晰的网痕即为反面3撕裂法:手拿式样，使纵向与视线平行，与试片表面成水平。
另用一手将纸向上拉，这样它首先在纵向上撕，然后将撕的方向逐渐转向横向，向纸的外边撕去，翻过纸面，另一面向上，仍按上述方法撕纸，比较两条撕裂线上的纸毛，特别是纵向转向横向的曲线处，纸毛明显的为网面，当网面向上时，纸的毛边更甚4.利用两面性进行鉴别(1)平滑度:手感光滑的是正面，手感粗糙的是反面(2)干燥:将式样放在105℃的烘箱内，烘10到20分钟，待纸内水分完全蒸发后，纸片就会卷起来，向里卷为反，向外为正，即向里卷的是纸张的反面，朝外的.正面，正反面一致的纸，在一张网上是抄不出来的(3)白度;不透明度;吸水性;透气度纸张的两面性:纸张的两面外观及表面特征从来不会相同，纸张两面外观、性质的差别就称为两面差，两面性可能是真正结构上的两面性，这是由于纸页一面填料或者细小纤维含量较高，也可能是光学上的两面性，这是由于纸页两面的整饰度不同引起的纸张的两面差造成纸或纸板两面性的原因：1.抄纸时，由于案辊和真空吸水箱的作用从网面带走了细小物质（水从正面向网面运动，粗大纤维沉积前，细小物质从网孔中流失，使得反面粗糙，细小纤维的相对密度小，沉降速度慢，因而在纸的正面沉积的细小纤维较多，）2.纸页成形过程成形网的梳理作用使纤维主要是朝着纵向排列，且网面纵向排列的纤维比正面多，由于纤维润胀主要发生在横向，造成纸面性质的两面差3.纸浆配比是造成纸张两面差的里一个原因，纤维长度，纤维长度均匀地纸浆比纤维长度差别很大的纸浆所抄得纸两面性较小怎样改善纸张两面差？1.尽可能使用细网目，较平滑编织的成形网2.使用平滑压榨、反压榨、饰面辊和压光机压光，将两面差降到最低限度3.在纸料中加入助留剂，增加细小纤维和填料的留着，改善它们在纸页中的竖向分布4.对圆网纸机，对网槽改进，采用侧流式网槽、采用喷浆上网、改良式网槽5.对长网纸机，采用降低“梳理作用”和“选分作用”的各种措施改善纸两面差，合理控制真空箱的真空度6.制定和控制合理的烘缸温度曲线，用好表面施胶，合理的选用表面施胶胶料；疏解打浆，提高纤维的匀整度，控制纸页水分，降低两面差匀度的定义：纸页在平面内的小尺寸的定量波动。
匀度是用来评价纸张结构性质的主要指标。
匀度对各种纸张的质量有直接的影响，在造纸学科中，又称为纸的成形度。
纸的匀度表示纸张结构的均匀性，即纤维在纸中分布的均匀程度。
一张匀度高的纸，要求纤维和其它固体物质的分布有高度的均一性，使得纸页各个部分都具有相同的组成、结构和性质纸的匀度测定:目测法：用透过纸张的光线的均匀程度来表示影响纸张匀度的主要因素:1.纤维的特性 a. 长纤维比短纤维容易絮聚;b.在所有的外部条件相同时，漂白浆比未漂浆絮聚程度少;c.柔软性好的纤维比刚硬纤维易于分散，少絮聚2.化学添加剂的影响,非纤维添加物的加入，改变了纤维带电状况，影响分散和絮聚3.纸料的浓度高浓，增加絮聚作用，这是由于纤维间的碰撞次数增加，低浓，絮聚减轻。
4.湍流对絮聚的影响，湍动强度大，规模小，有利于分散絮聚，因此在流送和成形过程中，产生有效的微湍动，是改善纸页匀度的主要途径谈谈打浆对纸张匀度的影响？打浆对纤维的作用切断会导致絮聚下降润胀会导致絮聚下降细纤维化会导致絮聚上升（一些人认为，随着打浆度的提高絮聚加强，因为这时，帚化会使纤维比表面积增加，纤维间接触点增多，另外一些人则认为，打浆对纤维有剪切和润胀作用，认为会降低纤维的絮聚的倾向）打浆前期：打浆度增加，纤维絮聚减少，（切断、润胀作用）从某一打浆度开始，随着打浆度的增加，（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黏状浆絮聚加重，这主要是由于纤维细纤维化，增大了絮聚的可能性，此时，尽管纤维被润胀，其表面形成了水化膜，由于纤维较长，这种影响抵消不了表面分丝帚化造成的影响，从而使絮聚加大。
短纤维黏状浆减轻絮聚，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，从而减轻絮聚当纸浆的打浆度改变时，由于一些因素的综合因素影响，所抄造纸页匀度的特性会发生变化，必须根据具体情况摸索出适宜的打浆条件合理的控制上网浓度上述调整必须在保证成纸质量的前提下，因此有限度的，生产中控制絮聚最有效的办法是：根据纸料本身的性质决定上网浓度。
