纖維特性對(duì)紙張撕裂強(qiáng)度有很大的影響
發(fā)布時(shí)間：2017-11-08 08:46
撕裂強(qiáng)度是紙張物理性能的一個(gè)很重要的指標(biāo)，纖維特性對(duì)紙張撕裂強(qiáng)度有很大的影響，在很大程度上決定了紙張的撕裂強(qiáng)度。纖維長度、粗度和纖維本身強(qiáng)度方面等纖維特性及打漿、壓榨等制作工藝對(duì)紙張撕裂強(qiáng)度的影響通常可以通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。
一般情況下，實(shí)驗(yàn)中所選用的漿料為馬尾松、荻和麥草漿，先抄成120g/m2的漿張，為改變纖維的長度，將抄成的漿張分成四份，把其中三份分別切成寬度為1mm、2mm、2.5mm的小窄條，另一份不切，再將四份試樣分別抄成60g／m2的漿張，測(cè)定紙張的物理性能；纖維長度的測(cè)定使用纖維長度分析儀；通過調(diào)整濕壓榨壓力改變纖維間的結(jié)合強(qiáng)度；用濃鹽酸蒸汽處理紙樣，改變纖維本身的強(qiáng)度而保持其他纖維性質(zhì)不變；比較了荻和麥草漿的粗度對(duì)紙頁撕裂強(qiáng)度的影響；建立了撕裂強(qiáng)度的數(shù)學(xué)模型。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)纖維的重均長度對(duì)紙張的撕裂強(qiáng)度影響明顯，馬尾松漿纖維重均長度對(duì)紙頁撕裂指數(shù)的影響R~2為0.978，而纖維數(shù)均長度對(duì)紙頁撕裂指數(shù)的影響R~2為0.955。在任意結(jié)合強(qiáng)度下，長纖維所抄成的紙頁撕裂強(qiáng)度更高，對(duì)于較短的纖維所抄造的紙頁要達(dá)到較高的撕裂強(qiáng)度則需要較高的結(jié)合強(qiáng)度。紙張的撕裂指數(shù)隨壓榨壓力的增加而提高，但紙張的撕裂指數(shù)仍受纖維長度的影響。對(duì)于長纖維在較高的結(jié)合強(qiáng)度下，紙頁的撕裂強(qiáng)度對(duì)纖維長度的依賴程度減小；對(duì)于較短的纖維，即使在較高的結(jié)合強(qiáng)度下紙頁的撕裂強(qiáng)度仍依賴于纖維的長度。對(duì)于馬尾松漿，在纖維間結(jié)合較差的紙頁中，纖維長度對(duì)紙頁撕裂強(qiáng)度的影響非常明顯；對(duì)于麥草漿，在纖維間結(jié)合較差的紙張中，纖維長度對(duì)紙張撕裂指數(shù)的影響其R~2為0.853，但是在纖維間結(jié)合較好的紙張中其R~2為0.816。
在纖維間結(jié)合較差的紙張中，紙張撕裂時(shí)是較多的纖維被拉出而不是拉斷，這樣撕裂強(qiáng)度受沿纖維長度的結(jié)合數(shù)量的影響，所以紙張的撕裂強(qiáng)度受纖維長度的強(qiáng)烈影響。在纖維間結(jié)合較好的紙張中，紙張撕裂時(shí)是有較多的纖維被拉斷而不是拉出，此時(shí)纖維長度對(duì)紙張撕裂強(qiáng)度的影響減小。
對(duì)于未經(jīng)打漿的荻漿和麥草漿，紙張撕裂強(qiáng)度隨纖維粗度的增加而提高，紙張抗張強(qiáng)度隨纖維粗度的增加而減小。對(duì)于馬尾松漿，在纖維間結(jié)合較差的紙頁中，零距抗張強(qiáng)度對(duì)紙張撕裂強(qiáng)度有一定的影響，紙張撕裂強(qiáng)度和零距抗張強(qiáng)度基本成正比；在纖維間結(jié)合較好的紙張中，紙張撕裂強(qiáng)度對(duì)零距抗張強(qiáng)度的依賴增加，紙張撕裂強(qiáng)度與零距抗張強(qiáng)度的1.5次方成正比。對(duì)于馬尾松漿，在纖維間結(jié)合較差的紙張中，紙張撕裂強(qiáng)度取決于：T=Kτ_BdWRC~(-1)L~(2.1)；纖維間的結(jié)合力增加，紙張撕裂強(qiáng)度取決于：T=K_1τ_BdWRC~(-1)L~(1.8)+K_2τ_B~(-2)dWRC~(-1)σ_f~(1.5)；在纖維高度結(jié)合的紙張中，紙張撕裂強(qiáng)度取決于：T～Kσ_f~n，n＞1.5。
