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      4印刷技术中心纸张物理性能和印刷适性的应用
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      纸张的组成


      我们常见的普通纸张是由植物纤维和辅料组成的。其原料诸如木材、芦苇、竹子、蔗渣、稻草、麦秸、树皮、棉麻等。绝大部分供文化、印刷和生活用。随着经济和科技的发展,为适应特殊用途,逐渐生产了非植物纤维的特殊纸。如聚乙烯或聚丙烯或聚丙烯合成纸,使现代纸的概念发生了深刻的变化。这里所讲的是指文件、印刷、生活用的普通纸。

      一、植物纤维

      造纸上所指的植物纤维,也就是植物生理学和解剖学上所称的厚壁细胞。

      一般地说,一个细胞就是一根纤维。纤维通常是利用机械的或化学的方法,或机械与化学相结合的方法,从木材类植物体中提取的。在造纸上,提取纤维的过程称为制浆,其产品就是纸浆。纸浆是造纸的基本原料,其主要成分是纤维素、半纤维素和残留的木素及残留的其他杂质等。纸张中的植物纤维,主要是指纤维素、半纤维素。

      二、辅料

      纸张的辅料主要是指填料、胶料和染料等。纸浆虽是造纸原料,但如果直接用纸浆造纸,得到的产品达不到使用要求。因此,需经过打浆处理,并在打浆过程中添加辅料,以提高和改善成纸的物理和机械性能,使其符合使用要求,达到规定的质量标准。

      1、填料:在纸浆中加入适量的粉末状白土粉、滑石粉,用以提高成纸的不透明性、平滑度,改善其白度与弹性,减少吸湿性,并使其尺寸保持相对稳定性。

      2、胶料:加填料只能起到填塞纤维间的空隙的作用,用施胶则起着堵塞纤维间的毛细管作用或使纸面生成胶膜。通过不同的施胶处理,可以提高成纸的抗水性、增加纸的机械强度等。在抄造印刷纸时,一般常用松香和硫酸铝溶液作为胶料,使之被纤维吸附沉淀下来,当湿纸页烘干时,表面胶粒便熔为一层微薄的胶膜。

      3、染料:在通常情况下,不论是制造白色或有色纸张,都需要对浆料进行调色或染色处理。在制造白色纸张时,为了对已漂白的纸浆调色,一般在浆中加入微量的补色染料或荧光增白剂,使纸张对光的反射增加,显的更白,达到所要求的色泽或增加外观的美感。对纸浆进行漂白、调色或增白等所用的材料,统称为色料。

      三、纸张的结构

      通常说一般纸张由植物纤维和辅料组成。植物纤维则是胞腔和细胞壁组成的厚壁细胞。细胞壁的各个层次中,主要由纤维素、半纤维素和木素成分构成。此外,还有少量果胶、抽出物、灰分等次要成分。

      1、纤维素:纤维素由碳(C)、氢(H)、氧(O)三种元素组成。纤维素是由许多D-葡萄糖基联结而成的天然高分子化合物,其中,葡萄糖基是组成纤维素分子的基本化学单位,其分子式为(C6H10O5)n,式中n为聚合度。

      纯粹的纤维素呈无色,是一种化学性质不很活泼的,典型的亲水性胶体物质,不溶于水和中性无机溶剂与醇、醚、酯等有机溶剂中。

      2、半纤维素:半纤维素与维素一起,伴生于植物细胞的次生壁中。它是由许多单糖组成的碳水化合物,其聚合度较纤维素小得多,且在结构上具有支链。它具有良好的吸附性、亲水性,仅能部分地溶于热水中但较易溶于冷稀碱液中,也能在热稀酸中水解。

      3、纤维间的结合

      纤维是以纤丝为主体的,纤丝是由许多微纤丝聚集而成的绒毛状物质,而微纤丝是由许多纤维素分子链组成的“线状物”。

      一般说纸张结构,就是指在水的存在下,纤维与辅料之间分散交织的结合力及其结合状态。

      纤维之间的结合力和结合状态,主要决定于造纸时的打浆和抄造过程。一般地说,通过打浆,由于水和机械力的影响,使纤维润胀切断的同时,产生内部纤维化作用与外部纤维化作用。纤维化作用会促使纤维相互接触的有效面积增大,纤维素与水分子的水化作用机会相应增加从而为过渡到纤维间的氢键结合创造有利条件,并使羟基组成适当的排列。

      在纸张的抄造过程中,通过压榨、烘干的脱水作用,使纤维彼此分散均匀,互相交织起来。但是,利用机械压榨,无法脱去与纤维素分子中羟基形成“水桥”的结合水,而干燥则是利用加热使水分子在蒸发的同时,与纤维素分子结合的水桥遭到破坏。由于蒸发时表面张力的影响,迫使纤维间靠拢,从而使纤维素分子中的相邻羟基中的距离小于2.552.75埃时,一个羟基中的氢原子与别一个羟基中的氧原子结合,而形成氢健,其结果即表现为纤维之间的结合力增强。

      纸张中纤维之间的结合力,主要是氢键的作用。除此之外,还受到其他的作用力。辅料之间的结合力,则取决于所有材料的疏水性或亲水性。一般认为,使用疏水性的辅料会使纤维之间减少接触面积,而降低其强度,使用亲水性辅料时则能增加其强度。

      本文由东莞市恒科仪器编辑部007编辑员整理,转载请注明出处;

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