纸浆 实验室纸页 物理性能的测定检测

实验室纸页物理性能测定检测项目详解

在造纸研究与开发中，对实验室制备纸页进行系统、精准的物理性能测定是评价原料、工艺及最终产品适用性的核心环节。以下是关键物理性能检测项目的详细说明：

一、 基础物理参数

1. 定量测定：

   • 定义： 单位面积纸页的质量。
   • 方法： 使用精密天平称量已知面积的标准试样质量，结果以克每平方米表示。
   • 意义： 纸页最基本的规格参数，直接影响其他物理性能和成本。

2. 厚度测定：

   • 定义： 单张纸页在两平行测量板间承受特定压力下的垂直距离。
   • 方法： 使用测厚仪在标准压力下多点测量取平均值，单位为微米或毫米。
   • 意义： 影响纸页的松厚度、挺度、不透明度及印刷适性。

3. 紧度与松厚度计算：

   • 紧度： 单位体积纸页的质量（克每立方厘米），由定量除以厚度计算得出。
   • 松厚度： 紧度的倒数，表示单位质量纸页所占的体积（立方厘米每克）。
   • 意义： 反映纤维结合程度、孔隙结构及纸张的柔软性、吸水性等。

二、 机械强度性能 4. 抗张强度与伸长率测定： * 定义： * 抗张强度： 纸页在恒速拉伸下直至断裂所能承受的最大力值。 * 伸长率： 试样断裂时相对于原始标线长度的伸长百分比。 * 方法： 使用拉力试验机，将标准试样两端夹紧，恒速拉伸至断裂。 * 意义： 评价纸张抵抗拉伸破坏的能力及韧性，是包装纸、文化纸等的重要指标。

5. 撕裂度测定：

   • 定义： 撕裂预先切口的纸页至一定长度所需的平均力值。
   • 方法： 使用撕裂度测定仪，测量撕裂多个试样所需的力，结果通常为毫牛顿或厘牛。
   • 意义： 反映纸张抵抗裂缝扩展的能力，对包装纸、薄页纸、钞票纸等尤为重要。

6. 耐破度测定：

   • 定义： 纸页在单位面积上承受垂直于纸面的均匀递增压力直至破裂时的最大压力值。
   • 方法： 使用耐破度仪，通过弹性胶膜向被夹紧的纸页匀速施加液压或气压直至破裂。
   • 意义： 综合评价纸张抵抗局部压力破坏的能力，常用于包装材料的强度评价。

7. 挺度测定：

   • 定义： 纸页抵抗弯曲变形的能力。
   • 方法： 常用方法包括：
     • 弯曲长度法： 测量纸片在自重下弯曲伸出平台的最大长度。
     • 弯曲阻力法： 使用挺度仪测量弯曲纸页特定角度所需之力或力矩。
   • 意义： 影响印刷走纸性、包装成型性、纸张手感等。

8. 内结合强度测定：

   • 定义： 纸页内部纤维间结合的强度。
   • 方法： 使用专用夹具和拉力试验机，测量剥离粘附在纸样两面之间的胶带（或直接测量分层所需力）来确定。常用Scott Bond法或Z向抗张强度法。
   • 意义： 反映纤维间结合力，影响纸张的表面强度、抗分层性、印刷掉粉掉毛等。

9. 环压强度测定：

   • 定义： 具有一定尺寸的环形纸样在压缩方向上承受压力直至压溃时所能承受的最大力值。
   • 方法： 将试样卷成环形置于专用夹具中，用压缩试验机进行短距压缩。
   • 意义： 主要用于评价瓦楞原纸、箱板纸等在制成纸箱后的抗压能力。

三、 表面性能 10. 平滑度测定： * 定义： 纸页表面凹凸不平的程度。 * 方法： * 空气泄漏法： 测量特定真空度下定量空气通过纸页与玻璃砧板间接触面所需的时间（秒）。时间越长，平滑度越高。 * 光学法等。 * 意义： 直接影响印刷品的油墨转移均匀性、光泽度及书写流畅性。

11. 粗糙度测定：

    • 定义： 通常指纸页表面微观轮廓的算术平均偏差或峰谷高度差。
    • 方法： 使用轮廓仪或专用粗糙度仪进行接触式或非接触式测量。
    • 意义： 与平滑度互补，用于更精细地描述表面结构，影响涂层均匀性、印刷效果等。

12. 透气度测定：

    • 定义： 在标准压差下，单位时间内通过单位面积纸页的空气流量。
    • 方法： 使用透气度测定仪，测量规定压差下空气通过特定面积试样时的流量。
    • 意义： 反映纸页多孔结构的致密程度或孔隙大小分布，影响过滤性能、防水性、印刷干燥速度等。

四、 光学性能 13. 白度测定： * 定义： 纸张在特定光源（常用D65光源）照射下对蓝色光漫反射的能力，与标准反射板的比值。 * 方法： 使用白度仪，在规定的几何条件和光谱条件下测量。 * 意义： 印刷、书写、卫生用纸的重要外观指标。

14. 不透明度测定：

    • 定义： 单张纸页阻止光线透过的能力。
    • 方法： 测量单张纸背衬黑筒时的反射率与背衬白板（理论上无限厚）时的反射率的比值，用百分比表示。
    • 意义： 防止印刷品透印的关键指标，尤其对书籍、期刊纸等薄页纸至关重要。

15. 光泽度测定：

    • 定义： 纸页表面在特定角度（如20°, 45°, 75°, 85°）下镜面反射光线的能力。
    • 方法： 使用光泽度仪，在标准入射角和观测角下测量镜面反射光强度与标准板反射光强度的比值。
    • 意义： 影响印刷品的视觉亮度、鲜艳度和整体质感。

总结：

对实验室纸页进行全面的物理性能测定是造纸科研、工艺优化和新产品开发的基石。通过对定量、厚度、紧度、抗张强度、撕裂度、耐破度、挺度、内结合强度、环压强度、平滑度/粗糙度、透气度、白度、不透明度、光泽度等核心项目的系统检测，能够全面、客观地评价纸页的内在品质、使用性能和潜在应用价值，为改进工艺、提升产品竞争力提供精确的数据支撑。所有检测均需在标准温湿度条件下进行，并严格遵守相应测试规程以保证结果的可靠性与可比性。