紙張的主要性能與紙張老化

1、紙張的主要性能與紙張老化| 作者 : 楊開吉 |紙張與古代其他文字載體材料相比，有紙草之便，不易破裂；有竹木之廉，體積不大；有縑帛羊皮之軟，無其貴；有金石之堅(jiān)，而不笨重。一、紙張的主要性能(property)物理性能：包括定量、厚度、緊度、透氣度、施膠度和吸收性等光學(xué)性能：包括白度、不透明度等機(jī)械性能(機(jī)械強(qiáng)度)：包括抗張強(qiáng)度、耐破度、耐折度和撕裂度等化學(xué)性能：包括化學(xué)成分的含量、水分、 PH值、灰分、銅價(jià)和粘度等(一)紙張的 物理性能1 . 定量與厚度(quantityandthickness)定量是指紙張單位面積的重量，一般以每平方米紙張有多少克表示，即g/m2。厚度是指在一定的面積和一定

2、的壓力下，測(cè)得紙樣兩面之間的垂直距離。2 .緊度(tightness)緊度是指每立方厘米紙張的重量，其結(jié)果以g/cm3 表示。3 .施膠度施膠度表示紙張抗水性能的大小。施膠度是以標(biāo)準(zhǔn)墨水劃線時(shí)，不擴(kuò)散也不滲透的線條最大寬度(mm)表示。4 . 吸收性(absorptivity)紙張對(duì)液體、氣體具有吸收能力。吸收的原理：1)紙張纖維之間具有無數(shù)毛細(xì)孔隙，2)纖維素和半纖維素具有大量親水基團(tuán)OH。紙張的含水量(正常含水量一般為7%)吸收有害氣體，不利于紙張的耐久性。(二)紙張的光學(xué)性能白度(whiteness)是指紙張受到光照后全面反射的能力，以百分?jǐn)?shù)表示。某一 紙張白度下降表示紙張老化耐久性下降

3、的指標(biāo)。(三)紙張的機(jī)械性能紙張的機(jī)械性能又稱機(jī)械強(qiáng)度，是指紙張?jiān)谝欢C(jī)械外力條件下，抵抗外 力作用的能力。也是衡量紙張耐久性的重要指標(biāo)。機(jī)械強(qiáng)度(mechanicalshrength版決于紙張纖維的原始強(qiáng)度，和纖維與纖維之間的結(jié)合強(qiáng)度。1 .抗張強(qiáng)度(tensilingstrength):紙張能承受的最大張力。通常以一定寬度的試樣的抗張力，以N/15mm、 KN/m 表示。2 .耐破度(wearproofstrength):紙張?jiān)趩挝幻娣e上所承受的均勻增大的最大 壓力，以Pa Mpa、Kpa表示。3 .耐折度(foldproofstrength):紙張?jiān)谝欢◤埩ο?，試樣來回做一定角度折疊，直

4、至其斷裂時(shí)的折疊次數(shù)，以雙次表示。4 .撕裂度(tearproofstrength)：紙張被切出一定長(zhǎng)度的裂口，再?gòu)牧芽陂_始撕 破所需要的力，以mN 表示。(四)紙張的化學(xué)性能1. 水分結(jié)合水(boundwater)：纖維素非結(jié)晶區(qū)上有許多游離氫氧基，能于水分子氫鍵結(jié)合，這部分水是結(jié)合水。結(jié)合水分子排列有一定方向，賦予纖維柔韌性和好的機(jī)械強(qiáng)度。游離水 (freewater)：纖維結(jié)構(gòu)中的各個(gè)單元，如微纖維之間、原細(xì)纖維之間或大分子之間存在大量毛細(xì)管，由毛細(xì)管作用所吸附的水稱之為游離水。促使紙張纖維素發(fā)生各 種有害化學(xué)反應(yīng)，并為微生物和檔案害蟲提供水分。2 .紙張的PH值酸是纖維素水解反應(yīng)的催化

5、劑，氫離子濃度越大，刺激氧橋 斷裂，影響紙張耐久性。3 . 紙的銅價(jià)（cupricvalue）銅價(jià)是指在特定的條件下，100g絕干纖維素（紙漿）使氧化銅（CuO,二 價(jià)銅）還原為氧化亞銅（Cu2O價(jià)銅）的克數(shù)。銅價(jià)主要用于鑒別纖維素C1還原基的多少以及鏈的長(zhǎng)短。纖維素分子水解、氧化后聚合度下降，暴露出更 多的還原基團(tuán)，銅價(jià)增大，耐久性下降。二、紙張老化（aging）（一）張老化的概念：在外界各種不利環(huán)境作用下，紙張主要化學(xué)成分發(fā)生不可逆的化學(xué)變化，從而使紙張性能下降的過程。微觀表現(xiàn)：纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；宏觀表現(xiàn)：紙張泛黃，白度下降；機(jī)械強(qiáng)度下降；銅價(jià)上升；酸度上升PH值減小。（二）紙張老化原因1. 老化的內(nèi)因（ 1）主要化學(xué)成分的變化維素和半纖維素水解、氧化、氧化降解、光解、光氧化作用木質(zhì)素氧化和光解反應(yīng)纖維素半纖維素木質(zhì)素（表示分子穩(wěn)定性，不宜老化程度）（2）紙張內(nèi)部的有害物質(zhì)生產(chǎn)過程中殘留的酸、氧化劑、施膠明礬、金屬離子等2老化的外因高溫、高濕、光線、酸、氧化劑、微生物等加速發(fā)生水解、氧化和光解反應(yīng)。(三)人工老化試驗(yàn)(acceleratedagingtest)人為給紙張不利的外因條件，加速紙張老化速度，測(cè)出紙張白度、機(jī)械強(qiáng)度、酸度等理化指標(biāo)，