制漿造紙工程專業(yè)綜合實驗課件

1、制漿造紙工程專業(yè)綜合實驗 紙張物理性能檢測實驗內(nèi)容 檢測準(zhǔn)備縱橫向和正反面的鑒別定量的測定厚度和緊度的測定抗張強度的測定撕裂度的測定實驗內(nèi)容耐破度的測定耐折度的測定平滑度的測定施膠度的測定白度的測定一、 檢測準(zhǔn)備1 紙和紙板試樣的采取1.1試樣的采取方法 取樣原則：取樣盡量紙，要有代表性。試樣應(yīng)平整、不折、不皺、無紙病。1.2整張樣品的選取 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：平板紙1000張選取不少于10張； 10015000張選取至少15張；5000張以上選取20張 以上。卷筒紙去掉外部受損紙層，然后再去掉13 層，再取樣檢測。盤紙同樣去掉外層，按全寬選取510m的紙條做測試紙樣。一、 檢測準(zhǔn)備1 紙和紙板試樣

2、的采取1.3試樣的選擇和切取切取試樣時，應(yīng)保持樣品邊緣整齊、光滑，不能有毛刺；還應(yīng)保證樣品的尺寸精度及樣品兩個邊的平行度，準(zhǔn)確表明樣品的縱、橫向和正、反面。2 試樣處理條件2.1標(biāo)準(zhǔn)大氣條件：相對濕度502%和 溫度231。2.2處理時間：一般紙?zhí)幚?h，薄紙板要處理58h；高定量或其它紙種48h或更長時間。二、 縱橫向和正反面的鑒別1 紙和紙板縱橫向的鑒別為了準(zhǔn)確鑒別，應(yīng)至少用四種方法中的兩種試驗方法鑒別。1.1紙條彎曲法：切取兩條互相垂直的長200mm、寬15mm的紙條，將其重疊，用手指捏住一端，使另一端自由的彎向左下方或右下方，若分開，下面的紙條為橫向；若重合，下面的紙條為縱向。1.2

3、紙頁卷曲法：沿試樣平行邊切取5050mm見方或直徑為50mm的圓形試片，標(biāo)明方向，然后將試樣飄浮到水上，與試樣卷曲軸平行的方向為紙的縱向。二、 縱橫向和正反面的鑒別1 紙和紙板縱橫向的測定1.3抗張強度或耐破度鑒別法：平行于原試樣邊切取兩條互相垂直的長250mm、寬15mm的紙條，測其抗張強度，一般情況下抗張強度大的為縱向。通過耐破度分辨方向時，與破裂主線成直角的方向為縱向。1.4纖維定向鑒別法：因網(wǎng)面上的大多數(shù)纖維是沿縱向排列的，觀察時先將紙平放，使入射光與紙面成約45角，視線也與紙面成45角，觀察紙表面纖維的排列方向，或借助放大鏡。除此之外，對于起皺處理的紙，由于工藝處理是一般皺紋方向為橫

4、向，可據(jù)此判定。二、 縱橫向和正反面的鑒別2 正反面的鑒別有涂料面和經(jīng)表面處理的，以及特殊加工的紙和紙板除外。反面即網(wǎng)面：紙頁與造紙機銅網(wǎng)或成型網(wǎng)相接觸的一面；另一面為正面（即毯面）。2.1 直觀法將試樣放平，在入射光與試樣約成45角，視線也與紙面成45角的條件下，觀察試樣如發(fā)現(xiàn)網(wǎng)痕，即為反面。也可在顯微鏡下觀察。二、 縱橫向和正反面的鑒別2 正反面的鑒別2.2濕潤法用熱水或稀氫氧化鈉浸漬試樣，用吸水紙將多余溶液吸，放置幾分鐘。觀察兩面，如有清晰網(wǎng)印即為反面。2.3撕裂法水平放置試樣，首先在縱向上撕開，然后轉(zhuǎn)向橫向，并向邊緣撕去。反轉(zhuǎn)試樣重復(fù)操作，比較撕裂線上的紙毛，特別是轉(zhuǎn)向處，起毛明顯的為

5、網(wǎng)面向上。三、定量的測定1 定義：按規(guī)定的實驗方法，測定紙和紙板單位面積的質(zhì)量，以g/m2表示。2 原理：測定試樣面積和它們的質(zhì)量，并計算定量。3 儀器：天平，試樣質(zhì)量5g以下天平分度值0.001g；5g以上，0.01g；50g以下，0.1g。4 試樣準(zhǔn)備：平均樣品的張數(shù)應(yīng)不少于5張，其總面積應(yīng)至少夠 10個試樣。將5張樣品沿紙幅縱向疊成五層，然后沿橫向切 0.1m2試樣兩疊，共10張試樣。5 結(jié)果計算：5.1定量 G=M10 M:10片0.01m2試樣總質(zhì)量g。 結(jié)果取三位 有效數(shù)字。5.1橫幅定量差：S1=(Gmax Gmin)/G100 或 S2=Gmax Gmin S1-橫幅定量差；S

6、2-絕對橫幅定量差,g /m2 。四、厚度和緊度的測定1定義：紙和紙板在兩測量面間承受一定壓力，從而測量 出兩表 面間的垂直距離，其結(jié)果以mm表示。1.1單層厚度：對單層試樣施加靜態(tài)負(fù)荷，測量出厚度。1.2層積厚度：對多層試樣施加靜態(tài)負(fù)荷，測量出厚度。1.3單層緊度：單位體積紙和紙板的質(zhì)量，由單層厚度計 算得出，以g/cm3表示。單層厚度簡稱厚度，單層緊度 簡稱緊度。1.4層積緊度：由層積厚度計算得出。2儀器：肖伯爾式厚度測定儀，由重錘、測量頭和量砧 組成。四、厚度和緊度的測定3 工作原理：置試樣于測量頭與量砧間，并受重錘一定壓 力，紙 樣所占據(jù)的厚度通過測量桿的位移傳遞給量表內(nèi) 的齒輪機構(gòu)，

7、使表針轉(zhuǎn)動一個角度而得到厚度的讀數(shù)。4 試樣準(zhǔn)備：0.01 m2，即100100mm 。5 測定步驟(單層厚度) 將五張試樣沿縱向?qū)φ?，形?0層.然后沿橫向切取兩疊 0.01m2試樣，共計20片試樣，每片試樣應(yīng)測定一個點。6 結(jié)果表示6.1 厚度：取每片試樣的厚度平均值，修約至三位有效數(shù)字。6.2 緊度： D = G /； D - 緊度，g/cm3；G-定量，g/m2； - 試樣厚度,m。結(jié)果準(zhǔn)確至兩位小數(shù)。五、抗張強度的測定1 定義1.1 抗張強度：紙和紙板所能承受的最大張力。1.2 裂斷長：寬度一致的紙條本身重量將紙拉斷時所需 要的長度。它是由抗張強度和恒濕后的試樣定量計算 出來的。1.

8、3 抗張指數(shù)：抗張強度除以定量，以N/g表示。1.4 伸長率：紙和紙板受到張力至斷裂時的伸長，以對 原試樣長的百分?jǐn)?shù)表示。1.5 抗張能量吸收:紙張拉伸到破裂時應(yīng)力應(yīng)變曲線下的 面積來表示。五、抗張強度的測定2試樣的采取和制備2.1 在距試樣邊緣15mm以外處，一次切取足夠數(shù)量的試樣，以保證縱橫向各有10個有效的數(shù)據(jù);試樣不應(yīng)有影響強度的紙病。2.2試樣尺寸： 試樣的寬度應(yīng)為15mm，如采用其它寬度應(yīng)在實驗報 告中注明。試樣應(yīng)有足夠的長度，以確保夾試樣時不 會觸及夾子之間的試樣。通常試樣的最短長度為 250 mm，實驗室手抄紙頁應(yīng)按其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進行切取。 實驗室夾距應(yīng)為180 mm，如采用其它夾

9、距長時，應(yīng)在 報告中說明。五、抗張強度的測定3 儀器:主要有擺錘式拉力機和恒速伸長式電子拉伸儀兩種類型。3.1加荷速度調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)加荷速度，使試樣在205s內(nèi)斷裂。3.2抗張試驗儀的有效測定范圍應(yīng)在總量程的20%90%之間。4 結(jié)果計算：分別計算和表示紙和紙板縱向和橫向所得的結(jié)果。4.1抗張強度計算公式： S= F平均 / LW； S-抗張強度，kN/m； F-平均抗張力,N；L-試樣的寬度,mm；結(jié)果取三位有效數(shù)字。4.2 裂斷長計算公式：LB= 1/9.8 S/ g 103；用千米表示， 結(jié)果取三位有效數(shù)字。 4.3 抗張指數(shù)計算公式： Y = S/ g 103; Y-抗張指數(shù)，Nm2/g；

10、 g-定量，g/m2； 結(jié)果取三位有效數(shù)字。4.4 斷裂時伸長率：直接讀取數(shù)，結(jié)果精確至一位小數(shù)。六、撕裂強度的測定1 定義1.1撕裂度：將預(yù)先切有切口的紙撕至一定長度所需力的平均值。若起始切口是縱向的，則所測結(jié)果是縱向撕裂度。結(jié)果以mN表示。1.2撕裂指數(shù)：撕裂度除以其定量。結(jié)果以mN.m2/g表示。2 工作原理： 在撕裂試樣時，將擺抬高具有一定位能，當(dāng)擺被松開自由落下時，位能轉(zhuǎn)化動能，動能所產(chǎn)生的力在克服撕裂試樣中損失了一部分，而剩余的的動能又轉(zhuǎn)化為位能，擺在最高位置時的位能差計算出擺撕裂試樣所損失的動能。3 儀器結(jié)構(gòu)：愛利門道夫撕裂度儀，由基架和擺錘組成，試樣被夾表面應(yīng)至少為25mm寬，

11、15mm深。4 試樣采取：試樣規(guī)格(630.5)mm(502)mm，應(yīng)按 樣品的縱橫向分別切取試樣；每個方向應(yīng)至少做5次有效試驗。六、撕裂強度的測定5 試驗步驟 選擇合適的擺，保證讀數(shù)在滿刻度值的20%80%范圍內(nèi)。6 結(jié)果計算6.1撕裂度計算公式： F=(SP)/n ；F-撕裂度，mN；S-試驗方向上的平均刻度讀數(shù)，mN；P- 換算因子，單擺為16，雙擺為3；n-同時撕裂的試樣層數(shù)。 6.2撕裂指數(shù)計算公式： X=F /G；X-撕裂指數(shù)，mNm2/g； F-撕裂度，mN； G-定量，g/m2； 結(jié)果取三位有效數(shù)字。六、撕裂強度的測定1定義1.1耐破度：指紙和紙板在單位面積上所能承受的均勻增加

12、 的最大壓力，以kPa表示。1.2耐破指數(shù)：紙張耐破度除以定量。2 工作原理：將試樣放置于彈性膠膜上，僅僅夾住試樣周 邊，使之與膠膜一起自由凸起。當(dāng)液壓流體以穩(wěn)定速率 泵入，使膠膜凸起直至試樣破裂時，所施加的最大壓力 即為試樣耐破度。3 儀器結(jié)構(gòu) ：夾持系統(tǒng)；膠膜（圓形，有天然橡膠或合成 橡膠制成，厚度0.860.06mm；液壓系統(tǒng)（有馬達(dá)驅(qū) 動活塞擠壓適宜的液體化學(xué)純甘油或低粘度硅油）七、耐破度的測定4 試樣制備：試樣切取7070 mm；保證20個有效數(shù)據(jù)。5 試驗步驟5.1選擇合適測量范圍。5.2將試樣覆蓋于整個夾盤面積，然后給試樣施加足夠夾 持壓力。5.3然后施加壓力，直至試樣破裂。退回

13、活塞，使膠膜低 于膠膜夾盤的平面。讀取耐破壓力指示值，精確至1 kPa。然后松開夾盤，準(zhǔn)備下一次試驗。6 結(jié)果表示：平均耐破度P，以kPa表示。 耐破指數(shù)以kPa. m2/g表示，計算公式：x=p/g 結(jié)果準(zhǔn)確至三位有效數(shù)字。八、耐折度的測定1定義1.1雙折疊：試樣先向后折，然后在同一折印上再向前折， 試樣往復(fù)一個完整來回。1.2耐折度：在標(biāo)準(zhǔn)張力條件下進行試驗，試樣斷裂時的雙 折疊次數(shù)的對數(shù)（以10為底）。1.3耐折次數(shù)：耐折度平均值的反對數(shù)。2 工作原理：一個窄紙條在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下受到縱向張力，向 后及向前折疊，直至紙條斷裂。3 試樣采取：試樣的寬度應(yīng)為15mm，長度應(yīng)為以其所需 的有效長度，

14、試樣兩邊應(yīng)切齊切平行；試樣不能有紙病。八、耐折度的測定4 試驗步驟4.1將試樣加入夾頭，使試樣平行地加緊于測定儀的兩夾頭之間。4.2拉開彈簧筒，直至銷釘鎖住彈簧筒，將計數(shù)器回零，啟動儀器使試樣開始折疊。直至試樣折斷，儀器自動停止計數(shù)。4.3在每個試驗方向上，應(yīng)至少有10個試驗結(jié)果?？v向試樣是指試樣的長邊方向應(yīng)是紙的縱向，應(yīng)力作用于縱向，斷裂在橫向。5 結(jié)果表示：計算每次讀數(shù)的對數(shù)，并分別計算縱橫向結(jié)果的平均值。如有要求，應(yīng)報告耐折次數(shù)，應(yīng)在結(jié)果中注明雙折疊次數(shù)。九、平滑度的測定1 定義：平滑度：在特定的接觸狀態(tài)和一定的壓差下，試樣面和環(huán)形面之間由大氣瀉入一定量空氣所需的時間，以秒表示。2 工作

15、原理：將紙和紙板放在玻璃板上，施加特定壓力產(chǎn)生半真空，從而吸入空氣并使空氣通過接觸表面，測量真空度在規(guī)定范圍內(nèi)變化所需的時間。3 儀器：采用別克平滑儀。由玻璃板、試樣加緊裝置、壓板、膠墊、真空容器、壓力表、計時器組成。4 試樣的采取：沿橫幅距邊緣15mm處均勻切取足夠正反面各測試10次的試樣，試樣面積至少為6060 mm，試樣無紙病。九、平滑度的測定6 結(jié)果計算6.1若采用大真空容器，則平滑度為測定值的平均值；若用 小真空容器，則平滑度為測定值的平均值乘以10；若真空 度從0.66kPa降到29.33kPa，則平滑度為測定值的平均值 除以10。6.2 平滑度兩面差 P（%）= （P大- P?。?/p>

16、/ P大 100 P大-平滑度較大測定值，s; P小-平滑度較大測定值，s; 結(jié)果準(zhǔn)確至1秒；兩面差準(zhǔn)確至1%。十、施膠度的測定 （一）墨水劃線法1 定義：施膠度指用標(biāo)準(zhǔn)墨水在紙和紙板表面劃線時不擴 散亦不滲透的最大線條寬度mm表示，適用于一般書寫 紙、文化用紙。2 儀器：劃線器筆端寬度可調(diào)，劃線筆與平面呈45角。 直線筆（鴨嘴筆），采用大號尖頭和闊頭直線筆。3 試樣的采取：將樣品切成150150 mm的試樣，并標(biāo)明 正反面。如是雙面紙應(yīng)至少取6張試樣，正反面至少測 三張；如是單面紙應(yīng)至少取3張試樣進行測試。4 結(jié)果表示：以正反面試驗結(jié)果全部合格的最大寬度來表 示。十、施膠度的測定（二）液體滲

17、透法1 定義：施膠度指標(biāo)準(zhǔn)溶液透過紙頁所需的時間， 用于評定紙張的抗水性能，以時間秒表示。2 儀器與試劑：1%三氯化鐵溶液；2%硫氰酸銨溶液；滴瓶 (滴管傾斜45度角，每滴液量為0.06ml)；培養(yǎng)皿；秒表。3 試樣的采?。簩悠非谐?0張3030 mm的試樣。將試樣的四邊折起，做成底約為2020 mm的小盒。十、施膠度的測定4 試驗步驟4.1在培養(yǎng)皿內(nèi)倒入適量的2%硫氰酸銨溶液，然后 將小盒浮置于硫氰酸銨溶液的液面上，同時用滴管在距盒底約1厘米處滴入1滴1%三氯化鐵溶液(滴管傾斜45角，每滴液量為0.06 ml)，并同時開始秒表計時，當(dāng)三氯化鐵溶液中剛一出現(xiàn)紅點時停止計時，記錄時間應(yīng)準(zhǔn)確至1秒。 4.2重復(fù)上述操作，直至測定正反面共10片試樣。 結(jié)果取算術(shù)平均值，準(zhǔn)確至1秒。十一、白度的測定 本標(biāo)準(zhǔn)適用于不含熒光增白劑或含熒光增白劑的近白 色紙漿、紙及紙板試樣。1 定義1.1反射因數(shù)（R）：由一物體反射的輻通量與相同條件 下完全反射漫射體所反射的輻通量之比，以百分?jǐn)?shù)表 示。1.2內(nèi)反射因數(shù)（R）：試樣層數(shù)達(dá)到不透明時的反射因數(shù)。1.3藍(lán)光漫反射因數(shù)R457即亮度/白度：在模擬光源條件下