包裝材料學(xué) 第一章.造紙原料

包裝材料學(xué)

金海霞

九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院紙包裝材料金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院包裝材料學(xué)第一節(jié)紙張的制造一、造紙的基本原料二、造紙植物纖維的組成三、造紙NextBack金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院紙張的制造NextBack概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院從纖維懸浮液中將纖維沉積到適當(dāng)?shù)某尚驮O(shè)備上，經(jīng)干燥制成的平整均勻的薄頁一、紙的定義二、紙的分類（一）按定量或厚度分定量≥225g/m2或厚度≥0.1mm定量<225g/m2或厚度<0.1mm紙紙板：紙：NextBack紙張的制造概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院（二）按用途，紙或紙板又進(jìn)一步分為紙NextBack紙張的制造概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院三、紙和紙板的規(guī)格尺寸和計量

寬度尺寸：1575mm、1092mm、880mm、787mm，尺寸誤差不許超過±3mm尺寸：880×1230mm、880×1092mm、787×1092mm、787×960mm、690×960mm、850×1168mm，尺寸誤差不許超過±3mm3、紙和紙板的計量：1、卷筒紙2、平板紙對卷筒紙常用噸計量，平板紙除用噸外，還用令計量。

1令=500張NextBack概述紙張的制造包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院紙板NextBack紙張的制造概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院四、紙和紙板在包裝中的地位紙和紙板在包裝材料中所占比例最大2002年我國主要包裝材料的產(chǎn)量NextBack紙張的制造概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院人均紙和紙板的消費(fèi)量是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)水平的重要指標(biāo)2002年美國人均紙和紙板的消費(fèi)量為306.5公斤，居世界第一。日本為242.8公斤，居世界第五。

我國僅為29.0公斤，低于世界人均紙和紙板的消費(fèi)量51.8公斤的平均水平.

NextBack紙張的制造概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院全球主要包裝材料的比例NextBack紙張的制造概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院五、紙包裝材料的特點4、無二次環(huán)境污染，易回收利用或降解。主要優(yōu)點：1、原料來源豐富，價格較低廉；3、紙容器易加工成型，結(jié)構(gòu)多樣，印刷裝潢性好，包裝適應(yīng)性強(qiáng)；2、紙容器重量較輕，可折疊，有一定的韌性和抗壓強(qiáng)度，彈性良好，有一定的緩沖作用；NextBack紙張的制造概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院2、耐水性差;主要缺點：1、阻隔性低；NextBack3、強(qiáng)度較低，尤其是濕強(qiáng)度低。五、紙包裝材料的特點紙張的制造概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院六、紙包裝材料在包裝中的應(yīng)用紙盒瓦楞紙箱NextBack紙袋紙漿模塑制品蜂窩紙板等紙張的制造概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院

1871年，美國人申請了瓦楞紙板專利，1894年研制成功第一只瓦楞紙箱，1902年雙瓦楞紙箱正式作為鐵路運(yùn)輸包裝箱七、紙包裝材料的發(fā)展史和前景（一）、紙包裝材料的發(fā)展史

公元105年，蔡倫發(fā)明造紙術(shù)

公元8世紀(jì)，阿拉伯人獲得造紙術(shù)，爾后經(jīng)西班牙、法國傳到世界各地

1799年，法國人發(fā)明長網(wǎng)造紙機(jī)。1808年，英國人發(fā)明圓網(wǎng)造紙機(jī)。造紙工業(yè)飛速發(fā)展。NextBack紙張的制造概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院（二）紙包裝材料的發(fā)展前景1.紙包裝材料是公認(rèn)的綠色包裝材料，隨著民眾環(huán)保意識的增強(qiáng)，紙包裝愈來愈受到重視；2.紙包裝材料通過二次加工，朝多功能的方向發(fā)展。3.紙包裝材料朝低定量的方向發(fā)展。NextBack七、紙包裝材料的發(fā)展史和前景紙張的制造概述包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院造紙造紙工藝過程制漿紙漿

植物

紙NextBack紙張的制造包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院

木材廢紙甘蔗棉花

小麥NextBack一、造紙原料紙張的制造包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院造紙原料以植物纖維原料為主，還包括一些合成纖維、金屬纖維和礦物纖維。針葉木：如云杉、冷杉、紅松、馬尾松等闊葉木：如楊木、樺木、桉木、楓木等禾草類：稻麥草、蘆葦、甘蔗渣、竹類等韌皮纖維：如亞麻、紅麻、桑皮等種毛纖維：棉纖維、棉短絨等植物纖維木材非木材廢紙（二次纖維）NextBack紙張的制造一、造紙原料包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院植物是由多種多樣的細(xì)胞組成，其中纖維狀的細(xì)胞是最好的造紙原料。（一）、植物纖維原料的形態(tài)與性能纖維狀的細(xì)胞是一種厚壁細(xì)胞，簡稱纖維。特點是：中空，細(xì)長，呈紡錘狀。NextBack紙張的制造一、造紙原料包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院1、木材纖維形態(tài)與性能 纖維細(xì)胞比較單一，雜細(xì)胞少，細(xì)胞壁較薄，纖維較長。針葉木：纖維細(xì)胞主要是管胞，平均長度3-4mm，寬度為0.03mm。NextBack適合抄造強(qiáng)度大的紙和紙板。（一）、植物纖維原料的形態(tài)與性能紙張的制造一、造紙原料包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack紙張的制造一、造紙原料包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack紙張的制造一、造紙原料包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院纖維細(xì)胞主要是木纖維，除纖維細(xì)胞外，還含有大量的導(dǎo)管等非纖維細(xì)胞，纖維平均長度1.0mm，寬度為針葉木的1/2-1/3。闊葉木適合抄造表面平滑，不透明度高，而強(qiáng)度要求低的紙張。NextBack紙張的制造一、造紙原料包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院2.非木材纖維的形態(tài)與性能適合于抄造強(qiáng)度要求不高的紙張，或與長纖維木漿配抄。禾草類：纖維細(xì)胞含量少，含有大量的雜細(xì)胞。纖維細(xì)且短，胞腔小，平均長度1.0-1.5mm，平均寬度10-20um。NextBack紙張的制造一、造紙原料包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院3.二次纖維二次纖維是廢紙的回收利用，是混合纖維。NextBack⑴定義⑵

特點和原纖維相比，纖維短小，強(qiáng)度下降，雜質(zhì)的去除比較復(fù)雜。紙張的制造一、造紙原料包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack我國目前對廢紙還沒有一個很科學(xué)、很詳細(xì)的分類回收辦法，各種高質(zhì)量的廢紙和低質(zhì)量的廢紙混在一起被回收上來，因是混合纖維，缺乏一致性，只能用來生產(chǎn)瓦楞原紙、箱板紙、紙漿模塑制品，或用于多層紙板的芯層等低檔紙制品。⑶用途紙張的制造一、造紙原料包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院可以節(jié)約寶貴的森林資源，保護(hù)環(huán)境。NextBack⑷廢紙回收利用的意義⑸廢紙的種類：混合廢紙；舊報紙；舊瓦楞紙箱；白紙邊；紙張的制造一、造紙原料包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院二、

植物纖維組成

纖維素

半纖維素植物纖維木素抽出物碳水化合物灰分NextBack紙張的制造包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院典型原料的化學(xué)成分NextBack化學(xué)成分針葉材闊葉材草類纖維素505040半纖維素203030木素302020紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院纖維素是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要成分，是細(xì)胞壁的骨架物質(zhì)。NextBack纖維素的分子式為（C6H10O5）n，n稱為聚合度，纖維素的來源不同，聚合度不同。

1.

纖維素紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院每個基環(huán)上有三個醇羥基；纖維素分子的兩個末端羥基性質(zhì)不同,右端的葡萄糖基中第一碳原子上的羥基具有潛在的還原性。（1）纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)NextBack纖維素是由許多D-吡喃式葡萄糖基相互以

1,4-β-甙鍵連接而成的線型高分子化合物。紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院由于甙鍵的存在，纖維素易發(fā)生水解反應(yīng)；由于醇羥基的存在，纖維素易發(fā)生氧化反應(yīng)、酯化反應(yīng)和醚化反應(yīng)。（2）化學(xué)性質(zhì)NextBack在一定條件下，纖維素可與濃堿反應(yīng)，生成堿纖維素。紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院由于纖維素含有大量的羥基，使纖維素大分子之間和內(nèi)部存在大量的氫鍵。（3）氫鍵氫鍵-C-OH纖維素分子-C-OH纖維素分子NextBack紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院纖維素超分子結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為：纖維素是由結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)交錯聯(lián)結(jié)而成的二相體系。（4）纖維素的物理結(jié)構(gòu)NextBack紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院在結(jié)晶區(qū)，纖維素大分子的排列具有完全的規(guī)則性，結(jié)合的比較緊密；NextBack在無定形區(qū)，纖維素分子鏈的排列不具有規(guī)則性，結(jié)合的比較松散；結(jié)晶區(qū)與無定形區(qū)無明顯的絕對界限。（4）纖維素的物理結(jié)構(gòu)紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院吸濕與放濕只能發(fā)生在非結(jié)晶區(qū)，在結(jié)晶區(qū)，由于分子上的羥基形成了氫鍵，所以，水分子不能進(jìn)入。NextBack纖維素的吸濕能力取決于親水性羥基的多少，纖維素的非結(jié)晶區(qū)的多少，以及非結(jié)晶區(qū)內(nèi)大分子排列的疏密程度。

（4）纖維素的物理結(jié)構(gòu)紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院①色澤：纖維素本身為白色；②比重：1.5-1.56；（5）纖維素的物理性質(zhì)NextBack③各向異性：纖維素的各個方向的物理力學(xué)性質(zhì)不同；Z向橫向縱向紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack吸濕現(xiàn)象:纖維素大分子含有大量的羥基，使纖維素大分子之間和內(nèi)部存在大量的氫鍵。羥基是較強(qiáng)的親水性基團(tuán)，能吸著空氣中的水分子。（5）纖維素的物理性質(zhì)紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack干縮濕脹根據(jù)纖維素的物理結(jié)構(gòu)，被吸附的水分子只能進(jìn)入非結(jié)晶區(qū)的纖維素分子鏈之間，纖維素水分的減少或增多必然會改變纖維素分子鏈之間的距離，靠攏或拉開，從而導(dǎo)致收縮或膨脹。因為吸水性的羥基存在于分子鏈之間，所以，收縮與膨脹也只限于非結(jié)晶區(qū)的分子鏈之間，而不會發(fā)生在纖維素分子的軸向。

（5）纖維素的物理性質(zhì)紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack滯后現(xiàn)象相對濕度含水率放濕吸濕在同一相對濕度下，吸濕時水分的吸著量低于解吸時水分的蒸發(fā)量，也就是吸濕時的平衡含水率低于解吸時的平衡含水率。

（5）纖維素的物理性質(zhì)紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack纖維素不溶于水，溶于氫氧化銅氨溶液。（5）纖維素的物理性質(zhì)紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院半纖維素同纖維素、木素一起構(gòu)成植物細(xì)胞壁。半纖維素增加細(xì)胞壁的剛性。2.半纖維素NextBack⑴半纖維素的定義植物細(xì)胞壁中除纖維素（果膠質(zhì)、淀粉除外）的非纖維素碳水化合物，稱為半纖維素。⑵半纖維素的作用紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack半纖維素呈纖絲狀結(jié)構(gòu)，半纖維素在細(xì)胞壁中，基本上平行于纖維素排列，在纖維素和木素之間起聯(lián)接的作用。⑶半纖維素的形態(tài)及排列方式2.半纖維素紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院半纖維素不是由一種糖基組成的均一聚糖，而是由不同的幾種糖基組成的聚合物。NextBack常見的幾種糖基有：D-葡萄糖基、D-半乳糖基、D-木糖基、D-甘露糖基、L-阿拉伯糖基、D-葡萄糖醛酸基等。⑷半纖維素的構(gòu)成紙張的制造二、

植物纖維組成2.半纖維素包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院⑸針葉材與闊葉材的半纖維素NextBack針葉材與闊葉材的半纖維素有些共同點，但針葉材的半纖維素在結(jié)構(gòu)上比闊葉材復(fù)雜一些。針葉材主要含有：D-葡萄糖基、D-半乳糖基、D-甘露糖基、D-木糖基、L-阿拉伯糖基、D-葡萄糖醛酸基；闊葉材主要含有：D-葡萄糖基、D-木糖基、D-甘露糖基。紙張的制造二、

植物纖維組成2.半纖維素包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院④半纖維素的聚合度比纖維素低得多，在150-200之間，易于水解，易溶于氫氧化鈉溶液。

⑹纖維素與半纖維素的比較NextBack①纖維素是由單一的糖基組成的均一聚糖，而半纖維素是由兩種或兩種以上不同的糖基組成的聚糖；②纖維素是典型的線型聚糖，而半纖維素主要是線型結(jié)構(gòu)，但帶有各種短側(cè)鏈；③半纖維素的吸濕性和潤脹性比纖維素高；紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院3、木素木素是由苯丙烷結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的天然高分子化合物。在細(xì)胞壁中起加固作用。NextBack木素呈球形小粒，集聚成為球形聚集體。木素在140-150℃開始軟化，冷卻后變硬，性脆，易成粉末，在水和有機(jī)溶劑中的溶解度很小。

（1）物理性質(zhì)紙張的制造二、

植物纖維組成包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack木素有三種結(jié)構(gòu)單元，愈瘡木基、紫丁香基和對羥基苯，它們通過醚鍵和碳碳鍵連接，形成木素大分子。各種基本單元的多種連接方式，使木素結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，沒有規(guī)則性。（2）木素的結(jié)構(gòu)紙張的制造二、

植物纖維組成3、木素包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack（3）化學(xué)性質(zhì)親核取代反應(yīng)：化學(xué)法制漿的基本反應(yīng)。親電取代反應(yīng)：紙漿漂白的基本反應(yīng)。氧化反應(yīng)：紙漿漂白的基本反應(yīng)。

木素可與多種化學(xué)試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：紙張的制造二、

植物纖維組成3、木素包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack酸性介質(zhì)中的親核取代反應(yīng)：①具有二烷基醚、烷基芳基醚結(jié)構(gòu)的木素分子生成烊鹽；②醚鍵斷裂,生成正碳離子；③親核試劑攻擊正碳離子,生成可溶性的木素磺酸鹽。堿性介質(zhì)中的親核取代反應(yīng)：①苯環(huán)上的酚羥基的氫離子脫出，酚羥基以陰離子形式存在；②苯環(huán)側(cè)鏈上的醚鍵斷裂。紙張的制造二、

植物纖維組成3、木素（3）化學(xué)性質(zhì)包裝材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院NextBack親核試劑親核性參數(shù)EH2OOH-SO3H-SO32-S2-

1.00

1.652.272.573.08常用的親核試劑的親核性