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纸张湿强度与化学助剂的增强作用

【摘要】:一般纸张被水完全湿润后只保留原来强度的3%~8%,湿强纸可保留15%~40%或更高,因此,湿强度多指湿强纸的湿强度。这种加入特殊化学助剂增加纸张湿强度的过程就称之为是增强作用,所加的化学助剂称为湿强剂。湿强纸可以根据它们的湿强特性来分类,某些湿强处理仅仅使强度损失的速度变慢,这类纸被称为具有暂时湿强度的纸,使用的湿强剂称为暂时湿强剂。

纤维具有亲水性、易被水润胀。纸的强度来自纤维之间的相互作用,这种作用在纸的成形、固化和干燥过程中形成。在纸页成形过程中润胀了的纤维互相交织,表面紧密接触,干燥脱水后,纤维相邻表面之间产生氢键结合力,纸张获得干强度。当纸页再被润湿时,纤维间结合力减弱或破坏,纸张失去或部分失去强度。

湿纸强度是指纸页抄造过程未经干燥的湿纸页的强度,一般是指进入烘缸前干度为20%~50%的湿纸页强度,或称初始湿强度。

纸页的湿强度是指经干燥后的纸张再被水润湿完全饱和后所具有的强度,或称再湿强度。一般纸张被水完全湿润后只保留原来强度的3%~8%,湿强纸可保留15%~40%或更高,因此,湿强度多指湿强纸的湿强度。湿强度高有利于纸页使用过程。

纸页之所以具有强度是由于组成纸页的纤维之间存在摩擦力和结合力。构成湿纸强度的基础是纤维之间的摩擦力,摩擦力越大,湿纸强度越大。构成干纸强度的基础除了纤维之间的摩擦力外,主要决定于纤维之间的结合力,结合力越大,干纸强度也越大。由于纤维之间的结合力比摩擦力大得多,因此纸页的干强度比湿强度大得多。湿纸页纤维之间的羟基以水桥形式存在,干纸页纤维之间的羟基以氢键形式存在,由于氢键的结合力比水桥的结合力大得多,所以干纸强度比湿纸强度大得多。

许多特种纸张在使用时要求具有一定的湿强度。如照相感光原纸要经受水的浸泡而不松弛;军用地图纸和海图纸以及钞票纸等,在受到雨淋或在潮湿的环境中使用,要不易破裂。此外如广告招贴纸、高级包装纸、药棉纸、手巾纸、手帕纸、工业滤纸、膏药纸等,都要具有一定的湿强度。这种较高湿强度的获得仅靠一般抄造、施胶等方法难以达到,必须依靠某些特殊的化学助剂,这些化学助剂的加入能使纸张干燥后即使长期在水或水溶液的浸泡下也能保持原有干纸强度的20%~50%。这种加入特殊化学助剂增加纸张湿强度的过程就称之为是增强作用,所加的化学助剂称为湿强剂。

湿强纸可以根据它们的湿强特性来分类,某些湿强处理仅仅使强度损失的速度变慢,这类纸被称为具有暂时湿强度的纸,使用的湿强剂称为暂时湿强剂。另外一些湿强树脂能赋予纸较持久的湿强度,这类纸的湿强度在长时期内保持不变。应当指出,并非各种纸的湿强度越高越持久就越好,因为大多数种类的纸需要能够再制浆,因此所需要的湿强度取决于纸的用途。