Каково влияние качества целлюлозы на прочность гласина?
Создано 11.12
Влияние качества целлюлозы на прочность гласина фундаментально и глубоко.
В кратце, высокое качество целлюлозы является абсолютным prerequisite для достижения высокой прочности стекловидной бумаги. Нельзя сделать прочную стекловидную бумагу из плохой целлюлозы.
Вот подробный анализ того, почему это так, охватывающий ключевые свойства целлюлозы и то, как они влияют на конечную прочность стеклянной бумаги.
Что такое стеклянная бумага и почему важна прочность?
Сначала давайте определим гласин. Это супер-гладкая, блестящая и плотная бумага, устойчивая к воздуху, жиру и влаге. Ее уникальные свойства возникают благодаря процессу, называемому суперкаландрированием, при котором бумага прессуется между горячими, полированными стальными валками. Этот процесс разрушает структуру бумаги, плотно сжимая волокна и создавая высоко герметичную поверхность.
Сила имеет решающее значение для стеклоткани, потому что:
- Он должен выдерживать интенсивные нагрузки процесса суперкаландрирования, не ломаясь.
- Необходима высокая внутренняя прочность (в направлении z), чтобы предотвратить расслоение.
- Он требует отличной прочности на растяжение и разрыв для высокоскоростной переработки (например, складывания, высечки) на упаковочных машинах.
- Конечное использование (например, упаковка подарков, упаковка продуктов, основа для клейкой ленты) часто требует прочности.
Ключевые факторы качества целлюлозы и их влияние на прочность гласина
Сила любой бумаги, включая стеклоткань, определяется водородными связями между отдельными волокнами целлюлозы. Качество целлюлозы определяет потенциал для формирования этих сильных, многочисленных связей.
1. Чистота целлюлозы (Отсутствие загрязняющих веществ)
- Влияние: Чрезвычайно высокое. Это, пожалуй, самый критический фактор.
- Объяснение: Гласин изготовлен так, чтобы быть полупрозрачным и гладким. Загрязнители, такие как лигнин, гемицеллюлоза и остатки чернил из переработанных волокон, действуют как физический барьер, предотвращая сближение целлюлозных волокон, необходимое для формирования сильных водородных связей.
- Лигнин: делает волокна жесткими и хрупкими, снижая гибкость и способность к связыванию.
- Гемицеллюлоза: Хотя она может помочь в связывании в небольших количествах, слишком большое количество делает целлюлозу гигроскопичной (влагоабсорбирующей), что может ослабить лист и снизить его влагостойкость.
- Заполнители/Зола: Минеральные наполнители, такие как глина или карбонат кальция, не образуют связей. Их присутствие разбавляет волоконную сеть, создавая слабые места.
- Результат для стеклоткани: Высокочистые отбеленные химические целлюлозы (такие как крафт или сульфит) являются необходимыми. У них очень низкое содержание лигнина и загрязняющих веществ, что позволяет достичь максимальной связи волокно-волокно. Нечистая целлюлоза приводит к слабому, мутному листу, который склонен к разрыву во время суперкаландрирования или в процессе использования.
2. Длина и прочность волокна
- Влияние: Высокое.
- Объяснение: Индивидуальные волокна действуют как армирующий "арматурный стержень" в бумажной матрице.
- Длинные волокна (например, из хвойных деревьев, таких как сосна): Обеспечивают превосходную прочность на разрыв и прочность на растяжение. Они создают более обширную, взаимосвязанную сеть, которая эффективно распределяет напряжение.
- Прочные волокна: Внутренняя прочность самого волокнистого стенки (измеряемая такими свойствами, как прочность на разрыв без натяжения) непосредственно влияет на общую прочность бумаги.
- Результат для гласина: Обычно используется высокая доля длинных, прочных волокон хвойных пород, чтобы обеспечить необходимую прочность для выживания при суперкаландрировании и нагрузках в конечном использовании. Без них гласин был бы слабым и легко рвался.
3. Степень рафинирования (фибрилляция)
- Влияние: Критическое и Прямое.
- Объяснение: Рафинирование — это механическая обработка массы, которая шероховатит поверхность волокон, вызывая "фибрилляцию" — отслаивание крошечных фибрилл. Это значительно увеличивает площадь поверхности волокон.
- Больше площадь поверхности = Больше потенциальных мест для связывания.
- Хорошо обработанная целлюлоза позволяет волокнам сжиматься и плотно прилегать друг к другу во время формирования листа и суперкаландрирования, создавая плотную, непористую структуру.
- Результат для стеклянной бумаги: Интенсивная переработка является отличительной чертой производства стеклянной бумаги. Высококачественная целлюлоза должна иметь потенциал для интенсивной переработки без разрезания волокон (что ослабило бы их). Эта обширная переработка создает плотный, прочный и прозрачный лист, характерный для стеклянной бумаги. Плохо переработанная целлюлоза приведет к получению слабого, непрозрачного и пористого листа.
4. Согласованность и единообразие
- Влияние: Высокое.
- Объяснение: Процесс производства бумаги требует постоянного сырья. Изменения в качестве целлюлозы приводят к слабым местам (или "диким полосам") в конечном листе бумаги.
- Результат для стеклоткани: Непостоянная целлюлоза может вызвать разрывы полотна во время процесса суперкаландрирования с высоким напряжением. Однородное качество целлюлозы обеспечивает равномерное распределение прочности по всему листу, что жизненно важно для работы на высокоскоростных упаковочных линиях.
Резюме: Причина и следствие
Характеристика качества целлюлозы | Влияние на прочность стеклоткани |
Высокая чистота (Низкий лигнин) | +++ Обеспечивает максимальное водородное связывание, что приводит к высокой прочности на растяжение и внутреннему сцеплению. |
Длинные, крепкие волокна | +++ Обеспечивает структурную основу для высокой прочности на разрыв и растяжение. |
Высокий потенциал рафинирования | +++ Создает огромную поверхность для связывания, что приводит к экстремальной плотности и высокой прочности на растяжение. |
Высокая согласованность | ++ Предотвращает слабые места и обеспечивает равномерную прочность по всей поверхности, предотвращая разрывы. |
Заключение
Думайте об этом так: Процесс суперкаландрирования реализует потенциал прочности целлюлозы, но сама качество целлюлозы определяет этот потенциал.
Вы можете подвергнуть низкокачественную, нечистую или плохо очищенную целлюлозу суперкаландрированию, но результатом будет слабый, хрупкий или легко рвущийся лист. Этот процесс не может создать прочность, которая не заложена в волокнистую структуру.
Поэтому, чтобы произвести высокопрочную стеклоткань, производители должны начинать с высокочистого, длинноволокнистого химического целлюлозного волокна, которое было интенсивно и правильно обработано. Нет никаких обходных путей; качество целлюлозы является основным определяющим фактором прочности конечной стеклоткани.
Ferrill
Evelyn
Suzy
Ray