Структура бумаги

Структура бумаги Технологии

Под структурой композиционного материала, каким является бумага, понимается совокупность представлений о расположении и взаимной связи всех составных частей материала. Применительно к бумаге ее структура определяется особенностями строения, свойств и взаимосвязи структурных элементов: различных составляющих бумагу волокон, наполнителей, проклеивающих и окрашивающих веществ.

Особенностями структуры бумаги являются:

  1. Сложный гетерогенный состав элементов структуры, характеризуемый наличием в композиции бумаги как относительно длинных, так и коротких волокон различного происхождения (растительных, синтетических, минеральных), а также наполняющих проклеивающих и окрашивающих веществ. Растительные волокна, являющиеся основой структуры большинства видов бумаги, отличаются между собой своим строением и свойствами, определяемыми видом волокнистого сырья и методами его обработки.
  2. Анизотропное расположение элементов структуры по трем ее взаимно перпендикулярным направлениям, характеризуемое различием в ориентации волокон, в расположении их по размерам, а также в распределении проклеивающих, окрашивающих веществ, наполнителей и включений воздуха. Эта анизотропность структуры определяется в основном методами изготовления бумаги и используемым при этом оборудовании. Они, в свою очередь, оказывают влияние на анизотропию по направлениям бумажного полотна основных свойств бумаги. На анизотропию свойств бумаги оказывает также существенное влияние склонность волокон к хлопьеобразованию.
  3. Капиллярно-пористый коллоидный характер структуры обусловливает такие свойства бумаги, как впитывающую способность, воздухопроницаемость, гигроскопичность, деформацию бумаги при изменении ее влажности, необратимое изменение свойств бумаги в результате ее сушки и др.
  4. Наличие сил связи между элементами структуры бумаги, определяющее механическую прочность и другие свойства бумаги.
  5. Для большинства структур бумаги характерна разносторонность, т. е. различие между собой свойств обеих поверхностей бумажного полотна. Это обусловлено не только уже упомянутой выше анизотропией в расположении элементов структуры, но также различием в рельефе поверхностей бумаги под влиянием того, что обычно одна из поверхностей соприкасается с сеткой, а другая – с сукном. Соответствующие отпечатки (маркировка) на поверхности бумаги и определяют различие рельефа обеих поверхностей бумажного полотна. Сеточная сторона бумаги обычно менее гладкая и более пористая.
Читать также:  Анализ базовых технологических процессов

В трехмерной структуре бумаги большинство волокон распределено в направлении, параллельном ее плоскости. Однако определенная часть волокон расположена под некоторым углом к горизонтальной плоскости. С увеличением степени фибриллирования (фибриллирование – процесс расщепления волокон в продольном направлении на тончайшие волоконца –  фибриллы) волокон, толщины и массы 1 м2 бумаги, а также продолжительности процесса обезвоживания при формировании бумажного полотна количество этих волокон увеличивается.

Здесь следует отметить, что межслоевая прочность многослойного волокнистого материала в значительной степени зависит от влажности соединяемых давлением слоев. Если она достаточно высока и в полотне присутствует свободная влага, то (в условиях применения одного и того же давления при прессовании) межслоевая прочность оказывается высокой за счет хорошего взаимопроникновения и последующего скрепления между собой водородными связями фибрилл сопряженных волокон. Высушенная бумага имеет прочность структуры, определяемую не только прочностью связей между волокнами (водородные связи), но и прочностью самих волокон. Свойства бумаги связаны с надмолекулярной структурой целлюлозы и других полимерных компонентов бумагообразующих волокон.

Оцените статью
Информационный блог
Добавить комментарий