60g /m
2
。
1. 2. 3 力学性能测试
抗张强度测定 :取长 250mm ,宽 15mm 的纸条 8
张 ,在温度 23℃,相对湿度 (RH = 50% )的环境中恒
定 24h, 然后在 A lwetron TH (Lorentzen wetter Swe
2
den)纸张抗张力试验机上测出每根纸条的绝对抗
张强度 Gp,然后取其平均值 。按下式求算抗张指数
(X)
X = Gp /定量
耐折度测定 : 取长 150mm , 宽 15mm 的纸条 8
张 ,在温度 23℃,相对湿度 (RH = 50% )的环境中恒
定 24h后 ,用 M IT耐折度仪 (四川长江造纸仪器厂
YQ
% Z - 31)上测量其耐断次数 。
1. 2. 4 IR , SEM 的测试
干燥后的纸页 , KB r压片后于傅立叶红外扫描
仪 (N ICOLET170SX, USA ) 上测试 ,读取其 IR 光谱
图 ;
将试样 纸 页 撕 裂 后 在 扫 描 电 镜 ( SEM - X -
650, H ITACH I)上观察断裂面上纤维的形貌 。
2 结果与讨论
2. 1 羟丙基壳聚糖对成纸强度的影响
表
1
不同助剂及
pH
值的变化对浆料成纸强度的影响
组
号
pH
值
助剂
/ %
(w /w)
定量
/ g
・
m
-2
测量结果
抗张指数
/N
・
m
・
g
- 1
裂断长
/ km
撕裂指数
/mN
・
m
2
・
g
- 1
耐折次数
次
A1 7. 0
0
60. 5
46. 98
4. 821
4. 86
19
A2 7. 0
0. 4
61. 6
49. 67
5. 038
5. 11
24
A3 7. 0
0. 6
61. 1
54. 03
5. 463
5. 20
28
A4 7. 0
0. 8
60. 8
58. 47
5. 734
5. 33
26
A5 7. 0
1. 0
61. 3
53. 57
5. 543
5. 23
24
A6 7. 0
1. 2
60. 6
51. 28
5. 356
5. 18
23
B1 7. 0
0
60. 5
46. 98
4. 821
4. 86
19
B2 7. 0
0. 4
61. 0
47. 35
4. 915
4. 92
20
B3 7. 0
0. 6
61. 4
48. 66
5. 023
5. 03
22
B4 7. 0
0. 8
60. 7
50. 73
5. 134
5. 17
25
B5 7. 0
1. 0
61. 3
52. 94
5. 265
5. 25
23
B6 7. 0
1. 2
61. 6
51. 06
5. 210
5. 21
21
C1 8. 5
0
61. 0
46. 21
4. 809
4. 81
16
C2 8. 5
0. 4
60. 7
48. 55
4. 926
5. 04
17
C3 8. 5
0. 6
61. 4
50. 64
5. 194
5. 18
19
C4 8. 5
0. 8
61. 2
54. 38
5. 465
5. 23
24
C5 8. 5
1. 0
60. 4
55. 06
5. 508
5. 34
22
C6 8. 5
1. 2
60. 9
53. 49
5. 331
5. 20
21
注
: A
羟丙基壳聚糖
, pH = 7; B
羟丙基淀粉
, pH = 7; C
羟丙基
壳聚糖
, pH = 8. 5
从表 1可以看出 ,随着助剂加入量的变化 , A 组
纸张的抗张指数从 46. 98N ・m /g上升到 58. 47 N ・
m / g,撕裂指数从 4. 86 mN ・m
2
/ g上升至 5. 33mN ・
m
2
/ g,耐折度则由 19次上升到 28次 ,其它两组的相
应指标也都不断增加到某一最佳值 ,即达到最佳添
加量后 ,再下降 。同为中性条件下 , B 组羟丙基淀粉
抗张指数从 46. 98 N ・m / g上升到 52. 94 N ・m / g,
撕裂指数从 4. 86 mN ・m
2
/ g上升至 5. 25mN ・m
2
/
g,耐折度则由 19 次上升到 25 次 。比较发现 ,羟丙
基壳聚糖作用下的抗张指数和耐折度最大值比羟丙
基淀粉相应提高了 10. 4%和 12%。这可能是由壳
聚糖和淀粉的结构不同引起的 :淀粉为 α - 1, 4或 α
- 1, 6糖苷键连结的葡聚糖 ,分子呈螺旋状 ,而壳聚
糖与纤维素分子相似 ,为 β - 1, 4 糖苷键连结的葡
聚糖 ,倾向为直链分子 ,显然直链分子间更易彼此接
近 ,因此作用效率更高
[ 13 ]
。
结果也显示 : 介质的 pH 对增强效果有一定的
影响 ,当 pH = 7,助剂用量为 0. 8%时 ,抗张指数最
大值为 58. 47 N ・m / g, 而 当 pH = 8. 5 时 ,抗张指
数最大值为 55. 06 N ・m / g,有所下降 ,且助剂用量
为 1. 0%。这是因为羟丙基壳聚糖所带的正电荷随
着体系的酸度的上升而增加 ,在 pH = 7 时 ,羟丙基
壳聚糖中氨基与纤维氧化形成的羧基间的离子键作
用要强于碱性条件下的作用 ,而较强的离子键对纸
张强度会有促进作用 ,所以 pH = 7时会有更好的力
学性能 。
图 1为纸张拉断处的断面扫描电镜 。从图中可
以看出 ,空白纸张被撕裂时 ,较多的纤维从纸张中直
接拉出 ,说明纤维间的结合不够牢固 ,纤维间的分子
作用力比较弱 ,导致纤维间的结合部位容易发生断
裂 ;加入助剂后 ,被拉出的整根纤维较少见到 ,纤维
( a)
空白纸页
2
《造纸科学与技术 》 2005年 第 24卷 第 1期
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.