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文檔簡介

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(jì)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(jì)量:1、卷筒紙2、平板紙對(duì)卷筒紙常用噸計(jì)量,平板紙除用噸外,還用令計(jì)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(gè)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(diǎn)4、無二次環(huán)境污染,易回收利用或降解。主要優(yōu)點(diǎn):1、原料來源豐富,價(jià)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(diǎn):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(diǎn)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(qǐng)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(shí)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?jiān)旒埞に囘^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?jiān)霞垙埖闹圃彀b材料學(xué)金海霞九江學(xué)院機(jī)械材料學(xué)院造紙?jiān)弦灾参锢w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?jiān)习b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?jiān)?。(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(diǎn)是:中空,細(xì)長,呈紡錘狀。NextBack紙張的制造一、造紙?jiān)习b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?jiān)习b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?jiān)习b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?jiān)习b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?jiān)习b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?jiān)习b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(diǎn)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?jiān)习b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(duì)廢紙還沒有一個(gè)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?jiān)习b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(bào)紙;舊瓦楞紙箱;白紙邊;紙張的制造一、造紙?jiān)习b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(gè)基環(huán)上有三個(gè)醇羥基;纖維素分子的兩個(gè)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(cuò)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(duì)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(gè)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(huì)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?yàn)槲缘牧u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(huì)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(duì)濕度含水率放濕吸濕在同一相對(duì)濕度下,吸濕時(shí)水分的吸著量低于解吸時(shí)水分的蒸發(fā)量,也就是吸濕時(shí)的平衡含水率低于解吸時(shí)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(diǎn),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(duì)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

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