濕強度

一般有吸濕性的材料當吸收一定的水份之後，其物理強度就會相應地降低。紙張在這方面表現得特別明顯。以牛皮紙為例，常態(20℃、相對濕度65%)下的強度為100(初期強度)，在一定溫度的清水內浸泡一定時間以後，其殘餘強度一般只有初期強度的o--50%左右(取決於浸泡時間與溫度)。這種在水溫較高或浸泡過的狀態下測定的強度就叫做濕強度。

基本介紹

• 中文名：濕強度
• 外文名：Wet strength
• 釋義：浸泡過的狀態下測定的強度
• 影響：潤濕和氫鍵被破壞的程度

紙的濕強度表示方法

(一)濕抗張強度

測定經按標準條件(溫度、溶液和時間)浸漬後的紙的抗張強度，作為該紙張的絕對濕強度。這是一種最普遍的表示方法，但不能看出濕強度的保留程度。

(二)濕抗張強度比

通常紙的濕強度以紙的濕強度(乾紙再濕後的強度)對乾強度的比率來表示，強度性質常用抗張強度來表示。分別測定乾紙的抗張強度和經浸漬後的紙的濕抗張強度，計算其比值，用百分比表示，即濕/乾強度比(W/D)，作為紙張的相對濕強度。這是一種較標準的表示方法，可以避開紙張定量的影響，但未能說明濕強劑的真正增濕強效果，因濕強劑在增加紙的濕強度的同時一般也會增加乾紙強度。

(三)增濕抗張強度比

增濕抗張強度比是加增濕強劑紙張的濕抗張強度與未加增濕強劑的紙張的乾紙抗張強度的比值，用百分比表示。這種表示方法能較準確表示增強劑的增濕強效果。

濕強度的測定

紙和紙板在某種情況下有時也要在濕的條件下使用。例如壁紙，要在濕的條件下貼上牆：包魚紙，魚在水中拿出即要包裝：宣紙，被水和墨汁渲染得淋漓盡致時還要求不能破裂：鈔票紙，當人們洗衣服時不注意將它浸泡，甚至揉搓，要求它最好不破裂：或者由於不可避免的因素如紙箱被雨淋濕，仍要求有‘定的強度使之不致於嚴重破損。這裡就提出濕強度的概念。

紙或紙板被水浸濕後強度下降的原因，在於纖維表面纖維素的羥基受水飽和的作用，致使氫鍵破裂，纖維之間以水橋結合，所以紙張強度降低。

濕強度是指在規定時間浸水後的抗張強度，也有用按規定時間浸水後抗張強度保留率表示的。

測定方法如下：

按抗張強度測定方法，切取縱橫向試樣各10條。如果測定浸水後抗張強度保留率，則紙F張抗強度的測定也要求縱橫向試樣各10條。

將要浸水的試樣浸於溫度為(23±1)℃的水中。浸水時間根據產品標準要求確定，一般為1h或2h。如果是吸水性很強的紙，只需把中心部浸濕，兩端可保持乾燥。一般採用把試樣彎成環狀，其中心部分向·下，將環浸入水中，待水均勻地接觸紙條全寬並浸過其上表面。已濕的長度包括中心部分至少25mm，但不大於50mm。

浸水到規定時間後，取出試樣，輕輕吸去試樣表面的水，迅速置抗張強度測定儀上測定。對於濕強度很低的紙，則應採取多層試樣進行試驗。

影響濕強度的因素

由於濕強度是紙頁被再潤濕後所能保留的強度，因此決定濕強度大小的因素主要是防止紙頁再潤濕和氫鍵被破壞的程度。施膠在某種程度上將影響紙頁的濕強度；然而要取得較高的濕強度主要還是濕強劑的作用。濕強劑或是在纖維表面形成交聯網路減少纖維吸水潤脹，或是在纖維間產生不溶性的膠黏作用，或是在纖維間產生共價鍵結合使紙張獲得濕強度。所以濕強劑的性質和用量是決定紙張濕強度的主要因素。

濕強劑種類

早期濕強紙的生產有用濃硫酸使纖維膠化，或加入人造絲黏液如醋酸纖維素、硝化纖維素、羥乙基纖維素等再用酸、鹼性鹽使其沉澱到纖維上以提高抗水性能來獲取濕強度，這些方法或因過程繁複或因高溫高酸度條件會使纖維分解，紙張脆性大，增濕效果差，未能得到廣泛使用。20世紀30年代，人們發現將某些水溶性合成樹脂加入紙料並經紙機熟化後能夠賦予紙張濕強度，此後，濕強劑的套用得到迅速發展。

濕強劑一般應具備的基本特性：①能增加紙的機械強度，保護纖維與纖維之間的結合，防止潤脹和破壞；②必須是陽離子的，能與帶負電荷的纖維相互吸引而留著；③必須是水溶性的或在水中能夠分散的，以保證其在整個紙料中的均勻分布；④必須能夠形成化學網路結構(一般經熱固化)，以便使紙能夠抗拒水潤脹；⑤濕強劑的生產原料為較廉價、容易獲得的物質，生產設備、工藝簡單。

用於造紙工業的濕強劑通常分為兩大類，即甲醛樹脂(如脲醛樹脂和三聚氰胺一甲醛樹脂等)和聚醯胺多胺一表氯醇樹脂，前一類為酸熟化熱固性濕強樹脂，後一類為鹼熟化熱固性濕強樹脂。而聚乙烯亞胺、二醛澱粉、帶有乙二醛取代基的聚丙烯醯胺和其他物質，在特殊情況下也被套用。’

使用熱固性樹脂濕強劑可取得較為滿意的增濕強效果。熱固性樹脂濕強劑的使用和增濕強度過程分單體合成、縮合和熟化三個階段。根據使用條件的不同，在酸性條件下縮合成聚合物或酸性條件使用的濕強樹脂稱酸熟化熱固性濕強樹脂，在中、鹼性條件下縮合或使用的樹脂稱鹼熟化熱固性濕強樹脂。