乾強度

不同用途的紙張有不同的特性要求，其中乾紙強度是最主要的特性指標。所謂乾強度是指風乾紙的強度性質，它決定了大多數紙種的套用性質。影響紙張乾強度的因素有纖維間的結合力、纖維形態與性質、紙張中應力分布和添加物質等，而纖維間結合力是決定性因素。

基本介紹

• 中文名：乾強度
• 外文名：Dry strength
• 釋義：風乾紙的強度性質
• 性質：決定了大多數紙種的套用性質
• 影響因素：纖維間的結合力、纖維形態與性質
• 其他：型砂乾強度

簡介

乾紙強度除與纖維本身強度及纖維之間摩擦力等有關外，主要決定於纖維之間的結合力，結合力越大，乾紙強度也越大。紙頁中纖維之間的結合力來源於氫鍵結合。打漿作用使纖維潤脹和細纖維化，比表面積增加，游離出更多的羥基（一OH），促進了纖維之間的氫鍵結合。

纖維長、長寬比大、柔軟性好，乾紙強度大。雜細胞不能與纖維很好地結合，木素親水性低會影響纖維柔塑性，均會降低千紙強度；半纖維素的羥基能增加氫鍵結合，提高幹紙強度。紙料中添加疏水性物質會降低纖維間結合力，降低乾紙強度，加入親水性物質則會提高幹紙強度。

使用增乾強劑的目的

不同用途的紙張有不同的特性要求，其中乾紙強度是最主要的特性指標。對同一種紙漿而言，提高紙頁乾強度一般依賴於打漿來實現，強度要求越高，往往所需打漿程度也有所提高，不但動力消耗大，在紙機網部脫水及乾燥也困難，而且在各強度性能指標中，有些是互相矛盾互相制約的，有些紙張既要求有高的抗張強度又要求有高的撕裂度和透氣度，有些紙張還要求有高的不透明度和形穩性等。提高打漿程度雖能提高抗張強度，同時又會降低撕裂強度、透氣度、不透明度和形穩性，不能兼而得之。為了達到既能提高幹紙抗張強度，又不影響其他性能，就得藉助於化學添加劑。使用添加劑來提高幹紙強度的方法就稱之為增乾強作用，所使用的化學添加劑稱為增乾強劑或乾強劑。

在紙漿中加入增乾強劑可以提高紙張的乾強度，紙張乾強度的提高可達到以下的目的：

①可以配用闊葉木、枝椏材、草類原料等短纖維原料甚至配用廢紙原料來生產對強度要求較高的高檔紙張。

②可以在保持原有使用質量要求的前提下，降低紙頁定量節約原料。

③可以提高產品檔次。④在取得相同紙張強度的情況下，可縮短打漿時間，節約電耗和乾燥用蒸汽；降低了紙料打漿度，濾水性能改善，可提高車速，增加產量。

增乾強劑的種類

增乾強劑可分為天然動植物膠、合成樹脂、水溶性纖維素衍生物三大類。

天然動植物膠包括澱粉衍生物、明膠、桃膠等。合成樹脂包括聚丙烯醯胺、丙烯醯胺與丙烯酸的共聚物、聚乙烯醇、脲醛樹脂、酚醛樹脂、醋酸乙烯等。水溶性纖維素衍生物包括甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素等。

很多水溶性的能形成氫鍵的聚合物可用作增乾強劑。事實上，植物纖維本身就含有天然增乾強劑的半纖維素。眾所周知，從植物纖維中除去半纖維素將使提高它們的結合強度變得更加困難。目前工廠最常用的商品型增乾強劑主要是澱粉及其衍生物、羧甲基纖維素和聚丙烯醯胺等。

型砂乾強度

型砂的乾強度是指鑄型（砂芯）烘乾或硬化後的強度，而不是指澆注後的型砂強度。乾強度對鑄型（砂芯）在搬運、合箱的過程中和澆注期間都具有重要意義。

粘土型砂在烘乾過程中，隨著溫度的升高，水分不斷地蒸發，粘土表面的水化膜不斷減薄，粘土與砂粒之間的距離不斷地縮小，質點的排列更加緊密，質點間的附著力增大，因而使型砂的乾強度比濕強度大得多。

影響粘土型砂的乾強度有粘土的種類與加入量、原砂的顆粒大小及均勻率、型砂的含水量、鑄型的緊實度和烘乾時間及溫度等。其中，粘土的含量及含水量是主要的影響因素。隨著粘土含量和含水量的增加，乾強度不斷地提高。如果粘土的含量保持不變，隨著含昶量的增加，粘土的粘度減小，在砂粒表面上的分布就比較均勻，土壬的粘結作用就發揮的比較好，因此，型砂的乾強度不斷提高。到一定數值時，如再繼續增加含水量，乾強度變化不大，但卻給混砂，造型工作帶來不便。因此，含水量不宜過高。

乾型鑄造在航空輕合金鑄件生產中很少採用，因此，對粘土型砂的乾強度也很少測定。