纸页结合性能测定方法及其抗张强度预测模型的研究

摘要

随着科学技术和国民经济的发展，社会对纸的需求量在逐年的增长，同时对纸的质量的要求也在不断提高。在纸张物理强度质量中，最重要的是抗张强度，但现在对抗张强度的测量都是接触式破坏性检测，数据滞后，无法适应现代纸机高速连续型生产，而且代表性差。因为纸页抗张强度影响因素多而复杂，目前国内外尚没有成熟在线纸页抗张强度测量仪表。 本论文以得到纸页物理抗张强度测量模型为目的，以材料力学的力学理论、Kubelka-Munk光散射理论和PAGE方程等为理论基础，运用现代数学方法来建立纤维的形态特性、结合特性与成纸抗张强度的函数映射关系。 对于纤维的形态特征，本论文重点研究了纤维的柔软性。根据纤维柔软性能与弯矩的相关性，找到了影响纤维柔软度的主要变量，得出了其测定方程。在此基础上构建了其测量装置并制定了测定的标准。 对于纤维的结合特性，本文重点研究了两个重要的参数：一是纤维的相对结合面积RBA(Relative Bonded Area)，二是剪切结合强度b(Shear BondingStrength)。 纤维的相对结合面积RBA是纸页抗张强度模型中一个参数，本文对比研究了两种测量方法：光散射系数法和本论文提出的新方法。由于常规的光散射系数法测量方法中难以测量完全未结合纸页的光散射系数So，因此，本文提出了基于纤维柔软度新的测量方法。通过研究，推导出了纸页相对结合面积RBA和纸页密度相关性机理模型，再通过深入研究纸页密度和纸页光散射系数的关系，以及纸页密度和纤维柔软度的关系，得到了用纤维柔软度来表征纸页相对结合面积RBA的测量方程。 此方法不需要测量纸页完全未结合时的光散射系数So，而且也容易实现在线测量。通过实验，得出此测量方法与常规的光散射系数测量方法的拟合相对误差和预测相对误差在5％左右。 纤维的剪切结合强度b是纸页抗张强度模型中的另一个重要参数，本文根据b微小难以测量的特点，提出了基于PAGE方程理论的宏观测量方法。通过对参数k的恒定，研究得出纸页结合强度指数PBSI与纸页的光散射系数有良好的线性关系，同时得到了纸页的剪切结合强度b和纸页完全未结合时候的光散射系数So。 在对上面纤维的形态特征和结合特征研究的基础上，本文提出了两个纸页抗张强度测量模型：一是湿压恒定下基于纤维柔软度的纸页抗张强度测量模型；二是湿压改变下基于纤维形态特征和抄造特征的纸页抗张强度测量模型。 在湿压恒定下基于纤维柔软度的纸页抗张强度测量模型中，导入了用纤维柔软度来表征纸页相对结合面积的模型，这一模型为湿压恒定情况下在线测量提供了方便。为纸页抗张强度在线测量提供了理论基础，为进一步实现在线测量抗张强度提供了可能。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：常用物理量名称及符号表

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第一章绪论

第二章纸页结合特征参数RBA的测量方法研究

第三章纤维柔软度的测量研究

第四章基于纤维柔软度的纸页抗张强度模型的建立

第五章纸页结合特征参数b测量方法研究

第六章抄造参数对纸页结合特征参数RBA和b的影响工艺研究

第七章基于抄造参数和纤维形态参数的纸页抗张强度模型的建立

结论

展望

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关学术论文

致谢