纸张物理性能-[第十五卷]-(中文版) 本书特色

本书是芬兰造纸工程师协会组织编写的20本造纸书中的一本。本书从纸张结构、纤维与结合、纸张主体与表面、光学性能、面内抗张性能、纸和纸板的结构力学、尺寸稳定性、流变性与水分效应以及传输和传导现象等方面论述了纸张物理性能。 本书理论性与实用性较强。本书可供与造纸、印刷和包装相关企业、科研院所的科研、管理与工程技术人员阅读参考，也可作为高校相关专业师生的科研与教学参考用书。

纸张物理性能-[第十五卷]-(中文版) 内容简介

本书包含纸和纸板结构及基本物理性能。本书的编纂特别考虑了两类读者。首先，针对熟悉造纸技术的读者，本书深入地阐述了纸张的物理特性。对于这类读者，本书提供的手段和理念有助于他们以纤维性能和纸张结构为出发点分析和改进纸和纸板性能。其次，本书的目的就是要告诉读者他们既熟悉又陌生的纸张性能。对于理科专业背景，特别是学物理的读者，很快就会发现他们实际上对纸张物理性能了解有限。

自*版发表以来已过去十年，因此第二版更新了很多内容。有关光学性能的第四章是全新的，内容较之前更全面。主要新增内容分别为*章的三维纸张结构、第五章的断裂机理、第七章的流体渗透、第八章的纸张蠕变现象以及第九章的动态尺寸变化。

除了新增内容，我们还对整书的结构进行了重新编排。各章之间的衔接更有逻辑性和连贯性，每一章都应用了前一章所出现的概念和知识。为了这一转换，作者们更多地像一个团队在工作，相互核对和修正。因此，本书无法再列出专门负责某一章的某位作者，而明确的仅是工作量zui大和负责zui终内容的一位或两位作者。

本书*章为纸张结构，我负责前两节，主要探讨二维和三维纸张纤维网络结构。纸张的二维近似结构已经被广泛研究了几十年。随着新测量方法和计算机模拟工具的出现，纸张三维结构也开始获得了全面认识，这有助于更真实地理解纸张结构。

Pekka Pakarinen负责*章的后三节。这三节阐述了理想的二维或三维纤维网络和真实纸张结构的区别。在造纸过程中，作用在纤维上的物理力自然地完全控制了非均匀的面内质量分布或成形、各向异性的面内纤维取向分布以及纤维面外取向。有关纤维作用和纤维间相互作用的研究越来越多地采用计算机模拟来进行。

Jari Sirvi?修订了第二章，该章*版由Elias Retulainen和Niko Nilsen撰写。自*版出版以来，相关领域的知识已经得到了进一步充实，特别是在纤维间结合成形方面。另一方面，过去十年有关造纸纤维的研究则很少，考虑到纤维及其结合是影响纸张性能变化的zui关键因素，这令人颇感疑惑。另外，第二章zui重要的基本理念在于干燥纸页中的纤维及其结合完全不同于分离状态下即在纸页外部干燥的纤维及其结合。本书包含纸和纸板结构及基本物理性能。本书的编纂特别考虑了两类读者。首先，针对熟悉造纸技术的读者，本书深入地阐述了纸张的物理特性。对于这类读者，本书提供的手段和理念有助于他们以纤维性能和纸张结构为出发点分析和改进纸和纸板性能。其次，本书的目的就是要告诉读者他们既熟悉又陌生的纸张性能。对于理科专业背景，特别是学物理的读者，很快就会发现他们实际上对纸张物理性能了解有限。 自*版发表以来已过去十年，因此第二版更新了很多内容。有关光学性能的第四章是全新的，内容较之前更全面。主要新增内容分别为*章的三维纸张结构、第五章的断裂机理、第七章的流体渗透、第八章的纸张蠕变现象以及第九章的动态尺寸变化。 除了新增内容，我们还对整书的结构进行了重新编排。各章之间的衔接更有逻辑性和连贯性，每一章都应用了前一章所出现的概念和知识。为了这一转换，作者们更多地像一个团队在工作，相互核对和修正。因此，本书无法再列出专门负责某一章的某位作者，而明确的仅是工作量zui大和负责zui终内容的一位或两位作者。 本书*章为纸张结构，我负责前两节，主要探讨二维和三维纸张纤维网络结构。纸张的二维近似结构已经被广泛研究了几十年。随着新测量方法和计算机模拟工具的出现，纸张三维结构也开始获得了全面认识，这有助于更真实地理解纸张结构。 Pekka Pakarinen负责*章的后三节。这三节阐述了理想的二维或三维纤维网络和真实纸张结构的区别。在造纸过程中，作用在纤维上的物理力自然地完全控制了非均匀的面内质量分布或成形、各向异性的面内纤维取向分布以及纤维面外取向。有关纤维作用和纤维间相互作用的研究越来越多地采用计算机模拟来进行。 Jari Sirvi?修订了第二章，该章*版由Elias Retulainen和Niko Nilsen撰写。自*版出版以来，相关领域的知识已经得到了进一步充实，特别是在纤维间结合成形方面。另一方面，过去十年有关造纸纤维的研究则很少，考虑到纤维及其结合是影响纸张性能变化的zui关键因素，这令人颇感疑惑。另外，第二章zui重要的基本理念在于干燥纸页中的纤维及其结合完全不同于分离状态下即在纸页外部干燥的纤维及其结合。 Mikko Alava重新组织和更新了第三章。该章包括了纸张表面粗糙度和可压缩性（原版由Isko Kajanto撰写）、纸张的摩擦（原版由Matti Kainulainen撰写）以及纸张的热和电性能（原版由Sami Simula撰写）。既然纸张是一种“软”材料，那么人们可能认为表面粗糙度和可压缩性会显著影响纸张的摩擦、电和热性能。然而，有限的试验数据并不支持这一观点。相反，纸张的化学成分似乎比可压缩性更重要。 Nils Pauler重新撰写了有关纸张光学性能的第四章。该章全面阐释了纸张光学现象和适用纸张的光学测量。尽管纸张基本是“白色”的，但是其颜色的控制极其重要，而且颜色的测定并不简单。对纸张光学性能的理解完全依赖于两方面。一方面，我们应该了解人类的感知能力，我们的视觉系统过滤了纸张散射光。另一方面，我们也应该了解纸张的结构细节如何影响复杂的光散射分布。这也是一个计算机模拟带来的全新研究领域。 Makko Alava和我更新了第五章，有关面内机械性能，原版由Petri K?renlampi撰写。粗略来说，纸张的弹性性能来源于纤维的弹性性能，而当纸张干燥时，后者则受到作用在纤维上的力所控制。因此这再一次说明，纤维性能将是理解纸张性能如何受到控制的关键。纸张的负载-伸长行为揭示出了纸张被张紧时其结构的形变。zui终，纸张的破坏令人着迷，因为其取决于不同长度尺度下纸张的不均质性。 Isko Kajanto负责第六章，也是该章*版的作者。该章探讨了对于纸板材料特别重要的机械性能，包括弯曲挺度、压缩强度和面外强度。当有关面内机械性能的研究关注纤维和纸张之间的关联性时，这里所考虑的机械性能是纸和纸板作为工程材料所需要的。所关心的问题是如何定制材料性能满足不同的包装用途。 John Kettle重写了第七章，并加入了原来由Isko Kajanto和Markku Leskel?所写的部分内容。第七章阐释了纤维和纸张与水分之间的相互作用，包括了平衡和瞬态条件，即流体渗入或渗透纸张的情况。通过新型精密测量方法和计算机模拟已获得大量新资料，特别是有关流体渗入纸张的情况。我们原本希望广泛详尽地阐述油墨在涂布纸表面的渗入，但我们不得不缩减，因为现有的文献资料还不能合理地对基本现象进行定量化表述。 Jukka Ketoja修订了第八章——纸张流变性能，是关于纸张受到应力或经受应变时纸张的时间依存性形变。纸张蠕变或应力松弛对水分含量敏感，因为水分会软化纤维基体结构。自本书*版以来已过去十年，纸张流变性能的研究已从零散的经验观测结果的总结转向对所发生的现象进行全面阐释的阶段。 Jukka Ketoja也更新了第九章的内容，该章涉及纸张尺寸稳定性。该章*版由Isko Kajanto和我撰写。纤维的尺寸取决于水分含量，而水分也会产生危害，尤其是对许多印刷工艺。长期以来，各种解决这些问题的方法只能依赖于平衡水分含量改变下的尺寸变化和卷曲的表征来获得，然而实践中这些现象都是高度动态变化的。近十年的研究已使我们可以更真实地评价纸张行为，因此也找到了更可靠的解决方案。

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