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【万化-化工小知识】化学与纸张:从制造到老化的分子故事

2026-06-23 08:52:42 41次浏览

01 纸张的骨架:纤维素

纸张的主要成分是纤维素,一种由葡萄糖单元通过β-1,4糖苷键连接而成的直链高分子。纤维素分子链之间通过密集的氢键排列成微纤丝,微纤丝再聚合成纤维。

纤维素的强度来自氢键网络和分子链的结晶区。木材中约40-50%是纤维素,其余是木质素(像胶水一样粘合纤维)和半纤维素(短链杂多糖)。造纸的*步,就是把纤维素从木质素的“胶水”中释放出来。

02 制浆:把木材变成纸浆

化学制浆(硫酸盐法)用氢氧化钠和硫化钠在高温下蒸煮木片,打断木质素的醚键,使其溶解在碱液中,释放出纤维素纤维。硫酸盐浆强度高,用于牛皮纸、纸袋。机械制浆用磨石将木材磨成纤维,木质素基本保留,得率高但纤维短、易变黄,用于新闻纸。

制浆过程需要大量化学药品和热能,废液(黑液)含木质素和有机物,需回收燃烧以降低污染。

03 漂白:从褐色到白色

硫酸盐浆呈褐色,因残留木质素发色。漂白就是去除或脱色这些发色物质。传统漂白用氯气(廉价但产生二噁英),现代用二氧化氯(无元素氯漂白)或过氧化氢(全无氯漂白,用于机械浆)。

漂白过程会轻微损伤纤维素,过度漂白降低纸张强度。这就是为什么再生纸比原浆纸更脆——每回收一次,纤维长度就缩短一截。

04 施胶:让纸不洇墨

纯纤维素纸是亲水的,墨水会洇开。施胶就是在纤维表面引入疏水物质。浆内施胶在纸浆中加入松香和硫酸铝,使松香酸酐与纤维上的羟基酯化,形成疏水层。表面施胶在纸页表面涂氧化淀粉或聚乙烯醇,形成连续膜,同时提高纸面强度。

书籍纸的施胶度适中,能让墨水附着但不下渗;包装纸施胶度更高,抵抗水分渗透。

⚠️ 重要安全提示: 本文旨在科普化学原理。请勿在家尝试!

⚠️非专业建议本文内容不构成任何化学、医疗或健康建议。如您有任何相关问题,请咨询相关领域的专业人士。

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