四月 29th, 2010

防易纸性能评价方法的理论依据
作者以玻璃发霉机理为指导，在大量实验研究
的基础上，总结出一种玻璃防霉包装纸性能评价方
法。在介绍这一方法之前有必要先介绍一下玻璃发
霉机理，‘〕。玻璃发霉经历以下步骤:
{dy}步:玻璃对水汽的吸附。由于玻璃成形、
加工中应力的平衡和表面结构缺陷等因素造成表面
断键现象，其断键为三Si一和Si一0一形式。这些
断键与周围水汽接触后形成物理吸附现象，继而断

键又吸附水中的OH一在玻璃表面形成了孤立的经
和内氢键键全的闭合轻基，并可能使它们之间又形
成多种经基团，致使玻璃的表面能较高，进一步吸
附水汽而形成水膜。玻璃吸水是不可避免的，即便
在较高的温度下，吸附在玻璃表面的水膜也难以完
全除去。
第二步:玻璃表面的离子交换。玻璃表面遇水
后，玻璃中的碱金属离子(主要是钠离子)和水中
的氢离子进行离子交换。即:
三51一0一Na十H一H~三51一OH+NaOH(1)
环境温度越高，离子交换速度越快。由于玻璃
吸附水量很小，而玻璃表面积相对很大，随着离子
交换的进行，不用很长时间玻璃表面的OH浓度
增加就使pH值大于8.5，达到造成玻璃发霉的临
界范围。
第三步:玻璃骨架的侵蚀。当玻璃表面的pH
值大于8.5时，OH与玻璃骨架中存在的“氧桥”
结构反应，“氧桥”键断裂，玻璃网络被溶蚀。即:
二51一O一Si三十OH一~
三51一OH+三51一O一〔三51一](2)
[三Si一]又与吸附水反应而“溶解”。
〔二51一〕+H20~二51一OH+OH一(3)
上述离子交换的产物二Si一OH继续水化，产
生Si(OH)4结构，能吸收多种气体分子，会继
续发生化学反应，使玻璃侵蚀加剧。
玻璃发霉是玻璃骨架被侵蚀的结果。也就是说，
玻璃发霉是由于第三步的一系列化学反应造成的。
美国PPG公司的PaulDuffer[5口经过大量的研究认
为，只有当玻璃表面吸附水的pH值大于8.5时，
玻璃骨架的溶蚀才能进行。这也正是玻璃防霉纸都
是酸性纸的原因。防霉性能优良的纸应该释放出尽
可能多的H一‘，以中和玻璃表面离子交换产生的
OH一，使玻璃吸附水的pH值小于8.5，阻止玻璃
骨架的。也就是说，防霉纸释放的H一’越多，则越
能延缓玻璃的发霉。但是，防霉纸的酸性不宜过强，
一般水煮沸液的pH值在5.0一7.0为宜。

作者根据上述玻璃发霉及防霉机理，提出以防
纸的弱酸含量近似评价纸的防霉性能的方法。玻
璃防霉纸单位面积内可溶性弱酸的含量越高，则其
防霉性越好，并进行了试验验证，证明此方法确实
可行。

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