紙張涂料涂層的力學(xué)性能對(duì)紙張加工和印刷過(guò)程是至關(guān)重要的，這些性能包括挺度、抗折疊破裂、抗掉毛掉粉以及抗拉毛強(qiáng)度。而在涂布紙的力學(xué)性能中，挺度和抗張強(qiáng)度無(wú)疑是較重要的指標(biāo)，因?yàn)?a href=///anli/wuliao/gyzf/gaolingtu.html target=_blank class=infotextkey>高嶺土粒子是扁平的，使得它們?cè)谌S方向上的力學(xué)性能不同。因此，有許多對(duì)高嶺土形狀因子在造紙中的影響進(jìn)行相關(guān)研究的報(bào)道。

專(zhuān)家以高嶺土（100份）、聚丙烯酸鈉（分散劑，0.3%)、羧甲基纖維素(增稠劑，0.3份）、膠乳（3〜17份）為原料，調(diào)整pH值為8.0后，用孔徑為53^m的篩網(wǎng)來(lái)篩選涂料，制備了無(wú)涂布基材撐托的涂料涂層，并且測(cè)定了作為高嶺土粒子形狀因子函數(shù)的涂層水平抗張強(qiáng)度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高嶺土的粒子形態(tài)顯著影響涂層的力學(xué)性能。高嶺土加工設(shè)備對(duì)于具有相同粒徑（經(jīng)沉降法檢測(cè)）的高嶺土，隨著高嶺土粒子形狀因子的增加，涂層的水平抗張強(qiáng)度和挺度都增加。與其相反，涂層的破裂伸長(zhǎng)率降低，這些結(jié)論可通過(guò)涂層的微觀結(jié)構(gòu)來(lái)理解。研究還發(fā)現(xiàn)，增加填充物的扁平性和減小粒徑都會(huì)增大填充的聚合物體系的挺度，這可能是由于基本表面面積或數(shù)量的增加。片狀高嶺土涂料破裂時(shí)伸長(zhǎng)率的減小與瓷土降低填充聚合物強(qiáng)度是相關(guān)的。這可能源于粒子或空隙邊緣的應(yīng)力集中。

專(zhuān)家研究了高嶺土的顆粒形狀對(duì)涂層力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，高嶺土的用途在于長(zhǎng)徑比大的高嶺土比長(zhǎng)徑比小的高嶺土面內(nèi)抗張強(qiáng)度大，比GCC涂料的面內(nèi)抗張強(qiáng)度高6〜7倍；長(zhǎng)徑比大的高嶺土彈性模量值非常大，這些形態(tài)指數(shù)高的高嶺土的彈性模量值比單獨(dú)使用GCC時(shí)高5〜8倍。而且與廣泛使用的低長(zhǎng)徑比的高光澤高嶺土相比，長(zhǎng)徑比大的高嶺土對(duì)涂層彈性模量要提高60%〜130%。涂布紙彈性模量增加的同時(shí)也增大了其挺度。進(jìn)一步研究表明，對(duì)于高嶺土和GCC以1:1(質(zhì)量比）混合組成的涂料，當(dāng)用形狀均勻的高嶺土替代粒子大小相似的塊狀高光澤高嶺土涂布并壓光后，抗彎強(qiáng)度提高了11%。這是因?yàn)橐猿?xì)高嶺土為基本組成的涂層隨其相對(duì)密度的增大，其涂層面內(nèi)強(qiáng)度和彈性模量均增大。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)對(duì)于同種高嶺土來(lái)說(shuō)，扁平狀的仍然優(yōu)于相對(duì)大小的塊狀，超扁平狀粒形的高嶺土對(duì)紙張的挺度提高較明顯。

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