掃描電鏡分析紙張形貌

掃描電子顯微鏡是一種有效的顯微結(jié)構(gòu)分析工具，具有直接觀察樣品表面結(jié)構(gòu)，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，樣品多角度觀察，景深大，圖像富有立體感，圖像放大范圍廣，分辨率高，電子束對(duì)樣品污染和損傷小等優(yōu)點(diǎn)。鑠思百檢測(cè)通過(guò)本篇介紹紙張形貌分析的掃描電鏡法，并測(cè)試紙張表面微觀形貌，通過(guò)觀察能分析紙張中涂層結(jié)構(gòu)，填料種類及分布情況，纖維狀態(tài)等信息，取得了滿意的效果。

紙是植物纖維制成的薄片，作為寫畫、印刷書報(bào)、包裝等。紙的品種很多，分類方法也不一致，按用途可分為：包裝用紙、印刷用紙、工業(yè)用紙、辦公，文化用紙、生活用紙和特種紙。

今天我們用掃描電子顯微鏡來(lái)觀察一下與我們密切相關(guān)的生活用紙。生活用紙包含衛(wèi)生紙、面巾紙、餐巾紙、紙尿褲、衛(wèi)生巾、濕巾紙等。

從生產(chǎn)流程方面講生活用紙的生產(chǎn)設(shè)備、環(huán)境、工藝基本是一樣的。區(qū)別只是配方不同，因?yàn)閲?guó)家檢測(cè)的理化指標(biāo)中抗?jié)q強(qiáng)度、吸水性、柔軟度都有明顯的區(qū)別。

首先，觀察某品牌原木衛(wèi)生紙。如圖 1a 所示，樣品纖維直徑從幾微米到幾十微米，分布較為寬泛，樣品表面較干凈。紙的主要成分是植物纖維，通過(guò)能譜分析其成分，C 含量為 50.35%，O 含量為 49.65%，其原子比接近 1：1，與纖維素分子式 C6H12O6 一致。

圖 1 上：原木衛(wèi)生紙 SEM 圖，下：能譜測(cè)得元素含量

嬰幼兒專用衛(wèi)生紙，如圖 2 所示樣品掃描電子顯微鏡觀察纖維直徑與原木衛(wèi)生紙差不多，從幾微米到幾十微米，分布較為寬泛。樣品表面有很多纖細(xì)的纖維，這是因?yàn)闃悠方?jīng)過(guò)了一系列處理，紙張的柔軟度發(fā)生了改變，以避免刺激或劃傷嬰幼兒皮膚。能譜分析其成分，C 含量為 50.10%，O 含量為 49.90%，與原木衛(wèi)生紙?jiān)诔煞萆喜o(wú)差別。

圖 2 上：嬰幼兒專用衛(wèi)生紙 SEM 圖，下：能譜測(cè)得元素含量

棉柔巾如圖 3-4 所示，纖維直徑較為均一，分布范圍在 11-14 微米之間。背散射觀察下，纖維表面有明顯的亮點(diǎn)，說(shuō)明表面負(fù)載有金屬。我們通過(guò)掃描電子顯微鏡能譜分析不同部分的成分，其中纖維部分 C 含量為 73.05%，O 含量為 26.95%。對(duì)纖維表面的 Ag 顆粒中 Ag 含量為 55.63%，C 含量為 20.51%，O 含量為 23.86%。纖維表面負(fù)載 Ag 顆粒，這是由于棉柔巾使用的過(guò)程中會(huì)浸水，Ag 具有殺菌防止霉變的作用。

圖3 棉柔巾SEM圖

圖 4 上：棉柔巾能譜對(duì)應(yīng)的 SEM 圖位置，下：能譜測(cè)得各元素含量

以上是掃描電子顯微鏡圖片及能譜數(shù)據(jù)，樣品可以進(jìn)行噴金處理，亦可選擇低真空模式不噴金觀察。