纸巾的韧性、吸水性如何测试？带你了解生活中的产品小科学。

我们来一起探究一下纸巾的韧性和吸水性是如何测试的，以及背后的科学小知识。

一、纸巾的韧性测试

韧性指的是纸巾抵抗撕裂、拉断的能力。韧性好的纸巾不易破，使用起来更顺手。

测试方法

实验室专业测试：

• 拉力试验机： 这是最精确的方法。将纸巾裁剪成标准尺寸（通常是条形），夹在拉力试验机的夹具上。机器会以恒定的速度拉伸纸巾，直到它断裂。仪器会记录断裂时的最大拉力（单位：牛顿或克力）和伸长率。
• 湿强度测试： 韧性好的纸巾在湿水后也不易破。测试方法类似干强度测试，但需要先将纸巾浸湿（或用标准方法润湿），再夹到拉力机上测试湿态下的拉力。这能模拟纸巾在擦拭液体或清洁污渍时的表现。
• 撕裂强度测试： 专门测试纸巾抵抗撕裂扩展的能力。在纸巾上预先切一个小口，然后测量撕裂这个小口需要多大的力。

简易家庭测试方法：

• 拉扯法：
  • 干韧： 取一张纸巾，双手捏住纸巾的两端（或两个角），轻轻向两边拉扯。感受需要多大的力气才能拉破它。可以比较不同品牌纸巾的拉扯感。
  • 湿韧： 将纸巾用水完全浸湿（或喷湿），然后同样尝试轻轻拉扯。观察湿纸巾是否很容易就被扯烂，还是能保持一定的形状和强度。
• 摩擦法： 用湿纸巾擦拭桌面或沾水的物体表面（模拟清洁），观察纸巾是否容易起毛、破损或留下纸屑。韧性好的纸巾擦拭多次后依然相对完整。
• 对比实验： 取不同品牌或类型的纸巾（如普通纸巾、厨房纸、面巾纸），进行相同的拉扯或摩擦测试，直观比较它们的韧性差异。

背后的科学

• 纤维长度和强度： 纸巾的主要原料是木浆纤维。长纤维比短纤维交织得更紧密、更牢固，能提供更好的抗拉强度。这就是为什么一些高品质纸巾会强调使用原生木浆或长纤维木浆。
• 加工工艺：
  • 起皱工艺： 纸巾在生产过程中会经过一道“起皱”工序，即在纸页半干时用刮刀刮出细小的褶皱。这不仅能增加柔软度，更重要的是增加了纸的伸长率（可拉伸的程度），使纸巾在受力时能缓冲拉伸，不容易马上断裂，从而提高了韧性（尤其是湿韧性）。你可以把纸巾拉伸开来观察那些细小的褶皱。
  • 湿强剂： 一些对湿强度要求高的纸巾（如厨房纸巾、擦手纸）会添加少量湿强剂（一种化学助剂）。它能在纤维间形成额外的交联，即使纤维被水润湿后，也能保持一定的结合力，防止纸巾遇水即化。

二、纸巾的吸水性测试

吸水性衡量纸巾吸收液体（主要是水）的速度和容量。

测试方法

实验室专业测试：

• 沉降法： 将纸巾裁剪成标准尺寸的小方块，垂直地浸入装有标准液体（通常是蒸馏水）的容器中，测量纸巾完全被水浸透下沉所需的时间（秒）。时间越短，说明吸水速度越快。
• 滴液法/吸收容量：
  • 将纸巾裁剪成标准尺寸，称重（干重）。
  • 将其平铺在细密的金属网上或悬空固定。
  • 使用滴定管或标准滴液装置，以恒定的速度（如每秒一滴）将标准液体滴在纸巾中心。
  • 当液体开始从纸巾背面滴落（即达到饱和状态）时停止滴液。
  • 取下纸巾再次称重（湿重）。
  • 吸水量 = 湿重 - 干重。 单位通常是克水/克纸或克水/平方米纸。
  • 同时可以记录吸收一定量液体所需的时间，反映吸水速度。
• 毛细上升高度法： 将纸巾条垂直悬挂，下端浸入液体中，测量液体在纸巾中上升的高度和时间，反映其毛细吸水能力。

简易家庭测试方法：

• 滴水观察法：
  • 取一张纸巾平铺在桌面。
  • 用滴管或吸管吸取少量水（或模拟有色液体如酱油），滴一滴在纸巾中央。
  • 观察：
    • 扩散速度： 水滴向四周扩散开的速度有多快？速度越快，吸水速度通常越好。
    • 扩散范围： 水滴最终扩散开的面积有多大？面积越大，说明吸水量相对较大（但更精确的容量需要称重）。
    • 背面渗透： 纸巾是否很快就被滴穿？吸水性好的纸巾能吸收更多的水而不轻易渗透到背面。
• 浸水法：
  • 准备两个相同的透明水杯，倒入等量的水（可加几滴色素便于观察）。
  • 同时将两张不同品牌的纸巾（裁剪成相同大小）快速、垂直地插入两个水杯中。
  • 观察：
    • 水线下降速度： 哪个杯子里的水位下降得更快？下降快的说明该纸巾吸水速度快。
    • 最终吸水量： 当水位不再下降时（纸巾饱和），比较两个杯子剩余的水量。剩余水少的杯子，其纸巾吸水量更大。
• 擦拭法： 将少量水洒在桌面上，用纸巾擦拭。观察需要几张纸巾才能擦干，或者一张纸巾能擦干多大面积的水渍。这能综合反映吸水速度和容量。

背后的科学

• 毛细现象： 这是纸巾吸水的核心原理。纸巾内部由无数细小的植物纤维交织成网状结构，形成了大量的微小孔隙和通道（毛细管）。水在这些毛细管中会因为液体的表面张力作用，自发地向上或向四周“爬升”和扩散。孔隙的大小、形状和连通性决定了吸水速度。
• 纤维特性：
  • 亲水性： 植物纤维（纤维素）本身具有亲水性，容易与水分子结合。
  • 纤维粗细和形态： 更细、更蓬松的纤维能提供更大的比表面积（与水接触的面积）和更多、更畅通的毛细通道，有利于快速吸水。
• 加工工艺：
  • 打浆度： 影响纤维的结合程度和纸页结构。适度的打浆有助于形成良好的吸水通道。
  • 起皱： 前面提到的起皱工艺不仅增加韧性，形成的褶皱也增加了纸页的蓬松度，提供了更多储存液体的空间，从而提高了吸水容量。
  • 压花： 有些纸巾表面有压花图案，除了美观，某些压花也能增加蓬松度，或在两层纸间形成空隙，增强吸水能力。

总结与选购小贴士

• 韧性： 想要不易破的纸巾？关注“原生木浆”、“长纤维”、“湿韧性强”等描述。在家可以简单做湿水拉扯测试。
• 吸水性： 想要吸水快、吸得多的纸巾？关注“吸水性强”、“瞬吸”等字眼。在家可以做滴水扩散观察或浸水对比实验。
• 综合考量： 实际购买时，还需要结合柔软度、厚度、是否掉屑、价格等因素。厨房纸巾通常更强调吸水性和韧性（尤其是湿韧性），面巾纸则更注重柔软度和温和性。

通过这些小测试和了解背后的原理，下次选购和使用纸巾时，你就能更“科学”地做出判断啦！