随着科技的快速发展,人们对纸张质量的要求越来越高,同时对纸张的性能要求也同样严格。纸张多孔性、网状孔隙结构决定纸张的许多性能,如油墨的吸收性、印刷性能及过滤性能等,同时纸张的孔隙结构对于不同种类纸张的使用性能具有重大影响。目前对于纸张表面孔隙的检测绝大部分停留在传统的人工测试方法,耗时长,仅有少数使用孔隙自动检测分析仪,但该设备价格昂贵。因此研究与建立一种快速简单且低成本的纸张表面孔隙分析方法对纸张结构和性能的科学评价具有重要的实际意义。本文基于图像处理技术建立一种快速简单低成本的纸张表面孔隙分析方法。利用IPP(Image-Pro Plus)图像软件对纸张表面SEM图像进行分析与预处理,结合Matlab创建的图形用户界面对预处理图像进行分析测试,将图形用户界面测试的结果与IPP测试值相比验证该方法的可靠性并使其优化,最终获得表征纸张表面孔隙特性的参数。结果表明IPP图像软件提取孔隙面积近似真实值时,分割选项中的最佳颜色强度为90;预处理图像时,亮度、对比度以及伽马校正的最佳设置区间分别为45%-50%、50%-55%、0.9-1.0,同时滤镜处理中采用形态学中的开运算效果相对最佳。针对纸张表面孔隙参数定义,利用Matlab创建图形用户界面,用来分析纸张表面孔隙。将预处理图像导入该图形用户界面中,分析得到最佳阈值为80,此时孔隙率测定结果与IPP相比误差仅为0.8%,可靠度高。通过大量图像处理分析统计测得孔隙率的相对标准偏差为3.48%,孔隙数目及面积的平均相对标准偏差分别为1.73%、3.58%,精密度高,可以近似代表纸张的孔隙特性参数。基于建立的方法研究了涂布纸涂层表面的孔隙特性及印刷性能的关系。结果表明,纸样涂层表面的孔隙数目及面积频率分布均以1-20μm孔径区间的小孔隙为主,提高涂布原纸的紧度能够降低涂层表面孔隙率,增加孔隙个数,提高孔隙规整度并降低孔径分布范围。当涂层表面孔隙率介于10%-12%且孔隙孔径分布范围较宽(1-50μm)时,纸样印刷表面强度较低,色差很接近;当孔隙率小于10%且孔隙孔径分布在1-30μm时,纸样印刷表面强度基本不变,但其印刷色差会随着涂层表面孔隙率的增大而变大。同时研究了不同滤纸表面的孔隙特性及过滤性能的关系。结果表明,与涂布纸相反,滤纸孔隙数目分布以1-20μm孔径区间的孔隙为主,孔隙面积分布以大于20μm孔径区间的孔隙为主。实验室手抄片滤纸的透气度高达88320ml/min,表面孔隙率高达32.27%,最大孔隙的孔径接近90μm。提高滤纸紧度会使孔隙率减小并降低孔径分布范围,透气度也会明显降低;并且滤纸的过滤效率不仅与其孔隙率有关,还受孔隙孔径区间及不同区间的孔隙数目分布的影响,滤纸孔隙率的降低及孔径分布区间的减小能够明显提高滤纸的过滤效率。