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    竹龄对竹材化学成分及制浆造纸性能的影响

    阅读次数:     发布时间:2024-06-12 16:19:56
       我国竹类资源丰富,素有“竹子王国”的美誉,现拥有竹类植物37属,631种,竹林面积超过600万hm2,占世界竹林资源的30%以上,广泛分布于20个省、500多个县。众多研究表明,竹材可以替代木材进行制浆造纸。
       2020年,我国竹浆生产总量为219万 t,仅占纸浆生产总量的3%。主要原因是与木材相比,竹材存在制浆得率低、纸浆漂白困难、漂白成本高、生产过程中有硅组分积累障碍、黑液蒸发与燃烧困难等问题。但竹材作为造纸纤维原料具有许多优点,如成材快、产量高、易采伐、纤维素含量高、纤维细长、可再生、一次种植年年受益等,而且竹浆的纤维性能介于针叶木浆和阔叶木浆之间,明显优于草浆[5-7]。同时,发展竹材制浆造纸,能够促进林木替代,实现生物减排固碳,因地制宜发展竹林培育,加强低产、低能效的能源林改造,推进优质木材资源的定向培育和利用,能够提高生物固碳效率,有助于促进碳达峰、碳中和。2021年,《关于加快推进竹产业创新发展的意见》中明确提出,要因地制宜发展竹产业,加强纸浆用竹、纤维用竹,扩大竹纤维纸制品,推动竹浆造纸生态环保工艺研发等。借此契机,合理利用我国得天独厚的竹资源,发展竹材制浆造纸,走竹浆造纸的林纸一体化道路,在一定程度上可以优化我国造纸工业原料结构,竹木并举,弥补我国木浆供给不足,最终实现以竹代木。
       竹材生长迅速,其化学成分受竹龄影响较大,不同竹龄间存在差异,将影响后续的制浆过程。研究不同竹龄竹材的化学成分、制浆造纸性能是评价和选择竹材是否可以作为造纸纤维原料的重要依据,可以为合理有效地利用竹材资源、发展竹材制浆造纸工业提供科学依据。竹材的综纤维素,冷水、热水和1% NaOH抽出物含量,均随竹龄的增长逐渐减小;苯-醇抽出物含量随竹龄的增长变化不明显;Klason木质素、酸溶木质素及总木质素含量,均随竹龄的增长而增加。
       在相同的制浆工艺条件下,黑液中木质素含量随竹龄的增长逐渐增加。蒸煮结果显示,细浆得率、竹浆白度、黑液中残碱含量随着竹龄的增长逐渐降低,粗渣率、卡伯值随竹龄的增长逐渐增大。
       竹浆纤维中R16级分含量最高,且随着竹龄的增长逐渐增加;P200级分含量也较高,且随竹龄呈增长趋势;P16/R30级分、P30/R50级分、P50/R100级分、P100/R200级分含量则较少,且随竹龄的增长呈减小趋势。
       相同打浆度下,1、2年生竹浆制备纸张的抗张指数、耐破指数相近,均大于4年生竹浆制备纸张,撕裂指数和耐折度随竹龄的增长逐渐降低。

    文章来源:中国造纸