不同竹龄竹材纤维形态及制浆造纸性能的研究
近年来，我国对竹材造纸的重视程度越来越高，利用我国丰富的竹材资源，发展竹材制浆造纸，在一定程度上可以调整我国造纸工业的原料结构，弥补我国木浆供给不足。但是竹材生长迅速，竹材的化学成分、纤维形态受竹龄的影响较大，这会影响到后续的制浆过程以及竹浆纸张的质量。因此，竹龄在制浆造纸竹材的选择上至关重要。通过对竹龄的研究，可以为合理有效地利用竹材资源发展竹材造纸工业提供科学依据。本文以不同竹龄（1年、2年、3年、4年）竹材作为研究对象，研究了竹龄对竹材的纤维形态和化学成分的影响，及竹龄对竹材的制浆性能和竹浆的打浆性能的影响，最后研究了细小组分含量对竹浆性能的影响。 （1）通过对不同竹龄竹材纤维形态和化学成分分析可知，竹材纤维长度、纤维宽度随竹龄的增长逐渐增加；纤维长宽比随竹龄的增长变化不大。竹材的综纤维含量、冷水、热水和1%NaOH抽出物含量随竹龄的增长逐渐减小；竹材的聚戊糖含量、灰分含量、苯醇抽出物含量随竹龄的增长变化不大；竹材的酸不溶木素含量、酸溶木素含量以及总木素含量随竹龄的增长呈增加趋势。 （2）通过对不同竹龄竹材的制浆性能研究发现，在相同的制浆工艺条件下，黑液中木素浓度随竹龄的增长逐渐增加，脱木素率随竹龄的增长变化不大。竹材细浆得率、竹浆白度、黑液中残碱含量随着竹龄的增长逐渐减小；蒸煮粗渣率、竹浆的Kappa值随着竹龄的增长逐渐增加。竹浆原浆纸张的抗张指数、撕裂指数、耐破指数、耐折次数随竹龄的增长呈减小趋势；筛除细小组分后，四种竹龄竹浆纸张的抗张指数、耐折次数相近，撕裂指数、耐破指数随竹龄的增长呈减小趋势。 （3）通过对比1年生、2年生、4年生竹浆的打浆性能可知，4年生竹浆相对容易打浆，1年生次之，2年生相对困难。筛除细小组分后，竹浆纤维不易被打浆，其中2年生竹浆相对容易打浆，4年生次之，1年生相对困难。相同打浆转数下，筛除细小组分后的竹浆纤维切断程度低于原浆，纤维长度更长。在相同的打浆度下，1年生和2年生竹浆原浆纸张的抗张指数、耐破指数相近，均大于4年生，纸张的撕裂指数和耐折次数随竹龄的增长逐渐降低。筛除细小组分后，在相同的打浆度下，1年生、2年生、4年生竹浆纸张的抗张指数、耐破指数相近，纸张的撕裂指数大小依次为1年生＞4年生＞2年生，纸张的耐折次数随竹龄的增长逐渐降低。 （4）通过研究不同含量的细小组分对竹浆性能的影响可知，细小组分有利于竹浆打浆度的升高，细小组分含量越多，打浆能耗越低。竹浆打浆至45±2°SR，纤维分丝帚化程度随细小组分含量的增加逐渐降低。竹浆未打浆时纤维平均长度随细小组分含量的增加逐渐减小，竹浆打浆后纤维长度随细小组分含量的增加先增后减。三种竹龄竹浆纸张的松厚度随细小组分含量的增加呈线性减小趋势，且随竹龄的增长逐渐增加。未打浆时，三种竹龄竹浆中加入不同含量的细小组分后，纸张强度均有所上升，在相同的细小组分含量下，纸张强度大小依次为1年生＞4年生＞2年生。打浆后，三种竹龄竹浆的纸张强度相比未打浆时显著上升，且在相同的细小组分含量下，纸张强度大小随竹龄的增长逐渐降低。三种竹龄竹浆在同一强度取得最大值时的细小组分含量不同，同一竹浆在各个强度取得最大值时的细小组分含量也不相同。
造纸竹材;纤维形态;化学成分;制浆性能;打浆性能
华南理工大学
硕士
轻工技术与工程
李兵云;李小红
2022
中文
TS721
2022-12-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）