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    四川宜宾三种竹材纤维形态、化学成分与制浆性能 -威尼斯2299

    阅读次数:     发布时间:2024-12-25 15:39:17
            为合理利用四川省宜宾市的竹材资源,发展竹材造纸工业,选用花吊丝竹、倬牡竹和梁山慈竹3种丛生竹作为研究对象,对其纤维形态、化学组成和制浆性能进行分析。结果表明,3种竹材的平均纤维长度在1.6mm以上,长宽比均高于90;从化学成分上看,3种竹材的纤维素含量、半纤维素含量和苯醇抽提物含量无显著差异;除梁山慈竹外,另2种竹材的平均综纤维素含量均高于70%,达到造纸质量要求;倬牡竹的平均木质素含量相对较高,为23.08%;梁山慈竹的平均灰分含量为1.48%,显著高于另外2个竹种。综上,3种竹材均可用作造纸原料,从降低加工难度和加工成本的角度考虑,可选用木质素和灰分含量较低的花吊丝竹作为优质的制浆造纸原料。
            我国是纸浆生产及消费大国,造纸原料主要由木浆、非木材浆和废纸浆组成,其中木浆占比为22%,非木浆占比为18%,废纸浆占比为60%。自2017年我国颁布“禁废令”相关政策后,进口废纸管控严格,导致进口废纸量大幅下降,2017我国进口废纸量为2572万t,到2021年进口废纸量仅为54万t。我国森林资源覆盖率低、分布不均匀,且自2017年开始实施停止天然林商业性采伐政策,使得国内木材资源远不能满足制浆造纸的需求,而过度依赖于进口。另一方面,随着我国生产消费水平的不断提高,对于造纸原料的需求不断增大,长期以废纸浆为原料的现状无以为继,因此迫切需要寻找新的造纸原料,以调整造纸原料结构。
            竹子是重要的森林资源,具有重要的经济价值、生态价值和社会价值。我国竹资源种类丰富、分布范围广,竹林面积达756.27万hm2。竹子具有生长速度快、成材时间短、材性优良等特点,被广泛应用于建筑结构、家具材料、纸张生产等不同领域,有效利用竹材可以起到保护森林资源的作用,因此竹子可作为非木材原料用于纸浆造纸工业。
            四川省宜宾市位于四川盆地南缘,雨量丰沛,温度适宜,土壤肥沃,适宜多种竹子生长,现有竹种39属485种,其中原生竹种58种。长宁县位于宜宾市腹心地带,竹资源富集,拥有竹林面积超过4.87万hm2,2023年竹产业综合产值达103亿元,位居宜宾市第1。本文以宜宾市长宁县的3种丛生竹为研究对象,分析竹种的纤维形态和化学组分,综合评价各竹种的造纸性能,以期为合理高效利用竹材资源、发展竹材造纸工业提供科学依据。
            结论与讨论
            竹材的纤维形态和性质与木材相似,且竹类纤维基本属于长纤维原料,是优良的制浆造纸原料。我国自晋代起便用竹子造纸,已有成熟的造纸工艺。本试验测定分析了宜宾市长宁县3个竹种的纤维形态和化学成分含量,可为筛选纸浆造纸原料和充分利用竹资源提供理论依据。
            作为造纸原料,在纤维形态上要求纤维长度长、长宽比值大。从纤维形态上看,3个竹种的纤维长度介于1.84~3.55mm,高于草本纤维及阔叶木纤维,接近针叶木纤维。3个竹种的纤维长度均大于1.6mm,属于长纤维。3种竹材的纤维宽度介于0.015mm~0.023mm,低于阔叶木纤维及针叶木纤维),接近草类纤维。花吊丝竹的纤维长宽比为120.70,倬牡竹的纤维长宽比为168.67,梁山慈竹的纤维长宽比高达170.70,远大于草类、针叶木及阔叶木纤维。可见3个竹种的纤维较长,长宽比值大,是具有很大潜力的造纸原料。
            从竹材的化学成分上看,竹材的纤维素含量、半纤维素含量和苯醇抽提物含量在3个竹种间无显著差异。综纤维素含量是纸浆造纸的关键因素,3个竹种中除梁山慈竹外另2个竹种的综纤维素含量均达到70%,符合造纸质量要求。木质素的存在会消耗药品并影响纸张强度,竹材的木质素含量一般为19%~25%,本试验的3个竹种平均木质素含量在该区间范围内,其中1年生花吊丝竹的木质素含量最低。苯醇抽提物中含有色素、单宁等物质,会阻碍加工进程,增加药品消耗量,也会影响制浆颜色,因此从苯醇抽提物含量来看,3个竹种间平均苯醇抽提物含量无显著差异,均可作为纸浆原料。竹材灰分的存在也会影响制浆过程,灰分含量高会导致生产加工过程中的药品消耗增加。3个竹种的平均灰分含量为1.07%±0.37%,从降低加工难度和加工成本的角度考虑,可选用灰分含量较低的花吊丝竹。
            我国森林资源匮乏,而竹类资源丰富,合理、有效地利用竹材可以缓解我国森林资源短缺的现状。目前我国竹浆造纸产业快速发展,竹材原料供应不足的问题不断凸显。本研究结果可以为造纸产业的原料选择提供依据。

    ☆文章来源:世界竹藤通讯
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