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毛竹竹龄对制浆性能的影响

崔敏  
【摘要】: 毛竹作为我国第一大竹种,是我国纸浆材培育的主要材种之一。本文通过竹材定量解剖、相关物理化学性能测试等标准方法对5个不同竹龄(0.5、1、2、4、6年生)毛竹材的解剖、物理、化学特性及其变异情况进行研究;通过后期制浆造纸实验对1、2、4年生毛竹的蒸煮和漂白性能进行研究,分别对其造纸适应性进行了综合评价。具体研究结论如下: 不同竹龄毛竹材解剖性能研究表明:1)毛竹纤维平均长度为2.18-2.46mm,且随竹龄逐渐增长,4年时出现最大值后又趋于稳定,沿纵向高度变异不显著;2)毛竹纤维平均宽度为12.80-14.03μm,随竹龄基本呈小幅增加,随纵向高度变化无明显规律;3)毛竹纤维平均长宽比为163.63-185.88,随竹龄基本呈增加趋势;4)维管束分布密度在竹中和竹黄部位随竹龄呈小幅增加,沿纵向高度毛竹茎干C位置的维管束分布密度大于B位置大于A位置,在竹青处无明显规律性;径向变异为竹青竹中竹黄;5)竹青处微纤丝角平均值为9.202°,竹黄处微纤丝角平均值为9.583°,毛竹微纤丝角随竹龄变异在竹青和竹黄处略有差异;除2年生毛竹微纤丝角沿纵向高度有较大波动外,其余年龄微纤丝角随纵向高度基本呈稳定趋势;不同竹龄、纵向不同高度微纤丝角径向变异都是竹青小于竹黄。综合以上研究,4年生毛竹材的解剖性能优于1年和2年生毛竹材相应解剖性能,从制浆造纸角度考虑,宜选用4年生毛竹材作为造纸原料。 不同竹龄毛竹材物理性能研究表明:1)毛竹壁厚为6.70-7.88mm;基本密度为0.49-0.73g/cm3;全干、气干体积干缩率分别为10.20%-17.41%、7.88%-14.91%;全干时弦、径向干缩率分别为5.13%-6.12%、4.92%-5.83%;气干时弦、径向干缩率分别为3.95%-5.26%、3.66%-4.61%。2)壁厚、基本密度随竹龄增加而增加;沿纵向高度自基部到稍部,壁厚逐渐减小,基本密度逐渐增加。3)毛竹材干缩率随竹龄增加而减少,2-4年后保持在稳定水平;随纵向高度,除全干、气干径向干缩率出现小幅增加外,其余干缩指标都呈降低趋势。综合以上研究,4年生毛竹材的主要物理性能指标优于1年生和2年生毛竹材相应性能指标,从制浆造纸角度考虑,宜选用4年生毛竹材作为造纸用材。 不同竹龄毛竹材制浆性能分析表明:在相同的制浆工艺条件下,4年生毛竹粗浆得率最高、粗渣率最低,且在纸浆粘度、未漂浆白度和Kappa值等方面具有一定优势。在相同漂白工艺条件下,综合考虑纸浆白度、漂白得率及毛竹浆纤维素纤维受到的降解破坏程度,4年生毛竹漂白性能要优于1年生和2年生毛竹。毛竹成浆纸片的抗张指数、耐破指数及耐折度等指标4年时最高,用4年生毛竹材生产的纸制品是完全可以达到漂白硫酸盐浆质量指标规定的一等品,甚至优等品的级别。 不同竹龄毛竹制浆造纸过程中纤维形态变化研究表明:不同竹龄毛竹材经蒸煮、打浆及漂白后,纤维长度、宽度及长宽比均有较明显变化,且4年生毛竹材的纤维形态要优于1年生和2年生相应的纤维形态,表明4年生毛竹材是优良的造纸用材。 扫描电镜观察结论表明:打浆前后纤维形态的变化较蒸煮和漂白后的纤维形态变化明显,一般纤维在打浆过程中会发生初生壁和次生壁外层的破除、纤维的吸水润胀、纤维的细纤维化及纤维横向切断。这些现象在打浆过程中往往是同时发生的,只是在某个时期,纤维发生的某种作用表现得相对强烈些。


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