佯黃竹纖維形態(tài)及制漿性能分析

王 勇 雷以超 陳 鵬 周國強 余 英

(1 宜賓林竹產(chǎn)業(yè)研究院 四川宜賓 644000；2 華南理工大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院 廣州 510000)

佯黃竹(BambusachangningensisYi et B. X. Li)系禾本科竹亞科莿竹屬一新種[1]。野生佯黃竹資源極少，只在長寧縣竹海鎮(zhèn)新加村、新生村和興文縣蓮花鎮(zhèn)共和村呈零星野生分布[2]。自2012年開始，宜賓市林科院開展了佯黃竹繁育選育工作[3]。為了解佯黃竹纖維特性及其制漿可行性，測定分析了佯黃竹的纖維素含量、纖維形態(tài)和制漿性能，以期開拓佯黃竹在制漿造紙等方面的應(yīng)用，同時為竹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供更多、更好地竹類品種選擇。

1 材料與方法

1.1 試材采集與制備

佯黃竹供試竹樣采自四川省宜賓市長寧縣竹海鎮(zhèn)雙鳳村八組(小地名：洋葉河灣)竹林，地理坐標(biāo)為104°56′51″E、28°29′14″N。佯黃竹林齡25年，平均稈高10～16 m，平均直徑6～8 cm，鮮質(zhì)量12～15 kg/株。

試樣經(jīng)切片機切割成30 mm(長)× 20 mm(寬)× 3～5 mm(厚)的竹片。將切割的竹片在太陽下曬干，貯存在密封的塑料袋中平衡水分，待用。另取有代表性的竹片200 g(絕干)，切成火柴棒粗細(xì)，在植物纖維粉碎機中磨成能通過40目的竹粉，再用60目的篩子篩上述竹粉，收集未能通過60目篩子的竹粉，置于具有磨砂玻塞的廣口瓶中，供分析用[4]。

1.2 實驗設(shè)備

日本OLYMPUS—SZX?研究型體視顯微鏡，帶數(shù)碼拍照；梅特勒酸度計；磁力攪拌器；美國Greenwood 帶電腦控制的蒸煮器；荷蘭Messmer Somerville篩，篩縫0.20 mm。

1.3 實驗方法

1) 纖維形態(tài)測定。纖維長度根據(jù)GB/T 10336—2002《造紙纖維長度的測定(偏振光法)》進(jìn)行測定。纖維寬度、壁厚、腔徑通過竹材解剖制片，在顯微鏡下放大觀測。

2) 蒸煮實驗。采用硫酸鹽法制漿，蒸煮有效堿用堿量取20%(以NaOH計，相對于絕干原料計)；液比取4∶1。蒸煮的保溫溫度控制在160 ℃，保溫時間90 min。蒸煮曲線如下：室溫30 min升溫至110 ℃，保持30 min；再升溫至145 ℃，保持45 min；再升溫至160 ℃，保溫90 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 纖維形態(tài)

測定分析結(jié)果顯示，佯黃竹纖維長2.52 mm、寬22.52 μm，纖維長寬比為111.90；纖維壁厚7.82 μm，纖維細(xì)胞腔內(nèi)徑6.87 μm，纖維壁腔比為2.28。佯黃竹纖維形態(tài)見圖1。

注：左：放大40倍的粗大纖維；中：放大40倍的細(xì)小纖維；右：放大200倍的粗大纖維。圖1 佯黃竹的纖維形態(tài)

與其他竹種相比[5-8](表1)，佯黃竹有較大的纖維長寬比，有較小的纖維壁腔比。纖維長及長寬比是評價纖維原料的重要依據(jù)。據(jù)研究，纖維長度越大，長寬比越大，則纖維交織能力越強，成紙強度就大[9]。纖維壁腔比的大小與紙漿質(zhì)量密切相關(guān)，纖維的壁腔比小，說明其纖維柔軟性好[8]。

表1 佯黃竹與其他竹種纖維形態(tài)對比

2.2 化學(xué)制漿性能

佯黃竹化學(xué)制漿的試驗結(jié)果顯示，佯黃竹原料成漿完全，纖維素含量為52.54%，木質(zhì)素含量為11.7%，粗漿得率為52.60%，細(xì)漿得率為52.50%。纖維素含量、細(xì)漿得率均超過50%，有較高的制漿得率，并且篩渣率很低，未漂漿的卡伯值為11～12，說明脫木素效果較好，如果配合氧脫木素工藝，可以在很低的漂白藥品消耗下制備漂白漿。

與其他竹種相比[8, 10-11](表2)，佯黃竹具有較高的纖維素含量，達(dá)到52.54%，且有較高的制漿得率。通常，纖維素含量>40%的材料即是較好的紙漿原料[8]，說明佯黃竹制漿性能較好，用于制漿造紙，可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益[9]。

表2 佯黃竹與其他竹種纖維素含量、得率及卡伯值對比

3 結(jié)論

佯黃竹纖維素含量為52.54%，纖維平均長2.52 mm、寬度22.52 μm，纖維長寬比為111.90，纖維壁腔比2.28。顯示出佯黃竹有較大的纖維長寬比，有較小的纖維壁腔比，說明纖維柔軟性好。

佯黃竹采用硫酸鹽法制漿生產(chǎn)化學(xué)漿，得率為52.5%，細(xì)漿卡伯值為11.70，有較高的制漿得率和較好的脫木素效率，表明佯黃竹是一種優(yōu)良的造紙原料，用于造紙具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。