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论文与综述・

植物纤维原料生长时间对化学成分和制浆性能的影响

庞志强 ,陈嘉川 ,杨桂花

(

山东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科

山东济南

250100)

[

摘　要

]

　系统论述了生长时间

(

树龄和生长天数

)

对针叶木、

阔叶木和一年生纤维原料的化学成分、

纤维形

态和制浆性能的影响

并对幼龄材制浆造纸的研究及应用中出现的问题进行了阐述。

[

关键词

]

　树龄

;

生长天数

;

化学成分

;

纤维形态

;

制浆性能

　　纤维原料、

制浆方法不同

纸浆性能也不同。同一

种植物纤维原料

由于地理位置、

气候、

土壤和生长时

间等的差异

制浆性能也表现不同。目前

针叶木资源

日益紧张

世界造纸工业面临纤维原料短缺问题

[ 1 ]

即

使针叶木资源丰富的美国、

加拿大等国家也展开了阔

叶木、

非木材纤维原料制浆造纸的研究。开展生长时

间对制浆性能的研究可以确定采伐、

收割的最佳时间

合理利用原料

并改进林业、

农业的生产管理。我国制

浆造纸行业

长期利用草类纤维原料

这对企业扩大生

产规模、

治理污染、

提高产品档次等带来一系列难题

为此

我国开展速生丰产用材基地林建设工程

走林纸

一体化之路

[ 2 ,3 ]

。速生林建设主要采用杨木和桉木等

速生阔叶木树种

其轮伐周期短、

不同生长期速生性能

差异大

因此我国开展生长时间即树龄对制浆性能影

响研究意义更为重大。下面简要论述近年来国内外所
开展生长时间对纤维原料化学成分、

纤维形态和制浆

性能的影响所进行的研究。

　针叶木

针叶木纤维原料具有纤维长、

纤维细胞含量高等

一系列优点

但其成材周期长

对其生长时间对制浆性

能的影响所进行的研究一般选择树龄差别较大。国内
造纸科研工作者对我国的一些品种进行了研究

如尤

纪雪等

[ 4 ]

对三种不同树龄

(10

年、

年和

年

)

福建

马尾松进行研究

发现木素、

聚戊糖和综纤维素的含量

随树龄增大稍有降低

各树龄的抽出物含量以

年为

最低

但各树龄间的差别都较小。基本密度、

晚材率、

纤维平均长度、

长宽比和壁腔比等均随树龄增大而增

大。对其硫酸盐法制浆的蒸煮性能、

打浆性能、

未漂浆

的物理强度性能和漂白性能进行综合评价

发现

年

树龄的福建马尾松制浆性能优良。她们同时对不同树
龄

(10

年、

年和

年

)

贵州马尾松进行了研究

[ 5 ]

化

学成分和纤维形态一些指标变化趋势表现与福建马尾
松相似的规律

而木素、

综纤维素含量和纤维长宽比与

福建马尾松的变化规律不同

这说明产地对其变化趋

势也有一定影响。综合各项性能指标

,21

年树龄的制

浆性能为最优

这与福建马尾松相似。

收稿日期

:2003 - 11 - 24

作者简介

庞志强

(1978

～

) ,

男

山东轻工业学院制浆造纸工程专业

在读硕士研究生

研究方向为制浆造纸过程污染控制与生物技术应用。

胡惠仁、

石淑兰等研究了不同树龄的火炬松和湿

地松的制浆性能

[ 6 ]

发现硫酸盐法制浆时

树龄大的纸

浆得率较高

硬度较低

其漂白浆易打浆且强度较高。

纸浆漂白时生长期长的火炬松容易漂白

而湿地松则

以生长期短的较易漂白。而树龄对上述两种针叶木的
碱性亚纳

蒽醌半化学浆的制浆性能没有明显影响。

John V. Hatton

[ 7 ]

对短叶松、

黑松和冷杉三种针叶

木的幼材和成材的材性、

纤维特性和制浆性能等进行

了系统研究

发现其差异较大

因此提出通过不同比例

幼材

成材原料进行搭配

可以生产满足不同性能要求

的纸张。

三个不同针叶木品种表现出一些相同的性能变化

趋势

如幼材的基本密度较低

而新鲜幼材的水分含量

比相应成材低近

50 % ,

这可减少幼材的运输费用。其

化学成分也有一定差别

幼材的抽出物、

1 %NaOH

溶出

成分和木素含量较高

对碳水化合物中的甘露糖含量

进行了对比

发现其差别较小。硫酸盐法制浆性能的

研究也发现一些与桉木类似的规律。蒸煮到卡伯值

(35)

相同的情况下

因幼材的抽出物、

1 %NaOH

和木素

含量高

所以制浆得率较低。幼材纸浆纤维的粗度、

平

均长度和长纤维组分等也表现较低。因幼龄材纤维的

一些特殊优势

其

浆的手抄片表现出一些较好的

性能

如纸张的表面平滑度、

伸长率、

抗张指数和耐破

指数等指标较高

由于纤维较短

幼龄材纸张的撕裂指

数较低。对盘磨机械浆的制浆性能的研究也发现了一

些差异

如幼龄材的磨浆能耗较高、

纸浆中的细小组分

含量高、

纤维较短。幼龄材手抄片的抗张指数较低

这

与

浆变化不同

与纤维长度联系密切的撕裂指数

也较低。而幼龄材的细小纤维含量高

细小纤维提供

了较多的光反射面积

因此其手抄片的光散射系数较

高。

　阔叶木

阔叶木具有纤维较短、

杂细胞含量高、

木素含量

低、

生长迅速等一系列特点。我国造纸用速生林建设

的树种主要为阔叶木

一些速生性能好的优良树种的

培育与推广种植加快了阔叶木的应用。因阔叶木的轮
伐周期短

更有必要对其展开树龄对制浆性能影响的

研究。

谢益民等

[ 8 ]

对三种不同树龄

年、

年和

年

)

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　2004 年　第 2 期　　　　　　　　　　

《黑　龙　江　造　纸》　　　　　　　　　　　　　　　　　　