等不稳定键。 因此，这部分木素在缓和的碱性条件下很容易溶出， 而木材中这种木素的
含量却很少。

(2)

 

草类原料在蒸煮时纤维不易解离。针叶材的 脱木素率达到 85%左右即可使纤维解

 

离，而草类纤维 则必须达到 90%

 

以上甚至更高。其主要原因是由于它 们脱木素区域的化

 

学特性不同。区域化学是研究不 同区域内化学反应特性的科学;

 

制浆化学中是指纤维 细胞

 

内不同微区的脱木素反应的差异，即纤维细胞壁 和细胞间层的木素脱除反应性能的差异 ，

 

区域化学可以解释为什么草类制浆与木材的纤维解离点脱木素率 要求有所不同。比较云

 

杉和麦草细胞壁各区域脱木素 性质可知，云杉脱木素在蒸煮初期次生壁 (s 层) 的脱木素
速度比胞间层(ML)要快得多;

 

蒸煮中后期 (大约总脱木素率达到 50%以后)ML 层中的木素

急速脱除，而 S

 

层中的木素仅缓慢下降，当总脱木素率到 80%

 

以后， s 层中的木素浓度

已基本不变，ML

 

 

层中 的木素已经剩余很少，此时纤维已经解离，浆料中的 木素含量主

要由 S 层含量决定;

 

所以木材浆料中的残 余木素主要存在于次生壁中;而麦草的 S 层和 ML

 

 

层 木素是在相同速率下脱除，这是由于麦草秸杆组织疏 松，制浆时药液渗透路线与木材
不同;麦草 ML

 

层的 木素浓度比其 S 层要高 2

 

后倍两者以相同的速度脱 除，当总脱木素率

为 80%

 

时， ML 

 

层的木素浓度与总 脱木素率为 30%时 S 层的木素浓度相同。要使 ML 层 

木素浓度达到较低时，纤维才能解离，所以此时 S

 

层 的木素浓度必然要降至更低。因此，

草类纤维蒸煮时只有在总脱木素率达到很高时，ML 层木素浓度才能达到纤维解离的要
求;同时，草浆中的残余木素也不像木浆那样主要存在于 S 层，而是在 ML 层和 S 层都存

 

 

在。这是造成草类未漂 浆的木素含量比木浆少，漂白剂用量小的主要原因。

(3)草浆中残余木素主要是降解了的相对分子质量较小的木素含量。文献分析了原料、

 

 

除去碱易 溶木素后的半浆和成浆中残余木素，结果表明，残余 木素中的低分子部分 (酸
溶木素)含量很高，而 LCC 

 

的含量却很少，这一点与木浆有很大不同。木素相对 分子质量

 

的变化表明，在低温蒸煮阶段，由于低分子 木素溶出，使半浆中的平均相对分子质量变

 

大。在高 温蒸煮阶段，浆料中的大分子木素又发生了碎片化反应，同时也发生缩合反应 ，

 

因此成浆中的木素是缩合 程度较高而相对分子质量较低的降解木素，最后从纤维内部以
扩散方式溶于黑液中。研究表明，成浆中的残余木素最少有一部分是还未来得及从细胞壁

 

内扩散 出来的降解木素。如果将成浆在 NaOH 存在、75℃ 下处理 1 h，则约 1/3 木素溶解于
碱液中
     

 

前述各研究结果表明，麦草中的大部分木素由于 相对分子质量小，可以在缓和的碱条

件下溶出。但若用化学法制浆，必须除去 90% ~95%的木素才能使纤维解离，因为剩余的

 

这部分较高相对分子质量的木素 需要在较高的温度下降解后才能溶出。最后残留在草浆
中的木素量比木浆少，而且在蒸煮后期木素溶出量很少，但却造成较多的浆得率损失，

 

 

因而草类纤维制 浆没有必要采用很高的温度和较长的保温时间即可成 浆。草类纤维制浆

 

的最佳工艺应该是在蒸煮过程中除 去 85%左右的木素，然后用氧脱木素的办法制成。这 

 

种工艺不但浆得率高，而且浆料的滤水性能好，黑液 提取率高。
3 草类纤维制浆的环境污染问题
3. 1

 

草浆蒸煮黑液的物化特征

     草类原料中灰分、半纤维素和杂细胞含量高，是造成草浆黑液硅含量高、粘度大、浆料

 

滤水性差的根本原因。对于黑液固形物组成很重要的指标是 有机物与无机物的比值，这
一比值对黑液的蒸发性能和燃烧性能都有很大影响。木材黑液一般都在 2.4

 

以 上，而草类

原料黑液的无机物含量较木材高，有机物含量较少，所以其比值一般在 2.2 以下。另外，
黑液中的木素含量也很重要，因木素的热值较其他有机物高，而草浆黑液的木素含量较

 

木材低，因而其燃烧性 能较差。无机物中二氧化硅含量高是草浆黑液的一大特点，木浆
黑液一般为 1%以内;获苇、蔗渣黑液多为 5% ~8%，而稻麦草则多达 20%左右。