人工种植构树的材性特点及制浆性能研究

对人工种植构树的化学成分、材性特点、纤维形态及制浆性能进行了研究。结果表明,人工种植构树韧皮部果胶含量较高,达11.67%;皮、杆的冷、热水抽出物及1%NaOH抽出物均比杨木高出几倍;韧皮部纤维平均长度为7.45 mm,而木质部仅为0.58 mm。木质部采用NaOH-AQ法制浆,KMnO4值19.6时,粗浆得率为49.7%;原浆KMnO4值16.6、有效氯用量8.0%时,浆料白度可达到65.7%ISO。木质部采用两段浸渍工艺制APMP,浆料白度能达到72.5%ISO,打浆度49°SR的浆料抄纸后的浆张裂断长为4.65 km。

竹柳材性、纤维质量及制浆性能的研究

对竹柳的材性特点、纤维质量及制浆性能进行了研究。研究结果表明:竹柳的木材密度在0.384～0.443g/cm3范围;竹柳的灰分、冷热水抽出物和1%NaOH抽出物含量高于速生杨木但比杂交构树低,Klason木素和多戊糖含量与速生杨木相当,但是纤维素含量比速生杨木低3%。竹柳的纤维平均长度为0.84mm、平均宽度为21.44μm。采用硫酸盐法制浆,打浆后竹柳的裂断长为9.44km,撕裂指数4.11mN·m2/g。

桉树无性系纸浆材材性分析

对5种桉树无性系的木材密度、化学成分、纤维细胞壁厚、腔径、壁腔比及腔径比进行了分析。结果表明，桉树无性系的木材密度为0．423～0．629g／cm^3；与一般阔叶材相比，桉树无性系的纤维素和抽出物含量相对较高，戊聚糖含量较低，但不同地域种植相同品种的桉树无性系的化学成分差异较大。桉树无性系的纤维平均长度为0．882～1．017mm、平均宽度为15．15～19．43μm，材性指标均符合造纸工业对纸浆材的质量要求。

棕榈丝制浆造纸的可行性研究

对棕榈丝的化学成分、纤维形态及制浆造纸的可行性进行了研究。结果表明:棕榈丝的灰分及抽出物均比蔗渣和杂交狼尾草低,Klason木素含量与蔗渣相当,综纤维素略高于蔗渣。纤维平均长度约为1.0mm,长度分布较为均匀,杂细胞含量相对较少。其硫酸盐法浆裂断长为6.12km,撕裂指数为5.74mN·m2/g。次氯酸盐单段漂后白度达79.9%ISO。其化学预浸机械法浆,可配加20%的针叶木本色浆生产箱纸板。

八种竹子材质性能的研究

对8种竹子的化学成分和纤维形态进行了分析研究。结果表明,竹子的综纤维素含量相对较高,木素含量略低于针叶木,聚戊糖含量与阔叶材相当,抽出物含量较高,但不同地域种植的不同品种化学成分差异较大。8种竹子显微镜法测定的纤维平均长度为1.70～2.60mm、平均宽度为13.23～20.66μm,纤维细胞壁腔比为1.86～6.71,材性指标均符合造纸工业对纸浆材的质量要求。

菊芋秆资源在造纸工业的利用

对菊芋秆的纤维特性、化学成分及制浆遣纸性能进行了研究。研究结果表明:菊芋秆纤维平均长度为0．72mm,最大值为2．21 mm,最小值为0．22mm。菊芋秆的聚戊糖含量为16．08％,综纤维素为62．39％,均比人工构树木质部低5％～11％。采用NaOH-AQ法制浆,制浆得率为31％;以10％的有效氯用量漂白KMnO4值为15．5的浆料,浆料白度可达到70．21％ISO。采用化学预浸渍工艺制浆,其磨浆得率为88．7％,配入20％进口#11废旧箱纸板抄纸,成纸的裂断长达到了7．65Km／4．03km(纵／横),环压强度为237．ON／m／187．ON／m。

杂交狼尾草制浆造纸的可行性研究

对杂交狼尾草的化学成分、纤维形态及制浆造纸的可行性进行了研究试验。结果表明:杂交狼尾草的综纤维素含量为79.75%,明显高于麦草,Klason木素含量为17.72%,木素及其他化学成分均比麦草低。纤维长度和长宽比均高于麦草和三倍体毛白杨,壁腔比明显低于麦草但略高于三倍体毛白杨。采用硫酸盐法制浆,其浆张裂断长为7.64km,撕裂指数为6.23mN·m2/g。采用亚铵法制浆,配入50%的国产OCC抄纸,成纸后的各项物理指标均达到了瓦楞原纸的标准要求。

三倍体毛白杨纤维形态及木素的微区分布

三倍体毛白杨属于杨柳科(Salicaceae)、杨属(Populus)白杨派(Section leuce)树种,它是采用细胞染色现代高新技术,对普通毛白杨的遗传基因进行优化组合,成功培育出来的一种全新的杨木新品种-三倍体毛白杨.三倍体毛白杨耐候性好,适应性强,生长速度快,5年即可成材.一般树高均达到 15m左右,胸径为150～300mm,与10年生长的普通毛白杨生长量相当.三倍体毛白杨选育的成功,不但对生态环境境、森林植被具有重要的经济效益,而且有助于改善我国北方造纸业的纤维原料资源状况.为了进一步了解三倍体毛白杨的纤维形态和制浆性能,本文不同地区种植的三倍体毛白杨木材密度、纤维形态、化学成分等指标进行了详细地分析测定,并对其微纤维走向及木素的微区分布做了深入的研究.研究结果表明:三倍体毛白杨木质部由心材及边材两部分组成,其材质较白,白度约为50%左右,而且具有纤维较长、长宽比较大、纤维素含量高和木素含量低的优点,这些优点对制浆造纸都极其有利.纤维形态主要由四种细胞组成,即纤维、导管、木射线细胞及木薄壁细胞.纤维有韧性木纤维和木纤维两种,前者纤维壁上有横节纹,后者没有横节纹而有少量直径很小的纹孔.导管由导管分子组成,导管分子两端开口为单穿孔,并有舌状尾部,细胞壁较薄,壁上有两种类型的纹孔,与导管连接部分的纹孔为具缘纹孔,数量较多,通常分布在导管壁上的某一部位,导管与木射线相连部位的纹孔为单纹孔,孔径较大,数量少,通常一组一组的横向排列;木射线细胞及木薄壁细胞二者都沿径向排列,木射线细胞有少部分边缘有细小的齿状,木薄壁细胞体积短小,壁上有纹孔.从木材横切面上测量各种细胞所占的面积百分比,近似于树干中各种细胞的体积百分比,其结果约为:纤维细胞占70%,导管占20%,木射线细胞以及木薄壁细胞占10%.三倍体毛白杨纤维细胞壁是由胞间层(ML)、初生壁(P)及次生壁外层、中层、内层(S1、S2、S3)组成.其微纤维的走向,P层为网状结构.S1层为交叉螺旋形,与纤维轴的交角约为80°左右.S2层为平行螺旋状,与纤维轴的交角为30～45°.在打浆过程中,初生壁及次生壁外层容易成片状剥落,但S2层由于微纤维角度较大,不容易分丝帚化.S2层是细胞壁的主要组成部分,约占整个壁层体积的70%.根据高锰酸钾对木素有比较专一的反应性能,采用扫描电子显微镜与X-射线能谱仪(SEM/EDXA)技术研究三倍体毛白杨木素的微区分布.结果表明:三倍体毛白杨纤维细胞、导管分子、木薄壁细胞及木射线细胞各形态区,木素密度都是细胞角隅区(CC)最高,胞间层(CL)次之,S2层密度小.这与一般木材的木素微区分布规律是相符的.以S2层的木素密度为1,分别计算出细胞角隅区、胞间层和S2层木素的密度比为CC:CL:S2=1.7:1.3:1左右.结合纤维细胞壁的观察结果,纤维细胞次生壁S2层的厚度占了细胞壁总厚度的近80%,故S2层的木素浓度虽然较低,其含量在纤维细胞中仍然是最大的.研究中还发现:三倍体毛白杨胞间层的木素比较容易软化,软化后的细胞壁受到外力作用时容易在S1层与S2层之间分离.能在纤维表面暴露出较多的S2层结构,使纤维表面具有较多的羟基,在纸页抄造时便产生较多的氢键结合,从而赋予纸页较好的纤维结合强度.近年来许多造纸工业比较发达的国家,在发展杨木速生林CTMP浆时取得了较好的经济效益,这和杨木属的超微结构与局部化学上的这特点有密切关系.

奥古曼木材材性及制浆漂白工艺的研究

测定了奥古曼(Okoum e)原料的木材密度、纤维形态和化学成分等材性指标,并进行硫酸盐法制浆及ECF漂白实验。结果表明,奥古曼原料的气干密度为0.433 g/cm3,灰分、抽出物及木素含量较高,纤维平均长度1.26 mm,细胞壁薄,成纸强度优良,奥古曼硫酸盐浆经D0EpD1P四段漂后白度可以达到85.8%,可用于抄造高级文化用纸。

近红外光谱法快速测定木材纤维素、戊聚糖和木质素含量的研究

探讨了近红外光谱法快速测定木材纤维素、戊聚糖和Klason木质素含量的可行性。用常规实验室方法测定106种木材样品的纤维素、戊聚糖和Klason木质素含量,用近红外光谱仪采集相应样品的光谱。利用偏最小二乘法（PLS）和完全交叉验证方式,对原始光谱进行一阶导数＋矢量归一化（SNV）和一阶导数＋多元散射校正（MSC）预处理后,选择7502-5446 cm^-1、4601-4247cm^-1和6102-4597 cm^-1区间建立样品纤维素、戊聚糖、Klason木质素含量和光谱数据之间的相关性模型。模型的决定系数（R2）高,分别为0.9705、0.9927和0.9827;交叉验证均方根偏差（RMSECV）低,分别为0.40%、0.38%和0.49%;残留预测偏差（RPD）分别为5.83、11.7和7.61。采用3个模型分别对样品进行预测,预测偏差分别为-0.36%-0.34%、-0.40%-0.32%和-0.36%-0.39%。结果表明,可以利用近红外光谱法快速测定木材纤维素、戊聚糖和Klason木质素含量。

利用近红外光谱技术快速测定木材水分和气干密度的研究

利用近红外光谱技术对木材水分和气干密度进行了快速测定。结果表明:两个水分模型的决定系数都接近1,RMSECV值小于0.2%,RPD值大于10,模型质量极好,对样品的预测偏差小于0.2%;气干密度模型的决定系数为0.976、RM-SECV值为0.0152g/cm3、RPD值为6.47,模型质量好,对样品的预测偏差范围为-0.019～0.02g/cm3。说明可以利用近红外光谱技术对我国造纸木材的水分和气干密度进行快速、准确的预测。

杨木、桉木混合木片CTMP法制浆性能研究

对杨木和桉木混合木片的CTMP法制浆性能进行了研究,重点考察了混合木片磨浆后两种纤维各自的形态特点,以及不同原料配比所导致的成浆性能变化。结果表明,混合磨浆后杨木纤维随着成浆游离度的下降出现了更多的分丝帚化现象,而桉木纤维的细胞壁始终较为光滑;桉木在混合原料中所占比例的提高将使成浆白度和强度性能有所下降,但有利于保持成浆松厚度。

木片浸渍程度数学建模

在对木片成分进行合理划分和假设的基础上,建立了计算木片浸渍程度的数学模型。结果表明,木片浸渍程度数学模型计算结果和实际测定结果线性符合良好,可用以表达液体向木片内部浸渍的程度。木片浸渍程度数学模型中无体积项,计算过程不受木片形状的影响。

木素分布的测定方法及其在木材细胞壁中的分布

木素的存在及其分布对木材加工工业和制浆造纸业有着重要影响。该文对木素分布测定的主要方法和木素标记方法进行了论述,同时还对木素在针叶材、阔叶材和应力木中的局部分布进行了概述。迄今为止,没有一种单一的方法或联合方法能清晰明确地提供完全的木素及其分布的定量分析,对木素及其分布研究还有待于进一步完善。

近红外光谱技术快速测定木材抽出物含量的研究

探讨了近红外光谱法快速预测木材冷水、热水、1.0%NaOH和苯醇抽出物含量的可行性。四个模型的决定系数(R2)高,分别为0.9804、0.9800、0.9823和0.9648;交叉验证均方根偏差(RMSECV)低,分别为0.21%、0.29%、0.48%和0.24%;冷水、热水、1.0%NaOH抽出物模型的残留预测偏差(RPD)值分别为7.14、7.07和7.51,而苯醇抽出物模型的RPD值仅5.33。采用不同校正模型分别对样品进行预测,四个模型的预测偏差分别为-0.19%～0.20%、-0.29%～0.28%、-0.36%～0.42%和-0.25%～0.14%,基本符合标准方法的误差要求。结果说明可以利用近红外光谱分析技术对木材抽出物进行快速、准确地测定。

两种进口阔叶木材纤维质量及制浆性能

对进口阔叶木材南洋楹和石梓的化学成分、材性特点、纤维形态及制浆性能进行了研究。结果表明,南洋楹的灰分、冷热水抽出物和苯-醇抽出物含量低于石梓,Klason木素和纤维素含量两者相当,但是南洋楹的1%NaOH抽出物和戊聚糖含量明显高于石梓。南洋楹的纤维平均长度为1.08 mm、石梓的为1.15 mm。采用硫酸盐法制浆,打浆后南洋楹与石梓浆的裂断长分别为11.9 km和11.5 km;撕裂指数分别为5.12 mN.m2/g和6.56 mN.m2/g。

木片浸渍程度数学模型的应用

采用木片浸渍程度数学模型对木片厚度、预汽蒸和添加表面活性剂等对木片浸渍程度的影响进行评价。结果表明,木片浸渍程度数学模型可用以评价各因素对木片浸渍程度的影响,是评价木片浸渍程度的一个有效工具。

造纸原料纤维分析及其在造纸工业的应用

造纸原料纤维形态分析研究对产品的生产具有重要的指导作用,尤其对于原料严重缺乏的我国造纸工业,了解和合理利用现有的原料以及开发新的原材料,显得尤为重要。借中国制浆造纸研究院成立50周年之际,本刊对从事造纸原料纤维形态分析的王菊华高级工程师、薛崇昀高级工程师进行了专访。

非木材纤维原料的Milox制浆方法的研究

本实验研究一种以甲酸和过氧化氢为蒸煮剂的制浆过程,讨论甲酸浓度、液比、温度、H2O2用量和反应时间对蒸煮过程的影响。通过实验确定在其它条件固定的情况下,甲酸浓度88%、液比8∶1为竹浆脱木质素的最佳条件;其H2O2用量2%与0.5%时相比,前者在获得相同木质素含量竹浆的同时,比后者的得率高出将近2个百分点。不同原料相比,麦草较好,实验条件下得率43.14%,卡伯值32.3,粘度980.35ml/g;嫩竹比老竹更易脱除木质素,竹浆的纤维质量最好,二重重均纤维长度都在1.7mm左右。