广西10种野生竹材的纤维形态及结构研究

对广西10种野生竹材:青皮竹、沙罗单竹、撑篙竹、大绿竹、壮绿竹、清甜竹、花吊丝竹、油竹、耳垂竹、甲竹的纤维形态及结构进行了研究。结果表明,广西10种野生竹材纤维整体直且细长,花吊丝竹的纤维长度(3.19 mm)最长;10种野生竹材的纤维密度分布在1.20~1.45 g/cm^(3)之间,其中青皮竹纤维的密度最小,为1.21 g/cm^(3);10种野生竹材纤维的微纤丝角分布在8°~11°之间。

五种野生竹材纤维形态及化学成分分析

研究了吊丝竹、梁山慈、四川硬头黄、粉单竹和斜杆思劳竹的纤维形态和化学组成,发现在纤维形态上几种竹子的重量加权长度都大于1.5 mm,纤维长宽比在90~160之间,纤维细胞狭长,是优良的造纸原料。对比化学组成,梁山慈的综纤维素含量最高(64.70%),抽出物(4.35%)、灰分(1.23%)含量较低。进而研究了NaOH-戊醇两相预处理对梁山慈竹分离得到的半纤维素和木质素的化学结构和性质的影响,发现预处理得率、纤维素保留率随着温度上升而下降,半纤维素和木质素脱除率随温度上升而提高。分离的木质素和半纤维素分子量较高,半纤维素主要为阿拉伯木聚糖,含有4-O-甲基葡萄糖醛酸,木质素为典型的竹材HGS型木质素。

广西10种野生竹材的化学组分分析及木质素结构表征

本研究采用NREL法、硫醇酸解法、凝胶渗透色谱法(GPC)以及二维核磁(2D NMR)等分析检测手段对广西10种野生竹材纤维原料的化学成分与分离木质素的结构进行了表征。结果表明,10种野生竹材的纤维素含量为37.09%~44.21%,半纤维素含量为17.16%~23.32%,木质素含量为21.73%~25.81%;所有竹材分离木质素均为GSH型,基本结构单元均以S型和G型为主,H型结构单元含量均不高于5%;木质素结构单元间的主要连接键方式为β⁃O⁃4、β⁃β与β⁃5,其中β⁃O⁃4含量占主要侧链连接的80%以上、占总芳环总量的47.41%~52.07%;此外,木质素中还存在与阿魏酸和对香豆酸的酯键连接。综合分析,撑篙竹在10种竹材中最适合用于生物质精炼、木质素降解以及制浆造纸等领域的开发利用,耳垂竹、大绿竹次之。