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。

Responses of radial growth, wood density and fiber traits to planting space in poplar plantations at a lowland site

Poplar is raw material for various panel, paper and fiber products. The 12 sample trees of clone Nanlin-895 from four spacings were destructively harvested after thirteen growing seasons to assess the influence of spacing on radial growth and wood properties. Spacing significantly affected tree-ring width and wood basic density (p < 0.05) but not fiber traits. The highest diameter and wood basic density at breast height (1.3 m) was in 6 m × 6 m and 3 m × 8 m spacings, respectively. However, no significant differences in tree-ring width, wood basic density and fiber traits were observed among the four sampling directions in discs taken at 1.3 m for each spacing. Growth rings from the pith and tree heights had significant effects on wood basic density and fiber anatomical characteristics, highlighting obvious temporal-spatial variations. Pearson correlation analysis showed a significantly negative relationship of tree-ring width to wood basic density, fiber length and fiber width, but a significantly positive relationship to hemicellulose. There was no relationship with cellulose and lignin contents. Based on a comprehensive assessment by the TOPSIS method, the 6 m × 6 m spacing is recommended for producing wood fiber at similar sites in the future.

不同树龄湿加松原料特性及其制浆性能研究

对6种4~14年生不同树龄的速生湿加松的化学组分、纤维形态进行了研究,并在相同蒸煮工艺条件下,对其硫酸盐法制浆性能进行了初步研究。结果表明,湿加松的综纤维素含量随树龄增加呈上升趋势,树龄超过10年后,其含量基本稳定在(74±3)%;木素含量则在树木生长早期略有提高,树龄超过8年后,其含量呈下降趋势;组分中苯-醇抽出物的含量在树龄超过10年后快速增加,其他组分含量变化不规律。湿加松木材的平均纤维长度为2~3 mm,长径比在58以上,且随树龄的增大而逐渐增大;树龄10年以上湿加松制备浆料卡伯值较低且黏度较高,制浆造纸经济性更好。

旧报纸漆酶/介体脱墨浆表面性能分析

利用化学分析电子能谱(ESCA)、衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATRIR)以及环境扫描电镜(ESEM)对漆酶脱墨浆的表面形态进行分析,并利用KAJAANI纤维长度粗度分析仪测定浆料纤维的长度、粗度,利用Pulmac渗透测定仪(PulmacPermeabilityTester)测定了纤维的比容和比表面积。研究结果表明,漆酶/介体脱墨过程中可以使浆料中的木素溶出,表面木素含量降低,同时纤维表面出现微细纤维。与对照浆相比,漆酶处理后,纤维的长度、粗度变化不大,说明漆酶处理过程中,并未发生纤维的断裂,漆酶主要作用于纤维的表面,并未触及到纤维的内部。比表面积和比容均增加。

小叶龙竹的化学成分与制浆性能

研究了小叶龙竹(Dendrocalamusbar batus)的化学成分、纤维形态、成浆性能,并与造纸工业目前使用较多纸浆树种慈竹(Bambusa affinis)、毛竹(Phyllostachys edulis)、云杉(Picea asperata)、马尾松(Pinus massoniana)、桉树(Eucalyptus globulus)等相比较。结果表明:小叶龙竹灰分、SiO2、冷水抽提物、热水抽提物、苯-醇抽提物、1%NaOH抽提物、木质素、戊聚糖、纤维素含量分别为1·82%、0·25%、2·99%、3·76%、1·65%、16·73%、28·13%、15·78%、51·00%;纤维平均长度为5·25mm、宽度为20·13μm、长宽比为260·80;小叶龙竹具有纤维平均长度较长、长宽比较高、纤维素含量较高、木质素含量较低的优势,其成浆容易,撕裂强度较高,是一种优良的竹类纤维原料。

不同年龄构树皮的纤维、化学特性与制浆性能研究

对金沙江干热河谷不同年龄构树皮的化学、纤维特性与制浆性能进行研究。结果表明,构皮纤维长、木素含量低,纤维素含量高,纤维形态好,易于成浆。随着年龄的增大,低龄构皮化学组分稍有增大,但至6—7 a,灰分和木素含量增大,纤维素和硝酸-乙醇纤维素含量明显下降,不利于成浆;1%Na0H抽提物一直呈缓慢上升趋势,第6—7年达到最高;构皮纤维长度、长宽比及长纤维比例都随年龄的增长而增加,3—5 a增至最大,第6年后呈快速下降趋势。2—4年生构皮手抄片有较高的结合强度和耐折度,5—7 a后趋于稳定。因此,优质构皮纤维原料最佳收获期为2—5 a,综合经济效益考虑,纤维原料人工林培育最佳周期为2—3 a。

不同类型构树皮的纤维形态、化学组成与制浆性能研究

对金沙江干热河谷不同类型构树皮的化学组成、纤维特性与制浆性能进行分析。结果表明:构树皮纤维长,木素含量低,纤维素含量高,纤维形态好,易于成浆,可以作为纤维工业及造纸的优质原料。通过对3种构树类型的比较,得出红构皮的抽出物和木素含量低,综纤维素最高(67.48%),纤维最长(13.54 mm),长宽比也最大(728),成浆质量和制浆性能最好,为当地最优的构树类型;白花构皮纤维素含量和制浆得率较高,手抄片白度最大,综合经济价值相对较高;红花构虽然各项指标略低,但仍是一种较好的造纸原料。研究结果表明,红构与白花构可作为该地区建设造纸工业原料林的优先发展类型。

不同海拔人工林毛竹材纤维形态和化学成分的差异

对不同海拔人工林毛竹材纤维形态和化学成分进行测定和分析以揭示其变异规律。结果表明:海拔300 m人工林毛竹材纤维长度、长宽比和长纤维比率均大于海拔600 m和海拔900 m;海拔高度对人工林毛竹材纤维形态影响极显著;随着海拔高度的增加,毛竹材的热水抽出物含量、苯-醇抽出物含量、Klason木素含量及灰分含量均呈增大趋势,1%NaOH抽出物含量、纤维素含量及pH值均呈减小趋势。海拔300 m的毛竹材最适宜用作纸浆材。

云南主要竹材材性与制浆造纸性能分析

对云南的10种主要竹材的竹壁进行制片和离析,系统地进行了纤维形态观察、统计分析以及化学组成成分和抽出物的测定,综合分析评价了竹材的造纸性能,筛选出了适合造纸的竹种:龙竹、黄竹、慈竹、昆明实心竹、梨藤竹、沙罗单竹等,为竹材在造纸上的合理利用提供了依据。

蒸汽爆破处理对竹纤维的影响

以小径级毛竹为研究对象,研究了蒸汽爆破处理对制备竹纤维的影响。利用傅里叶红外光谱和扫描电镜对爆破处理前后竹纤维化学成分和纤维形态进行分析。结果表明:蒸汽爆破对竹纤维分离效果好,纤维直径减小,保压时间越长,纤维分散效果越好,柔软性越好。爆破处理能够有效促进纤维中半纤维素降解和木质素的分离,使溶出物颗粒覆盖在纤维表面。蒸汽爆破处理使得竹纤维比表面积增大,改善了竹纤维的形态结构。

云南甜竹化学成分与纤维形态的研究

对云南甜竹化学成分和纤维形态的分析结果表明:云南甜竹含灰分1.12%、木质素27.08%、综纤维素72.96%、多戊糖15.51%、冷水抽出物7.50%、热水抽出物9.35%、1%NaOH抽出物21.60%、乙醚抽出物0.35%、苯醇抽出物3.46%;云南甜竹纤维长度为2.65 mm、宽度为15.26μm、长宽比为174,细胞腔径为14.88μm、壁厚为2.80μm、壁腔比为0.38。从化学成分和纤维形态来看,云南甜竹属优良的纸浆生产原料。

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。

竹原纤维的分级提取及其性能

为探究不同竹龄及不同取材部位竹原纤维性能的变异规律,以不同竹龄、不同部位的慈竹为原料,采用物理-化学结合的方法提取竹原纤维,并分别测定竹原纤维的化学组成、纤维的表面形貌、纤维的密度、吸湿性能、拉伸强度。结果表明:相同部位竹原纤维,随竹龄的增加,纤维的密度先增大后减小,纤维的回潮率先减小后增大;相同竹龄竹原纤维,随着距地高度的增加,纤维密度增加,回潮率先稍有降低后升高。3年生慈竹梢部纤维密度最大,为1.70 g/cm3,4年生的基部纤维密度最小,为1.51 g/cm3。3年生慈竹中部纤维回潮率最低,为12.94%,其不同部位竹原纤维拉伸强度较为稳定,4年生中部竹原纤维拉伸强度最大,为787.42 MPa。

不同施肥条件下I-69杨木材纤维形态和化学成分的比较研究

以施肥和未施肥两种条件下12年生的5株I-69杨(PopulusdeltoidesBartr.cv.“Lux”exI-69/55)为研究对象,对纤维长度、宽度、长宽比和壁腔比等纤维形态指标及1%NaOH抽提物、苯醇抽提物、纤维素、木素和聚戊糖含量等化学成分进行了测定。结果表明,I-69杨施肥处理后纤维宽度和壁腔比有所提高,但施肥处理降低了纤维长度和长宽比;施肥处理提高了I-69杨边材和心材的纤维素含量,降低了其木素含量和边材1%NaOH抽提物含量,而对苯醇抽提物影响轻微;施肥处理的有无对I-69杨边材各项化学成分影响不显著;对心材化学成分除水分含量之外,其余各项影响也都不显著;不同部位对施肥I-69杨化学成分的影响除聚戊糖外,其余各项成分都不显著;对未施肥I-69杨除1%NaOH抽提物和聚戊糖含量差异外,其余各项成分都不显著。

不同树龄杂交构树的纤维特性及制浆性能研究

对不同树龄杂交构树的产量、化学成分、纤维形态、制浆性能进行了研究。结果表明,2年生的杂交构树,其经济性要高于1年生和3年生。不同树龄杂交构树木质部纤维形态差别较小,纤维粗短,长宽比小,细小组分含量较多。而杂交构树韧皮部纤维平均长度均大于7 mm,纤维细长,是优质的纤维原料。从化学组成上看杂交构树木质部化学组成相当于一般的阔叶木原料。杂交构树全皮中1%NaOH和苯-醇抽出物含量较高,主要集中在黑皮中。杂交构树白皮的木素含量较低,全皮的木素含量相对较高,且主要集中在黑皮中,同时黑皮中灰分含量高达10.68%,所以黑皮的存在对韧皮纤维原料制浆是不利的,应尽量除去。不同树龄杂交构树的APMP浆物理性能差别较小。杂交构树APMP与适量的针叶木化学浆配抄,可以制得优等轻型纸和新闻纸。

欧美杨107应拉木的纤维形态与化学组成

为了解欧美杨107应拉木纤维形态与化学成分构成,并以此分析欧美杨107应拉木作为制浆材的可行性,用切片法测定了应拉木和对应木的纤维形态,并按照GB/T2677(2-10)—1993分析其化学成分构成。结果表明:1)应拉木和对应木纤维的平均长度分别为1321和1227μm,长宽比分别为59.48和44.94,壁腔比分别为0.86和0.39。2)应拉木和对应木的Klason木素含量分别为17.20%和24.04%,硝酸乙醇纤维素含量分别为59.14%和45.52%,综纤维素含量分别为86.59%和78.41%,苯醇抽出物含量分别为1.32%和1.87%,1%NaOH抽出物含量分别为13.95%和21.58%,灰分含量都低于1%。根据对纤维形态和化学成分的测定结果判断:欧美杨107木材的应拉木和对应木都能满足制浆性能的要求,在实际生产中都可被用作制浆材,且应拉木制浆性能比对应木好。

海泡石对玄武岩纤维的改性研究

从海泡石和玄武岩纤维的结构及化学组成相似性出发,利用ACC Ⅱ高温坩埚电阻炉在玄武岩中添加海泡石,经熔化、拉丝等工艺制备改性玄武岩纤维。采用扫描电镜(SEM)对玄武岩纤维改性前后的显微结构、形貌和特性进行较系统的分析,研究了海泡石对玄武岩纤维性能的影响及其改性机理。结果表明,重量比为10%～20%的海泡石和玄武岩混合料在高温熔化下可形成新网状结构的改性玄武岩复合材料;海泡石能够改变玄武岩的结构、化学组成及性质,使玄武岩纤维的化学耐久性、柔韧性和耐热强度等都有显著提高。

彩棉纤维的形态结构、超微结构和主要化学组成

用光学显微镜、透射电镜观察彩棉纤维 ,其形态结构与白棉相似 ,但胞腔大、次生胞壁薄 ,色素主要分布在纤维次生胞壁中。绿棉纤维次生胞壁中有同轴嗜锇层 ,白棉和棕棉则不存在 ;绿棉同轴嗜锇层与蜡质含量、色素有关。彩棉纤维化学全元素分析表明 ,其纤维素含量仅占 85 %～ 90 %;绿棉其余物质成分主要为蜡质 ,含量约是白棉的 6～ 13倍。绿棉蜡质中 ,脂肪烃含量约为 95 %以上 ,主要成分为 C2 2 ～C2 4ω-羟基脂肪酸和二羧酸 ,且含有羟基、羰基、羧基、芳环、酯键、醚键等化合物 ;白棉蜡质的主要成分为 C1 6～C1 8组分。彩棉灰分含量约是白棉的 1.4～ 1.6倍 ,蛋白质含量约是白棉的 1.75～2 .1倍。等离子光谱分析表明 ,彩棉中大多数微量金属含量少于白棉 ,但铜离子和铁离子的含量高于白棉。

金平龙竹的化学成分与制浆性能

对金平龙竹的化学成分、纤维形态、成浆性能进行了初步研究,结果表明:金平龙竹灰分、SiO2、冷水抽提物、热水抽提物、苯—醇抽提物、1%NaOH抽提物、木质素、多戊糖、纤维素质量分数分别为1.86%,0.67%,2.12%,3.96%,2.56%,18.35%,25.80%,13.76%,46.64%;纤维平均长度、长宽比分别为2.53mm,176.55。与造纸工业目前使用较多的慈竹、毛竹、云杉、马尾松、桉树等相比较,金平龙竹具有纤维平均长度较长、长宽比相当、纤维素质量分数较高、木质素质量分数较低的优势。该竹易于成浆,与针叶木比较撕裂强度较高,是一种优良的竹类纤维原料。

欧美杨107正常木与应拉木纤维形态和化学组成比较

【目的】对欧美杨107(以下简称107杨)应拉木与正常木的纤维形态及化学组成进行全面比较和分析,为杨树应拉木的合理高效利用提供依据。【方法】以直立生长和倾斜生长的107杨为研究材料,通过合理方法区分正常木和应拉木,再对应拉木的解剖构造进行电镜观察,着重比较了107杨正常木和应拉木在纤维形态及化学组成的差异。【结果】107杨应拉木具有典型的应拉木解剖构造,即细胞壁中存在明显的胶质层。正常木与应拉木纤维形态比较结果表明,应拉木的双壁厚、壁腔比、木射线比量和纤维比量均高于正常木,而正常木的纤维长度、纤维宽度、纤维长宽比、胞腔径、微纤丝角、导管比量均大于应拉木。引用单因素方差分析比较正常木与应拉木之间纤维形态的差异,结果表明,正常木与应拉木纤维宽度、胞腔径、双壁厚、壁腔比在P=0.001水平上差异显著,纤维长度和微纤丝角在P=0.01水平上差异显著,其余形态指标差异均不显著。正常木与应拉木化学组成比较结果表明,应拉木的综纤维素、纤维素、α-纤维素含量均高于正常木,而正常木的半纤维素、木质素、苯醇抽提物含量、10g/L氢氧化钠抽提物含量均高于应拉木;单因素方差分析表明,正常木与应拉木纤维素、α-纤维素、半纤维素、木素、10g/L氢氧化钠抽提物含量的差异在P=0.001水上显著,其余指标差异均不显著。【结论】107杨正常木与应拉木的主要纤维形态指标和化学组成存在明显差异,在木材加工利用时需要区别对待。