发展竹子高得率浆的展望

产工艺成熟可靠， 且大部分设备可以采用国产品； 污 染治理工艺技术成熟，“三废”可以达到国家有关排放 标准。
可见竹浆造纸是切实可行的， 我们可以有效利用 中西部的丰富资源， 与国家退耕还林政策相结合。建 设竹子原料基地， 既解决了农民退耕之后真正能“退 下来， 稳得住”， 又保护了生态环境 ， 有力地推动了西 部大开发。
然而目前国内对竹子制浆的研究主要是硫酸盐 法制浆［３￣５］， 而且对竹子硫酸盐法制浆技术以及漂白技 术的研究已经十分成熟， 也已经进行了大规模的生 产， 但是对于竹子高得率浆的研究还是比较少见。 近 几 年 研 究 者 们 曾 经 做 过 竹 子 ＣＴＭＰ、ＳＣＭＰ、ＡＰＭＰ 等化机浆的研究， 在竹子化机浆研究方面取得了一些 可喜的成果。例如华南理工大学制浆造纸工程实验室
界总量的 １０％和 １４％， 仅次于美国， 连续多年列世界 第二。而且无论生产量还是消费量， 近年增长速度均 达 到 两 位 数 ［１］。 这 些 和 我 国 的 国 民 生 活 水 平 的 提 高 是 分不开的， 而且随着经济的持续发展， 中国对纸和纸 板的需求量还会日益增加。
纤维原料是造纸工业的物质基础， 随着纸和纸板 需求总量的逐年上涨， 进口量的逐年增加， 使我们不 能不为我国造纸纤维原料的短缺而担忧。
３） 竹子本身的生物结构和化学组分。国内夏新兴 等人曾对白夹竹及其磺化化机浆 ＭＷＬ 的结构与发色 基团的特性进行了研究， 发现竹料木素是 ＧＳＨ 型木
素， 经化学机械处理后木素的分子量大大降低， 对香 豆酸酯的含量下降， 醌式结构是木素中最主要的发色 基团， 成浆后醌式结构有很大的增加［１０］。印度中央制 浆造纸研究所 Ｒｏｙ， Ｔ．Ｋ．的研究表明： 竹子化机浆拥有 比其他纤维资源更好的纤维特性， 其缺点是可漂性 差； 进一步研究发现： 氧化性漂白产生过剩的二次羰 基能加深其颜色， 而还原性漂白几乎不能减少醌型和 羰基结构［１１］。竹子高得率浆难漂白易返黄的根本原因 是与竹子的生物结构和化学组分分不开的， 但是针对 竹子原料木素结构和非木素成分探讨其难漂性和白 度不稳定性的研究在国内外还很少。既然木素是影响 浆的白度和返黄的主要因素， 那么竹子木素的结构及 其属性， 以及竹子木素中羰基和醌基等发色基团的含 量； 竹子表皮致密的蜡质层对化学药品渗入阻碍作用 以及表皮色素的影响； 竹子含有较多的少量组分， 这 些少量组分是否会对白度及其稳定性有所影响。以上 都是竹子本身可能给竹子高得率浆白度及其稳定性 带来影响的因素， 除了制浆漂白方法之外， 我们也应 该关注一下这些竹子本身原因。
１６
工艺与技术
２００７ 年第 ３ 期
陈 礼 辉 、詹 怀 宇 等 做 的 毛 竹 蒸 汽 爆 破 法 高 得 率 浆 的 研 究［６］， 表 明 选 用 合 适 的 工 艺 条 件 ， 可 以 制 得 得 率 ８０％ 以上， 裂断长大于 ３３００ｍ 的毛竹爆破浆， 但是采用用 量 ４％ Ｈ２Ｏ２ 的单段过氧化氢漂白， 毛竹爆破浆漂白后 白度也只能达到 ６１％（ ＩＳＯ） 。广西大学造纸科研组完 成的 ２００３ 年度国家科技部下达的国家科技攻关项目 － －“高配比竹子化机浆生产低定量胶印新闻纸的研究 与开发”。经过 ２ 年多的攻关， 项目已取得重大成功， 完 全 实 现 课 题 任 务 书 的 要 求 ， 采 用 ＣＴＭＰ 和 ＰＲＣ－ ＡＰＭＰ 的方法生产竹子化机浆： 得率≥８０％ ； 漂 白 竹 子 化 学 机 械 浆 白 度 为 ５５％ － ６２％（ ＩＳＯ） ， 采 用 ４０％ 的竹子化机浆配抄低定量胶印新闻纸完全达到 ＧＢ／Ｔ１９１０－ １９９９ 优 等 品 的 指 标 （ 新 闻 纸 的 白 度 ≥ ５５％） 。然而， 研发过程中发现无论如何改变漂白药品 和工艺， 高得率竹子化机浆难以漂至 ６５％（ ＩＳＯ） 以上 的高白度， 且白度很不稳定， 易返黄， 制约了高得率竹 子化机浆的应用范围。
２） 竹材成材期短， 一次栽种能连续多年使用， 这 也是竹类资源相对于木材类的明显优势。
３） 从成本上看， 中竹纸业集 团曾经把竹浆与品质 相当的松木和桉木比较发现， 竹浆单位成本低于木浆。
４） 竹浆的性能介于针叶木与阔叶木之间， 明显优 于草类浆， 可以替代阔叶木浆并减少针叶木浆用量， 用于制造各种纸张包括多种中高档纸品； 竹子制浆生ห้องสมุดไป่ตู้
２００５ 年增刊（上）： ７２～７８
［２］刘光良．高得率浆发展现状及趋势［Ｊ］．中华纸业， １９９８， ４： ７～９
［３］段经奎， 张善荣， 马迎送等．景洪竹子硫酸盐法 制 浆 性 能 的 研 究［Ｊ］．西
南造纸， ２００６， ３５（ ４） ： ４～１３
［４］竹先军， 伍红， 刘道恒等．粤东四种竹子硫酸盐 法 制 浆 的 研 究［Ｊ］．造 纸
［９］Ｂａｒｂａｒａ Ｊ．Ｗ， Ｋｙｏｓｔｉ Ｖ．， Ｂｌｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
ｈｉｇｈ－ ｙｉｅｌｄ ｐｕｌｐｓ ｂｙ ｓｕｌｆｕｒ－ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｃｏｍ－
（ 下转第 ３８ 页）
３８
分析与检验
２００７ 年第 ３ 期
度两个方面。
（ １） 吸水率测定仪校准产生的测量不确定度，
［７］Ｌｙｓｔａｄ， Ａ． Ｅ． Ｖ． Ａｇｅｉｎｇ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｙｉｅｌｄ Ｐｕｌｐｓ ［ｃ］． Ｉｎｔｅｒｎａ－
ｔｉｏｎａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｕｌｐｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ， Ｏｓｌｏ， Ｎｏｒｗａｙ，
１９９３， ３４０．
［８］Ｇｅｌｌｅｒｓｔｅｄｔ． Ｇ［Ｊ］．Ｓｖｅｎｓｋ Ｐａｐｐｏｒｓｔｉｄｎ．１９８３， ８６（１８）： ２０４．
竹子高得率化机浆和竹子化学浆相比较， 具有投 资 低 、纸 浆 得 率 高 、化 学 药 品 消 耗 少 、污 染 负 荷 低 、生 产成本低等优点。而且保留了大量木素， 具有化学浆 所没有的某些特性， 如高的松厚度， 优良的印刷性能， 可以用于生产牛皮纸， 高强瓦楞纸、箱纸板、工业包装 制品， 经漂白后可以配抄新闻纸、胶印书刊纸及纸浆 模塑餐具等。因此， 竹子高得率浆的利用将具有广阔 的市场前景， 可观的经济和社会效益。
湖南造纸
工艺与技术
１５
发展竹子高得率浆的展望
刘海滨 王双飞 陈楠 广西大学轻工与食品工程学院 南宁 （ ５３０００４）
摘 要： 主要针对国内纤维原料短缺的现实问题， 对发展竹子高得率浆所遇到的技术难 题及解决措施以及发展前景进行了探讨。
关键词： 纤维原料； 竹子； 高得率浆； 发展前景
１ 竹子做为造纸纤维原料的应用前景 ２００４ 年中国的纸业生产量和消费量分别约占世
在今后的工作中制浆造纸工作者应该抓住重点， 攻关突破， 争取早日解决竹子高得率浆难漂白、易返 黄的难题， 要解决这一技术瓶颈问题。笔者认为应该 从以下几个大的方面着手：
１） 制浆方法。高得率制浆方法繁多， 不同制浆方 法制得的纸浆白度稳定性存在差异。例如， 采用亚硫 酸钠预处理的化学热磨机械浆 ＣＴＭＰ 比 ＴＭＰ 具有较 高的返色值， 纸浆磺化度越高， 返色值越大［７］。Ｇｅｌｌｅｒ－ ｓｔｅｄｔ［８］等也发现， 在给定的光吸收系数下， 化学机械浆 （得率 ８０％ ～９５％ ）比纯粹机械法制浆返色程度更大。 可能是因为化学机械浆木质素中的酚羟基含量高于 机械浆所致， 酚羟基在外界环境作用下容易被氧化生 成邻醌等发色结构。所以选择适当的制浆工艺是提高 竹子高得率浆白度及减小返黄值的前提。
实验标准差：
＝１．６３１０ｍｍ
故： ｕ２（h ） ＝ｓ（h ）＝１．６３１０ｍｍ
２ 标准不确定度汇总表 表 ２ 为标准不确定度汇总表， 从表中可以看出：
ｕ（ h ）＝
＝ 0.02892 +1.63102ｍｍ＝１．６３１３ｍｍ
１．５．２ ｔ 的标准不确定度分量， ｕ（ｔ）；
专家们大力看好竹浆的发展前景主要是有以下 几个原因：
１） 我国是世界上竹类资源最丰富的国家， 有 ５００ 多种， 栽培面积、蓄积及年产量居世界之冠。据统计， 目前全国竹林面积达 ４２０ 万公顷之多， 占世界四分之 一， 竹林年砍伐量约 ９００ 万 ｔ。而且近几年在政府发展 竹浆造纸的号召下， 又有新的品种涌现出来， 例如粉 单竹， 四川的撑绿竹等。
２ 发展竹子高得率浆的优势以及遇到的问题 同样由于造纸工业所面临的资源短缺问题越来
越突出， 高得率制浆逐渐成为国内外造纸工作者研究 的热门方向。围绕这一研究方向， 自 ２０ 世纪 ７０ 年代 至今， 高得率制浆方法取得了突飞猛进的发展。高得 率 浆 既 包 括 传 统 的 磨 石 磨 木 浆 、化 学 磨 木 浆 、压 力 磨 木浆、木片磨木浆， 又包括近年来发展起来的各种化 学 机 械 浆 、热 磨 机 械 浆 、化 学 热 磨 机 械 浆 以 及 碱 性 过 氧化氢机械浆和生物机械浆等［２］。
只要解决了竹子高得率浆难漂白易返黄的技术 难题， 寻找合适的生产工艺生产竹子高得率浆， 还是 十分符合我国的现实情况， 也积极响应了国家提出的 合理开发利用非木材纤维资源的口号， 所以竹子高得 率制浆在中国的发展前景是良好的。
３ 结束语
我国竹子纤维资源丰富， 发展竹子高得率制浆非
常符合我国纤维资源严重短缺的国情。竹子高得率浆
２００２ 年中国环境学学会、中国造纸协会在北京 联合召开了“竹浆产业发展与环境保护”研讨会， 以清 华大学环境工程系井文涌教授为代表的一大批著名 的专家学者参与会议。专家们呼吁， 调整我国纸业原 料结构已迫在眉睫， 大力发展竹浆， 以部分取代木浆 是解决我国纸业供需矛盾的有效途径， 也是比较现实 的方法， 以弥补我国目前中高档纸浆的巨大缺口， 还 可保护生态， 增加农民收入。
１．５．６ 扩展不确定度， Ｕ 取包含因子 ｋ＝２， 于是 Ｕ＝２ｕｃ（ｈ）＝２×３．８ｍｍ／１００ｓ＝７．６ｍｍ／１００ｓ≈７．６ｍｍ／１００ｓ
１．５．７ 测量不确定度报告 横向吸液高度 ｈ＝（７９．６±７．６）ｍｍ／１００ｓ。其中扩展
不 确 定 度 Ｕ＝７．６ｍｍ／１００ｓ 是 由 标 准 不 确 定 度 ｕｃ（ｈ）＝ ３．８ｍｍ／１００ｓ 乘以包含因子 ｋ＝２ 得到。
ｕ１（ h ）；
吸水率测定仪校准标尺误差为 ０．０５ｍｍ， 以均匀
分布估计，
0.05
则： ｕ１（ h ）＝ 3 ｍｍ＝０．０２８９ｍｍ
（ ２） 横向吸液高度 h 的重复性测量不确定度， ｕ２（h ）
h＝
＝７９．６ｍｍ
１．５．５ 标准不确定度， ｕｃ（ｈ）； ｕｃ（ｈ）＝ｕｒｅｌ（ｈ）ｈ＝０．０４７７×７９．６ｍｍ／１００ｓ＝３．８ｍｍ／１００ｓ
拥有一些竹子化学浆所不具有的优点， 但是竹子高得
率浆难漂白易返黄的技术难题还有待解决， 希望造纸
工作者积极寻找合适的制浆工艺和技术， 积极研究竹
子的生物结构和化学组分， 解决好竹子高得率浆难漂
白易返黄的技术难题， 为竹子纤维的利用创造更好的
前提条件。
参考文献
［１］曹 振 雷．林 浆 纸 一 体 化 的 战 略 意 义 和 存 在 的 问 题［Ｊ］．中 国 造 纸 学 报 ，
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［５］ 陈彬， 张涛， 穆军． 竹子硫酸盐浆 ＴＣＦ／ ＥＣＦ 漂白 ［Ｊ］． 上 海 造 纸 ，
２００６， ８： １３～１５
［６］陈礼辉， 江茂生， 詹怀宇等．毛竹蒸汽爆破法高 得 率 浆 的 研 究［Ｊ］．福 建
林学院学报， ２００１， ２１（ ３） ： ２２４～２２７
２） 漂白方法。目前用于高得率浆漂白的主要漂剂 是过氧化氢和连二亚硫酸钠。国内外有些研究人员正 在开发和寻求新型的高得率浆漂白剂和漂白助剂， 希 望在保持高得率的特性下， 获得高白度纸浆， 并且具 有较低的返色值。Ｂａｒｂａｒａ Ｊ．Ｗｒ［９］等人在过氧化氢漂 白棉秆 ＣＴＭＰ 过程中添加含硫化合物作为助剂， 研究 了多种含硫化合物作为漂白助剂和浆料白度稳定剂 的效果。研究结果证实， 许多含硫化合物能够抑制纸 浆返黄， 提高和稳定高得率纸浆的白度。所以寻找合 适的漂剂和漂白工艺也是提高竹子高得率浆白度和 减小返黄值的出路。