全 文 ：科 技 论 文 与 综 述
西藏高山松制浆性能的评价
尤纪雪 　纪文兰　刘学斌　张晓丽　 (南京林业大学化学工程学院　南京　 210037)
祝列克　 (西藏自治区林业厅　拉萨　 850000)
次　仁　高源宏　 (西藏自治区林芝县林业局　 850400)
提　要　对西藏高山松制浆性能进行了研究 ,认为高山松是一种较优良的长纤维造
纸原料 ,具有很好的工业应用前景。
关键词　高山松　制浆性能
　　我国高山松 ( pinus densa ta)主要分布在四川东部
的岷江流域 ,西藏中部雅鲁藏布江中下游谷地及云南
西北部 ,青海南部。它是西藏东部林区主要群种之一 ,
分布面广 ,资源丰富 [1]。目前国内对高山松的纤维形
态、化学组成及制浆造纸性能尚未有报道 ,为了开发利
用西藏资源 ,发展西藏经济 ,对高山松进行了制浆性能
的全面研究 ,为今后的生产应用提供必要的依据。
1　材料和方法
1. 1　材料
试验所用高山松采自西藏林芝县白聂沟 ,树龄分
别为 33年和 110年。33年树龄的高山松树高 18. 4米 ,胸
径 53厘米 ; 110年树龄的高山松树高 27. 8米 ,胸径 75厘
米。
1. 2　方法
1. 2. 1　取样　将取来的样品劈成火柴杆大小 ,风干后
存放在塑料袋内 ,待水分均一后供蒸煮用。
1. 2. 2　纤维形态　按国家标准 GB1933— 80测定试
样基本密度 ,纤维形态测定按标准方法进行 [2]。
1. 2. 3　化学组成　按国家标准测定 [3]。测定综纤维素
时脱木素用 NaClO2处理 5次。
1. 2. 4　蒸煮　在每罐容积为 1L的 8罐回转甘油浴蒸
煮器中进行。蒸煮条件:液比 1 4,蒸煮最高温度 170℃ ,
升温时间从 40℃升至 170℃为 2. 5h, 40℃前 预浸
20min,升温至 110℃时保温 20min。
1. 2. 5　残碱和纸浆卡伯值测定　按标准方法测定 [2]。
1. 2. 6　打浆及打浆度测定　采用 PFI磨打浆 ,浆浓
10% ,打浆辊和打浆室间隙 0. 2mm,打浆负荷线压
3. 34N /mm,最终打浆度 60°SR左右 ,按标准方法测
定 [3 ]。
1. 2. 7　抄片及浆张物理强度测定　抄片在 ZQ J1- B
型浆样抄取器中抄取。浆张物理强度按国标测定 [3]。
1. 2. 8　漂白　采用常规 CEH三段漂 ,用 SBD- 1型
白度仪测定浆料白度。测定返黄值 ( P C价 )的老化条
件为:温度 105℃ ,时间 3h。纸浆粘度测定用铜乙二胺
法 [2 ]。
2　结果与讨论
2. 1　纤维形态
2种不同树龄高山松纤维形态测定结果如表 1。
表 1　 2种不同树龄高山松的纤维形态
树龄
年
基本密度
g /cm3
纤维平均长度
mm
纤维平均宽度
μm
纤维
长宽比
纤维壁腔比
早材 晚材
33 0. 2904 2. 75 39. 86 68. 91 0. 337 0. 650
110 0. 3486 3. 16 41. 86 75. 46 0. 282 0. 860
由表 1可看出 ,高山松的纤维平均长度较长 ,长宽
比较大 ,早材壁腔比较小 ,晚材壁腔比要大一些 ,但也
小于 1,因此就纤维形态而言符合优良造纸原料要求。
但高山松的基本密度较低 ,所以每吨浆消耗的木材量
较大。
2. 2　化学组成
2种不同树龄高山松化学组成测定结果如表 2。
由表 2可见 , 2种不同树龄高山松综纤维素、木质
素、苯醇抽出物等含量相差不大。木质素含量不高 ,故
制浆得率较高。
2. 3　硫酸盐法蒸煮条件的优选
蒸煮最佳工艺条件的选择按正交表 L9 ( 34 )进行 ,
选用的三水平三因素见表 3。
根据上述试验所得结果 ,采用多元回归分析法得
20 《中华纸业》 1998年第 4期
作者简介:教授
科 技 论 文 与 综 述
表 2　 2种不同树龄高山松的化学组成
树龄年 灰分%
抽出物 %
冷水 热水 苯醇 1% NaOH
木质素 %
酸不溶 酸溶 总木质素
聚戊糖
%
综纤维素
%
33 0. 25 1. 42 3. 31 3. 42 15. 28 26. 48 0. 31 26. 79 10. 37 73. 34
110 0. 38 2. 64 4. 86 3. 66 17. 48 25. 91 0. 48 26. 39 11. 17 73. 41
表 3　三水平三因素蒸煮工艺条件
水平 用碱量% 硫化度% 保温时间 min
1 16 24 50
2 18 27 100
3 20 30 150
到各树龄纸浆得率 Y,纸浆卡伯值 K,残碱 A与用碱
量 X1 ,硫化度 X2及保温时间 X3之间的关系式。
33年树龄的关系式为:
Y= 80. 5183- 1. 2446X1- 1. 5403X2+ 0. 0939X3
+ 0. 0633X1X2 - 0. 01086X1X3+ 0. 003038X2X3
相关系数 RY= 0. 9877
K= - 210. 9281+ 21. 0096X1+ 11. 7373X2- 2. 1809X3
- 0. 9129X1X2+ 0. 0362X1X3+ 0. 04989X2X3
相关系数 Rk= 0. 9682
A= - 24. 3956+ 2. 7031X1+ 0. 4935X2- 0. 2831X3
- 0. 05333X1X2+ 0. 005129X1X3+ 0. 006114X2X3
相关系数 RA= 0. 9984
110年树龄的关系式为:
Y= 6. 9563+ 3. 6319X1+ 3. 0427X2- 0. 6226X3
- 0. 2157X1X2+ 0. 01626X1X3+ 0. 01053X2X3
相关系数 RY= 0. 9903
K= - 85. 5456+ 17. 6723X1+ 14. 7907X2- 4. 5996X3
- 1. 1864X1X2+ 0. 1266X1X3+ 0. 07582X2X3
相关系数 RK= 0. 9753
A= - 55. 7053+ 4. 684X1+ 1. 777X2- 0. 2922X3
- 0. 1348X1X2+ 0. 0047856X1X3+ 0. 0064857X2X3
相关系数 RA= 0. 9860
根据各关系式的标准回归系数 T值发现保温时
间对纸浆得率和卡伯值影响最大 ,其次是硫化度 ,用碱
量影响较小。
2. 4　蒸煮性能
根据以上 2种树龄的关系式 ,优选出浆料卡伯值在
30左右的工艺条件 ,由计算得出不同树龄高山松最佳
蒸煮工艺条件 ,按此工艺条件进行蒸煮 ,得到各种树龄
高山松的最佳蒸煮结果 ,见表 4。
由表 4结果可看出 , 2种树龄高山松得率差不多 ,
表 4　 2种不同树龄高山松最佳工艺条件及结果
树龄
年
用碱量%
( Na2O计 )
硫化度
%
保温时间
min
卡伯值 粗浆得率
%
残碱 g /L
(Na2O计 )
碱耗
t / t绝干浆
木耗
m3 / t绝干浆
33 16 24 65 30. 27 47. 67 7. 23 0. 336 7. 22
110 16 27 102 29. 36 47. 04 5. 90 0. 340 6. 10
这与它们的综纤维素、木质素、苯醇抽出物含量等相差
不大有关。由于 33年树龄的高山松基本密度低 ,因此木
耗较高 ,但 33年树龄的高山松较易蒸煮 ,在最高温度下
保温时间仅 65min,消耗的能量少 ,生产周期缩短。
2. 5　打浆性能及未漂浆物理强度
2种不同树龄高山松浆料经 PFI磨打浆后 ,抄成
相近定量的浆张 ,然后测定强度 ,其结果列于表 5。
由表 5得出 2种不同树龄高山松未漂浆打浆时随着
PFI磨转数增加打浆度呈上升趋势 , 10000转之后打浆
度上升速度加快。2种高山松打浆性能比马尾松差 [4, 5 ] ,
33年树龄高山松比 110年树龄高山松易打浆。
2种不同树龄高山松都是当打浆度在 50°SR左右
时裂断长和耐破指数达最大值 ,在打浆度相同情况下
比较两者强度 ,两者的裂断长和耐破指数差别不大 ,而
撕裂指数则 33年树龄的要高 ,这与 33年树龄易打浆有
关 , 110年树龄的高山松壁腔比较大 ,在打浆过程中纤
维切断较多 ,因而导致撕裂指数反而不及 33年树龄的
高。
表 5　 2种不同树龄高山松打浆性能及浆张强度
树龄
年
转数
转
打浆度
°SR
定量
g /m2
紧度
g /cm3
裂断长
km
耐破指数
kPa m2 /g
撕裂指数
mN m2 /g
0 14. 3 73 0. 48 3. 06 1. 93 12. 7
6000 19. 0 75. 4 0. 69 5. 29 4. 66 22. 5
33 10000 29. 0 71. 3 0. 75 5. 98 4. 91 19. 6
12000 41. 5 72. 0 0. 77 6. 41 5. 41 18. 9
14000 51. 5 69. 1 0. 82 6. 45 5. 96 17. 8
15800 60. 0 72. 0 0. 85 6. 06 4. 97 16. 5
0 15. 0 74. 7 0. 53 2. 77 2. 63 13. 5
6000 20. 7 74. 2 0. 81 4. 55 4. 67 18. 5
110 11000 28. 0 75. 1 0. 87 5. 29 5. 03 16. 7
15000 39. 0 75. 3 0. 87 6. 22 5. 14 16. 4
17000 50. 0 76. 6 0. 88 6. 45 5. 43 16. 2
18000 60. 0 75. 0 0. 91 5. 91 5. 17 15. 7
21China Pulp & Paper Industry No. 4 1998
科 技 论 文 与 综 述
2. 6　漂白性能
2种树龄的高山松浆料在总用氯量 7% 、 9% 、 11% 、
13%的条件下进行 CEH三段漂 ,漂白条件见表 6,结
果见表 7。
表 6　 CEH三段漂白工艺条件
C E H
用氯量 总用氯量 70% 总用氯量 30%
用碱量 % C段用氯量的一半
温度 ℃ 25 60～ 70 38
时间 min 45 60 90～ 120
浆浓 % 3 10 8
pH值 < 2 始 10～ 11,终 > 9
由表 7可见随着用氯量的增加 , 2种不同树龄高山
松浆料白度上升 ,粘度下降 ,漂损增加 ,但增加和降低
的程度有所不同。110年树龄的高山松漂白性能稍好于
33年树龄高山松 ,但漂损较大。
3　结　论
3. 1　 2种不同树龄的高山松易蒸煮 ,用碱量不高 ,得率
较高 ,但木耗偏高。
3. 2　高山松打浆性能较差 , 2种不同树龄高山松浆料
在相同打浆度时裂断长和耐破指数相差不大 ,撕裂指
数则是 33年树龄的高山松高。
3. 3　采用常规三段漂 , 2种不同树龄高山松漂至 70%
白度需 13%左右的用氯量 , 110年树龄的高山松漂损较
大。
表 7　 2种不同树龄高山松浆料 CEH三段漂结果
树龄
年
总用氯量
%
实际耗氯%
C H
白　　度%
老化前 老化后
漂损
%
粘度
mL /g
返黄值
P C价
0 24. 6 23. 9 1191 5. 60
7 99. 86 97. 33 43. 0 41. 6 2. 70 1007 3. 21
33 9 97. 78 91. 48 57. 8 54. 5 3. 90 927 3. 54
11 96. 33 74. 55 61. 2 57. 8 4. 65 878 3. 14
13 93. 44 41. 03 69. 8 65. 8 5. 45 850 2. 35
0 27. 1 26. 1 1111 6. 57
7 99. 86 99. 43 43. 9 42. 3 5. 85 1063 3. 51
110 9 97. 78 77. 33 62. 4 59. 3 6. 25 879 2. 64
11 94. 88 44. 48 67. 1 63. 5 7. 30 804 1. 99
13 93. 44 34. 87 70. 8 66. 9 7. 70 794 2. 17
3. 4　对高山松制浆性能的研究 ,认为高山松是一种较
优良的长纤维造纸原料 ,比较 2种不同树龄的高山松制
浆性能后 ,认为 33年树龄的高山松更佳。
参考文献
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3　轻工业标准编辑出版委员会 .造纸工业测试方法标准汇编 ,
1990
4　尤纪雪等 .不同树龄福建马尾松 KP法制浆性能的评价 .林
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5　尤纪雪等 .不同树龄贵州马尾松用于制浆造纸的研究 .林产
工业 , 1996, 23( 4): 21～ 25
Preliminary Evaluation of Pulping Properties
of Xizang Alpine Pine
You Jixue　 Ji Wenlan　 Liu Xuebin etc.
ABSTRACT　 Pulpabilities of Alpine pine ( pinus densa ta ) a t diffe rent two ages w ere compared. Fiber mo rpholog y and chemical
composition w ere de termined. Optimum cooking conditions w ere selected. Str eng th prope rties and bleachabilities o f the pulps w ere
studied. Results show that Xizang Alpine pine is a g ood long— fiber r aw ma terial fo r pulping .
KEYWORDS　 Alpine pine, pulpability
参加本研究的还有李向阳　刘寿喜　张大同
收稿日期: 1997- 12- 29(补充稿 )
22 《中华纸业》 1998年第 4期