全 文 ：作者简介:曹晓瑶，女，硕士，讲师，研究方向:造纸技术。
蒲葵茎杆制浆造纸性能的初步研究
曹晓瑶1 梁健文2 郑鉴宏1 龚伟洽1
(1．江门职业技术学院材料技术系，广东江门 529090
2．广东省造纸研究所，广东广州 510300)
摘 要:本文对蒲葵茎杆的化学成分和制浆造纸的可行性进行了初步实验研究，并与甘蔗渣进行了比较。结果表
明:蒲葵茎杆综纤维素含量与甘蔗渣相当，而木素含量较低，纤维的平均长度约为 1. 5mm，是一种可利用的造纸原
料。采用硫酸盐法蒸煮和打浆机机械处理制备得到半化学浆，再进行次氯酸盐(H)－过氧化氢(P)两段漂白，漂后
手抄纸页白度从原浆的 12. 2% ISO提高到 30. 4% ISO。蒲葵茎杆漂白浆抄制的纸页抗张指数为 20. 46N·m·g －1，
耐破指数 2. 66 kPa·m2·g －1，环压指数 6. 08 N·m/g，撕裂指数 9. 01 mN·m2·g －1，物理强度性能较好，适合生产
瓦楞纸等包装用纸。
关键词:蒲葵茎杆;化学成分;制浆造纸;初步研究
中图分类号:TS74 文献标识码:A 文章编号:1671 － 4571(2015)02 － 0045 － 03
蒲葵是葵树属棕榈科，是常年生长于热带和亚热
带常绿乔木。我国的葵树多分布于广东、福建、海南
沿海一带，其中最负盛名的莫过于广东侨乡江门新
会。仅五邑侨乡新会南坦葵林就保存着 1500 多亩蒲
葵林。这是世界唯一的蒲葵林，也是我国唯一具有规
模和上百年历史的蒲葵林。如今蒲葵的大量废弃茎
秆被焚烧，会造成污染和资源的极大浪费。为了更好
地利用这一废弃物，我们对蒲葵茎秆进行了制浆造纸
的化学成分分析，并通过与常见造纸原料甘蔗渣的比
较对其制浆造纸的可行性进行初步实验研究，以开发
其新的用途。
1 实验
1. 1 仪器
实验仪器:ZT1 － 00 型电热蒸煮锅、ZT3 － 00 型
筛浆机、ZT － 00 型漂洗机(兴平市云煜装备有限责任
公司);显微镜;ZCYG—1 纸页成型器(长春市纸张试
验机厂) ;ZB － B 白度测定仪(杭州纸邦自动化技术
有限公司) ;ZQS2 － 23 型打浆机(西北轻工业学院机
械厂) ;YG028 型电子万能材料强力机(温州方圆仪
器有限公司) ;肖伯氏打浆度测量仪。
1. 2 原料及处理
(1)蒲葵茎杆:本实验采用的原料取自广东江门
市蓬江区，砍下茎杆中部(除去节部)作原料，去叶风
干。测定前，把原料砍短，备料规格:长(20 ± 5)mm，
宽(10 ± 5)mm，厚 5mm左右，平衡水分备用。
(2)甘蔗渣:平衡水分备用。
1. 3 检验项目
根据造纸行业相关的国家标准和常用方法［1］，
从制浆造纸性能需要出发，我们对蒲葵茎秆原料进行
了冷水抽出物、热水抽出物、1% NaOH 抽出物、苯 －
醇抽出物、酸不溶木素、综纤维素的含量进行了检测。
1. 4 结果及讨论
1. 4. 1 蒲葵茎杆的化学成分分析
对蒲葵茎杆的化学成分进行了分析，并与目前已
用于造纸的甘蔗渣原料的化学成分进行比较(见表
1)。结果表明:蒲葵茎杆综纤维素含量较高，与甘蔗
渣相当，而灰分、酸不溶木素含量较甘蔗渣低，综纤维
素含量较高，这都有利于制浆。酸不溶木素含量较低
蒸煮时用碱量要低些，另外也可以保护半纤维素避免
被破坏以提高制浆得率。但蒲葵茎杆原料冷水抽出
物、热水抽出物、1% NaOH 抽出物、苯 －醇抽出物含
量比甘蔗渣高，特别是苯 －醇抽出物含量，这说明了
蒲葵茎杆中树脂等成分含量较高，因此制浆造纸过程
需注意对树脂等成分的处理。
表 1 蒲葵茎杆的化学成分结果对比 (单位:%)
原料
冷水抽
出物
热水抽
出物
1%NaOH
抽出物
苯 －醇
抽出物
灰分
酸不溶
木素
综纤
维素
蒲葵茎杆 12. 2 17. 28 30. 12 5. 66 3. 35 18. 77 74. 34
甘蔗渣 7. 63 15. 88 26. 26 0. 85 3. 66 19. 30 76. 15
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《造纸科学与技术》 2015 年 第 34 卷 第 2 期
1. 4. 2 纤维长度分析
纤维长度是衡量造纸原料质量优劣的一项重要
指标。根据目前的经验，纤维太短，平均长度低于
0. 4mm 者不宜单独用作造纸原料，至多只能以填料
浆的形式少量配用。如纤维太长，平均长度大于
5mm者，一般难于抄出匀度较好的纸张［2］，要切断。
纤维长度与成纸的物理性能有直接关系，尤其是撕裂
度，在一定范围内可以说较长纤维具有较好的撕裂
度。较短的纤维成纸匀度较好，纸面较细平。对于平
均长度低于 1. 5mm 的纸浆，打浆时应尽量减少纤维
的切断作用，以利于生产出强度较好的纸张。
纤维长度在显微镜下用目镜测微尺测量，测取大
量的纤维根数计算出纤维平均长度。蒲葵茎杆纤维
的平均长度约为 1. 5mm。从纤维长度的分布来看，
长度为 0. 5 ～ 1. 5mm 的占 65%，大于 1. 5mm 的占
33%，而小于 0. 5mm的甚少，仅为 1%。表 2 列出几
种原料纤维长度的比较，从表 2 可以看出蒲葵茎杆纤
维的平均长度比芦苇、麦草的纤维长度都要长，与甘
蔗渣的平均纤维长度接近，是一种可利用的造纸原
料。
表 2 蒲葵茎杆纤维长度与其他原料的比较
原料种类 蒲葵茎杆 甘蔗渣［3］ 芦苇［3］ 麦草［3］
纤维长度 /mm 1. 5 1. 69 1. 16 1. 39
2 蒸煮
2. 1 蒸煮工艺条件
根据蒲葵化学成分分析和现有资料的查阅，在
15 升 ZT1 － 00 型电热蒸煮锅中采用硫酸盐法蒸煮，
蒸煮工艺条件为:用碱量 18% (Na2O 计) ;硫化度
25%;液比 1∶ 3. 2;最高蒸煮温度 160℃。
蒸煮过程:空转 →15min 14min 后升温至
→
70℃
70℃ 升至 →130℃ 6min 130℃ (对应压力
0. 2MPa)时小放汽 →10min 小放汽完毕时温度
→148℃ 148℃升至 →160℃ 20min 最高温度 160
℃(对应压力 0. 48MPa)保温 135min。
2. 2 蒸煮结果分析
蒲葵茎杆的蒸煮结果如表 3 所示。对于蒲葵茎
杆硫酸盐法制浆，粗浆得率为 40. 6%，细浆得率
40. 2%。为了提高得率，将蒸煮洗涤后的浆料在打浆
机中进行打浆，时间 30min，打浆后有气泡，溶液变
黑，再洗涤一次，测得浆料的卡伯值为 31. 6，因为此
时的浆料实际上已经是半化学浆，所以卡伯值较高。
抄造定量为 100g /m2 的纸页，测得原浆白度 12. 2%
ISO。最后在实验室小型筛浆机(ZT3 － 00 型)中进行
筛选，除去尺寸较大的不合格浆料。
表 3 蒲葵茎杆的蒸煮结果对比
原料
用碱量
/%
硫化度
/%
粗浆 /细浆得
率 /%
卡伯值 白度 /% ISO
蒲葵茎杆 18. 0 25. 0 40. 6 /40. 2 31. 6 12. 2
甘蔗渣 17. 0 20. 0 42. 3 /42. 0 20. 9 38. 1
注:甘蔗渣其他蒸煮工艺和蒸煮过程与蒲葵茎杆相同。
由于蒲葵茎杆蒸煮后的浆料白度较低，因此进行
了后续的漂白以提高白度。
3 漂白
鉴于蒲葵茎杆浆料的原浆白度值较低，为
12. 2% ISO，为提高白度进行次氯酸钠和过氧化氢(H
－ P)两段漂白。漂白工序的关键因素是浆浓、漂白
剂用量、温度、时间、pH值等。
3. 1 次氯酸钠(H)漂白
本实验在 ZT － 00 型漂洗机中将蒲葵茎杆浆料
用次氯酸钠漂白，工艺条件是:(1)浆浓为 3%; (2)
在漂白开始时加入 NaOH 调节 pH 值在 11 ～ 12 左
右，终点控制 pH 值不低于 9。漂液 pH 过高会降低
漂白速度，延长漂白时间;pH 过低，虽可使漂白速度
加快，纸浆白度高，但纸浆易返黄［4］，而且当 pH 值低
至 5 ～ 7 范围内时次氯酸盐漂白液中氧化势较高的
HClO含量较大，其氧化能力很强，易使纤维素降解，
最终导致漂后浆料得率降低; (3)用玻璃棒搅拌，加
入相对于绝干浆 8%的次氯酸钠并加热至 50 ～ 60℃
漂白 90min，提高温度可加快漂白反应速度，温度每
增加 7℃，漂白速度可加快一倍［4］，但温度太高时，会
引起纸浆黏度下降，强度降低。漂白结束后在纸页成
型器中抄造定量 100g /m2 的纸页，测量白度。一段次
氯酸钠漂白后浆料白度从 12. 2% ISO 提高到 17. 2%
ISO。
3. 2 过氧化氢(P)漂白
过氧化氢用于化学浆单段漂白的不多，工业上主
要用在多段漂白中与其他漂剂组合使用，目的是继续
脱木素和增加纸浆的白度，其使用趋向于较高温度，
但温度过高或有过氧化物分解会对漂白产生不利影
响，因此加入螯合剂 EDTA除去重金属防止过氧化物
分解。
ZT －00型漂洗机中蒲葵茎杆浆料过氧化氢漂白
工艺:先将 2%MgSO4(相对于绝干浆用量)、1% EDTA
溶解冲稀，然后与 2. 5% Na2SiO3、2% NaOH 混合，最后
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Paper Science ＆ Technology 2015 Vol. 34 No. 2
与 2%H2O2 混合制得过氧化氢漂白液;浆料浓度 6%，
边搅拌边加热到 80℃漂白 180min，漂后所抄纸页白度
从一段漂后的 17. 2% ISO提高到 30. 4% ISO。
3. 3 打浆和蒲葵茎杆漂白浆强度性能检测
抄纸前将蒲葵茎杆浆料在荷兰式打浆机进行打
浆，打浆 45min 后，用肖伯氏打浆度仪测得打浆度为
40°SＲ。打浆完成后抄造纸页，按国家相关标准方法
测定手抄片的物理指标，结果如表 4 所示。由表 4 可
知，漂白后的蒲葵茎杆半化学浆所抄纸页抗张指数达
到 20. 46N·m·g －1，耐破指数 2． 66 kPa·m2·g －1，
环压指数 6. 08 N·m·g －1，撕裂指数 9. 01 mN·m2
·g －1，其中耐破指数和环压指数比甘蔗渣所抄纸页
都要高，可用于生产瓦楞纸等包装用纸。
表 4 蒲葵茎杆漂白浆的强度性能对比
定量
/ g·m －2
抗张指数
/N·m·
g － 1
耐破度
/kPa·m2
·g － 1
环压指数 /
N·m·g － 1
撕裂指数
/mN·
m2·g － 1
蒲葵茎杆 98． 73 20． 46 2． 66 6． 08 9． 01
甘蔗渣 101． 23 21． 22 2． 25 4． 60 9． 55
4 结论
4． 1 蒲葵茎杆综纤维素含量较高、酸不溶木素含
量低，纤维平均长度较长，与甘蔗渣相近，是一种可利
用的制浆造纸原料，但制浆过程要注意树脂等成分的
处理。
4． 2 硫酸盐法蒸煮后进行机械打浆处理，再进行
次氯酸钠 －过氧化氢(H － P)两段漂白，漂后白度有
一定的提高，白度从原浆的 12. 2% ISO 提高到
30. 4% ISO。其漂白浆料所抄纸页抗张指数达到
20. 46N·m·g －1，耐破指数 2． 66 kPa·m2·g －1，环
压指数 6． 08 N·m·g －1，撕裂指数 9． 01 mN·m2·
g －1，物理强度性能较好，是包装用纸良好的可选配
浆。
参考文献
［1］ 石淑兰，何福望． 制浆造纸分析与检测［M］． 北京:中国轻工业
出版社，2003．
［2］ 纤维形态对制浆造纸的影响，http:/ /bbs． hcbbs． com / thread －
266315 － 1 － 1． html
［3］ 王菊华．中国造纸原料纤维特性及显微图谱［M］．北京:中国轻
工业出版社，1999．
［4］ 陈嘉翔，李元禄，张志芬，等．制浆原理与工程［M］．北京:中国轻
工业出版社，1990．
Preliminary Experimental Study of Livistona Chinensis Stem
Pulping and Papermaking
Cao Xiao-yao1 Liang Jian-wen2 Zheng Jian-hong1 Gong Wei-qia1
(1． Materials Technology Department，Jiangmen Polytechnic College，Jiangmen 529090，Guangdong，China;
2． Guangdong Paper Industrial Ｒesearch Institute，Guangzhou 510300，Guangdong，China)
Abstract:The chemical composition and the feasibility of pulping and papermaking of Livistona chinensis stem were
studied by preliminary experiment and compared with those of bagasse． The results showed that:the lignin content
of Livistona chinensis stem was low，the holocellulose content was high relatively and was similar to that of bagasse．
We adapted the method of kraft pulping and mechanical treatment using beating machine to get the semi － chemical
pulp，followed by the hypochlorite and hydrogen peroxide H － P two stage bleaching． After bleaching the brightness
of the papersheet was improved from 12． 2% ISO to 30． 4% ISO． The tensile index、burst index、ring crush index and
tear index of the paper made of livistona chinensis stem bleached pulp was 20． 46N·m·g －1，2． 66 kPa·m2·g －1，
6． 08 N·m·g －1，9． 01 mN·m2·g －1 respectively． The strength property was relatively good and was suitable for
making corrugated packaging paper．
Keywords:Livistona chinensis stem;chemical constituents;pulping and papermaking;
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殘
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preliminary study
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