全 文 ：九年生马占 、 大叶 、 厚荚相思制浆性能的比较 关
龚木荣 洪启清 张大同
滴要 9 年生马占相思 、 大叶相思和厚英相思在最佳 K P 法蒸煮工艺条件下 ,制取相近硬度的浆料 , 比较其蒸煮性能 、 漂
白性能 、 打浆性能和强度性能 ,进而对三种 9 年生相思树的制浆性能进行综合评价 。
关健词 相思树 制浆性能 漂白性能 强度性能 综合评价
伽m P iar son o f P u l p i雌 价 o pe r t ies A m o n g A g-e 9
A
.
A ur ic ul i fo n nr is a n d A
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M a n gl u 幻比
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( N anj i呀 oF est w nU ivesr i t y
,
N anj i飞 2 l 0() 3 7 )
A加t撇 t gA e 一 g cA a e ia m a m g iunr 、 A c a c i a a u r i e u l i fo mr is a nd cA a e ia e r as ie a印 a k ar f t p u lp w i t h n e alr y t h e
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K e yW
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a e ia P u lp i眼 porn e rt y B lea e h i咫 S t er 眼 t h Cb n l p er h e n s iv e ve al u a t i o n
相思树属含羞草科常绿乔木 ,对土壤适应性强 , 生
长迅速 ,繁殖容易 , 根瘤固氮 ,树冠密 , 落叶量大 , 能自
肥土壤 。 从 1 960 年开始 ,我国相继引进了大叶相思 、
马占相思和厚英相思树种 。 目前在华南有着丰富的相
思树资源 。 相思树生产迅速 ,如马占相思 4 年可间伐 ,
8 年则可主伐 。 8 年时的林分平均树高 18 . 14 m , 胸径
17
.
93 cln
,材积 187 . 57 耐小护。 马占相思的根瘤 日固
氮量 为 16 . 03 mg , 大 叶相思 的根 瘤 日 固氮 量 为
7
.
84 mg 〔`
一 2] 。 为进一步了解相思树的制浆性能 , 选
育 、开发新的制浆树种 ,现对 9 年生马占、大叶 、厚英相
思进行制浆试验 。
厚的圆盘 ,劈成规格试样 , 晾干后装入塑料袋 ,平衡水
分 ,备用 。
1
.
2 试验与方法
蒸煮采用 s x 1 L 回转甘油浴蒸煮器 ; 筛选采用
Z Q昆 型平板筛浆机 ;打浆采用 ZQ7S 叩解机 ;漂白为
C EH 三段漂 ,漂浆白度及返黄白度用 S B I ) ~ 2 型 白度仪
测定 。 纸张返黄的老化条件 : 在温度为 105 ℃ 的烘箱
中悬空挂烘 3 h 。 抄片采用 ZQJ 一B 型纸样抄取器 ,纸样
物理强度按轻工部颁发标准测定。
1 试验原料与试验方法
1
·
1 试验原料
9 年生马占、大叶 、厚荚相思均取 自海南省琼海中
国林科院广州热带林业研究所的种植基地 ,这些相思
树生长良好 ,具有代表性 。 将 9 年生马占 、大叶 、 厚荚
相思各取若干株 ,分别自胸径处上下各取几块 2一 3 cm
2 试验结果和讨论
2
.
1 纤维形态与化学组成
2
.
1
.
1 纤维形态 9 年生马占、 大叶 、厚英相思纤维
形态的检测结果见表 1 。
表 1 , 年生马占 、大叶 、厚英相思的纤维形态
基本 平均 平均 细胞腔 双壁 _ _ _ ~ ,。树种 二忘 .乞二 立二 . , _ . 理芍 . ` ,犷 壁腔 柔性挥笙密奥长度 宽度 长宽比 直径 厚 几J 累茹
g /匕n 犷 111 11 1 户111 尸n l 拜m
气ú0ù66ùh13
本项目是国家“ 九五 ”科技攻关项 目“ 低污染高得率化学木浆工艺
技术” ( 9 6一 n 一01 一0 8) 的子课题。 参加试验的还有刘学斌 , 纪文兰 ,
张晓丽同志 。
龚木荣 , 讲师 , 南京林业大学化工学院 , 南京 2 10 0 37
洪启清 , 张大同 , 通讯地址同第一作者
收稿日期 : 20 1一 0 4一 19
九年生马占、 大叶 、厚英相思制浆性能的比较 ’ — 龚木荣
马占 0 . 4 1 0 . 9 1 0 2 0 . 0 7 4 5 . 0 9 1 3 . 1 6 6 . 9 1
大叶 0 . 6 0 0 . 92 8 15 . 7 2 5 9 . 0 6 9 . 3 6 6 . 3 6
厚英 0 . 6 3 0 . 8 9 8 16 . 9 0 5 3 . 1 1 9 . 38 7 . 5 2
, 纤维柔性系数 = 1 0 又 细胞腔直径 /纤维宽度
0
.
5 3
0
.
6 8
0
.
80
由表 1 可见 :马占相思材质的基本密度较小 ,这意
味着它的蒸煮木耗量较大 ;三种相思树的纤维平均长
洪启清 张大同 · 25 ·
度约 为 0 . 9 ~; 马 占相思 纤维平均宽度较大
, 为
20
·
07 脚 , 大叶和厚荚相思的纤维平均宽度基本相同 ,
为 巧一 16 卿 , 仅为马占相思的 75 % 。 马占相思的纤维双壁厚较大 ,而大叶相思的长宽比最大。 一般认为 ,
纤维的壁腔比小有利于打浆及浆张强度 ;纤维长宽比
大对纤维的交织有利 ;纤维长度大有利于提高成纸的
撕裂度 ;纤维柔性系数在 75 一 50 范围有较好的结合面
积 3[] 。 原料的纤维形态直接影响浆张的强度 。
2
.
1
.
2 化学组成 三个树种相思木的化学组成见表
2
o
裹 2 9 年生马占 、 大叶、 厚英相思的化学组成 (% )
0
.
2
~
, 打浆压力 3 . 34 N n/ un , 叩解面速差 6 . 7m s/ 打
浆 ,结果见图 1 。
多才召S。侧铁毕
0 2 5X() 5弓N犯 7 50() 10 0( 沁
打 浆 辊 转 数
树种
9 年生
马占
大叶
厚英
抽出物水分 灰分—热水 苯醉 1% N成 )H 戊聚格 综纤维素304284八JùOn027月,气ó孟呀ōlj一2内J咤3 O1 43 . 6 4 0 . 3 41 1 . 0 7 0 . 3 51 1 . 3 6 0 . 23 K I, , n 窗1木质素2 3 . 6 62 5 . 8 12 4 . 58 2 0 . 042 3 . 6 12 1 . 60 78 . 1 97 5 . 3 57 6 . 0 5由表 2 可知 :三种相思树的酸不溶木质素约为
25 %
,综纤维素含量都大于 75 % , 戊聚搪含量大于
20 %
,其中大叶相思戊聚糖含量最高 ,达 23 . 6 % 。 大
叶相思的苯醇及 1% N日3 H 抽出物的总量最低 。 抽出
物含量大小与蒸煮碱耗有密切关系 。
2
.
2 蒸煮性能
通过正交蒸煮实验〔4一 5 ] , 经分析 、 比较确定其最
适应的用碱! 与硫化度 ,然后按选定的用碱量及硫化
度并选择适宜的工艺条件分别蒸出卡伯值等于 20 左
右的马占 、大叶 、厚荚相思浆料 , 比较其蒸煮性能 。 结
果见表 3 。
衰 3 , 年生马占、 大叶 、厚典相思燕盘结果
树种 用孩 t % 硫化度
(N匆 0计 ) %
最离 保温
沮度 时间 纸浆卡伯价
纸浆
得率 木耗衬 / A众
核耗
掩乙叼 )七 1】U n 协
. . . . . . . . . .目 . . . . . . . . . . . . . .目叫 . . .目 . .
-
月 .` . . . . . ,
- 一`一叫 ~一一一 `一叫一一一
圈 1 , 年生马占 、 大叶 、 厚英相思 K P 桨打桨曲找
由图 1可见 , 马占相思较易打浆 ;厚荚相思打浆后
期容易打浆 ,这可能和它较大的纤维双壁厚有关 。 影
响打浆性能的重要因素是纤维壁腔比 , 壁腔比小的易
打浆 。 纤维中木质素含量也和打浆有重要关系。
2
.
4 未漂浆的强度性能
未漂浆 (卡伯价为 20 士 1) 经打浆后抄取定量相
近 ,紧度相近的浆张 ,在规定的相同操作条件下测定强
度 ,发现在打浆度 40 SR 左右时强度值普遍较高 , 为
此选择在此打浆度下比较三者的强度性能 ,见表 4 。
裹 4 , 年生马占 、大叶 、厚魏相思的效张强度
树种 打浆度 定 t 紧度 裂断长 耐破指数 撕裂指数
9年牛 ( o SR ) .( gmz/ ) .饱少碑) (平 ) ( .kP ·甘乍 ) (mN ·心乍 )马占 37 . 0 73 . 3 0 . 64 7 150 6 . 03 8 . 82
大叶 3 9 . 9 7 6 . 1 0 . 67 8 0以) 6 . 8 4 1 1 . 4 0
厚英 4 2 . 0 7 4 . 4 0 . 67 7 20() 5 . 2 8 1 1 . 28
由表 4可知 ,三个树种相思树的浆张强度都较好 。
大叶相思浆张的裂断长 、 耐破指数和撕裂指数较另外
两种相思树大些 ,这可能归功于其较好的纤维平均长
度和纤维长宽比 。
.2 5 漂白性能
相思树 KP 浆 (袖白价 20 士 1) ,在总用抓量 8 % 的
条件下进行 C E H 三段漂 ,漂白结果见表 5 。
裹 5 , 年生马占、 大叶 、娜英相思维料的 O欧 I派白摘果
一料ù,.0
3607125093马占大叶
厚英
1 5 2 5 170 5 5 2 1
.
4 5 1
.
7 4
15 25 170 39 19
.
2 49
.
9 3
1 5 2 5 170 4 8 19
.
7 4 8
.
6 2
由表 3可见 ,在相近卡伯值下 ,马占相思制浆得率
较大 ,这可能和它材质的综纤维素含量最高以及浆的
硬度较高有关。 而大叶相思的纸浆硬度较低 ,保温时
间较短 ,耗碱蚤最小 ,说明大叶相思的燕煮性能较好 。
蒸煮中木耗的差异主要取决于木材的比重 , 由于 9 年
生马占相思的基本密度最小 , 其单位产浆 t 的木耗量
最大 。 碱耗的大小主要同木材原料中耗碱抽出物的含
量有关 。
2
.
3 未漂浆的打浆性能
将卡伯价为 20 士 1 的三种未漂浆 , 分别在 ZQ阶
叩解机中打浆 , 浆浓 10 % , 打浆辊与打浆室间隙为
·
2 6
·
树种
9年生
漂浆
得率 浆张白度 (
% )
(% ) 派前 娜后 老化后
浆张
返黄值
R二价
浆张枯度
(司电 )
深前 漂后△
选择性
粘度怂 白度
6
.
7 1
6
.
%
5
.
0 3
65934582 724.17893
.
7 34
.
7 7 5
.
5
9 6
.
5 34
.
6 7 3
.
8
9 4
.
0 2 1
.
4 6 7
.
8
68
.
8 3
7 0
.
0 1
.
6 5
.
0 1
.
占叶英马厚大
由表 5 可见 ,马占 、大叶相思 K P 浆都有较好的漂
白性能 ,漂浆白度在 75 %左右 。 厚英相思漂白性能较
差 ,其漂后白度最低 , 约 68 % 。 这可能和它的材质颜
色较深有关 ,其边材为灰揭色 , 心材为暗棕色 。
林产工业 2加 1年第 28 卷第 6期
3, 年生马占、大叶 、 厚英相思制浆性能的评价
根据以上试验结果中的主要质量指标 ,分别从蒸
评定法 51[ ,对 9 年生马占相思 、大叶相思和厚英相思的
制浆性能进行综合评价 , 见表 6 。
煮 、浆张强度和纸浆漂白隆能三个方面 ,采用座标综合
衰 ` , 年生马占 、大叶 、 厚英相思制桨性能座标稼合评定
项目 硫酸盐燕煮性能 浆度强度性能 纸浆漂白性能
树种 燕煮得率
(% )
碱耗
(N日O H计 )
(掩刀切 t )
木耗
(m3 / A
( It )
裂断长
(m )
耐破指数
(好 a .砂电 )
撕裂指数
(
n训 ·时电 )
漂白浆得率
(% )
漂白浆白度
(% )
82
:40
.8n
,勺`唱几10:5100
0n
马占 51 . 7
大叶 49 . 9
厚英 48 . 6
K权重 15
马占 0
大叶 0 . 0 1 8 2
厚英 0 . 0 5 4 0
马占
大叶
厚英
总计 砖
3 3 6
.
8 4
.
2 5
3 0 7
.
7 3
.
0 0
3 1 1
.
0 2
.
9 3
10 15
0
.
0 7 4 6 1
.
4 84 6
0 0
.
0 0 6 3
0
.
0 0 1 0 0
1
.
5 5 9 2
0
.
02 4 5
0
.
0 55 0
马占相思 : 2 . 38 9 1
7 15 0 6
.
0 3
8 X() 0 6
.
8 4
7 2 0 0 5
.
2 8
15 1 0
0
.
1 6 9 2 0
.
1 40 2
0 0
0
.
1 5 0 0 0
.
520 3
0
.
82 1 5
0
0
.
6 7 1 1
大叶相思 : 0 . 032 1
9 3
.
7 7 5
.
5
96
.
5 73
.
8
9 4
.
0 6 7
.
8
10 15
0
.
0 0 8 4 0
0 0
.田 7 6
0
.
0() 6 7 0
.
1 56 1
0
.
0() 8 4
0
.
00 7 6
0
.
16 2 8
厚英相思 : 0 . 8 88 9
注 :对各单项指标试验点与标准点的距离平方值好= 名对 衅= 名讨
用座标综合评定法来评定造纸原料制浆性能好
坏 ,呼值越小则综合制浆性能越好 。 从表 6 各栏的呼
值可以看出 ,在蒸煮性能方面 9 年生马占相思最差 ,这
主要是木耗较大所致 , 9 年生大叶相思和 9 年生厚英
相思相差不大 ,大叶相思稍好些 ;强度性能方面 9 年生
大叶相思优势较明显 ;漂白性能方面 , 9 年生厚英相思
最差 , 9 年生大叶相思和 9 年生马占相思相差不大 , 9
年生大叶相思较好些 。 从总的 砰值来综合衡量三者
的制浆性能 , 9 年生马占相思的 玲值最大 , 制浆性能
最差 ;9 年生有厚荚相思制浆性能居中 ; 9 年生大叶相
思的衅值最小 ,制浆性能最好 。
4 参考文献
l 广西南部林地土壤与适生树种 .北京 : 中国林业出版社 , 1 995 , 181 一
18 2
.
2 广东森林 .北京 :中国林业出版社 , 1 9 90 , 25 4一 260 .
3 王桂淑 .棒子松 . 纸和造纸 , 19 84 , (4) : 29 .
4 龚木荣等 .低龄大叶相思制浆性能的研究 . 中华纸业 , 2 0 01 , 2 2( 3 ) :
2 4一 2 6 .
5 龚木荣等 .不同年龄马占相思制浆性能的研究 .林产工业 , 1 9 8 . 25
( 4 )
: 2 2一 25 .
(责任编辑 张德衍 )
200 1
一
06
一
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,
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