全 文 ：作者简介:骆莲新，女，博士，讲师，主要研究方向:清洁化制浆造纸新技术与污染控制。
* 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金(20070593005)项目
返黄过程中竹沥液成分及其对粉单竹
APMP制浆漂白性能影响分析*
骆莲新 方 振 谭莉艳 马 亮 何再波 黄红叶
(广西大学轻工与食品工程学院，广西 南宁 530004)
摘 要:本文主要研究竹沥液在高得率竹浆返黄中的影响。以粉单竹为原料采用机械压榨法制取竹沥液，比较竹
沥液在紫外光返黄前后成分的变化，以及竹沥液对竹子 APMP 制浆漂白性能的影响。实验结果表明，竹沥液经紫
外光老化返黄后，在基本指标方面，其 pH值、折光率、密度、吸光度分别提高 0． 55、17． 46%、1． 58%、61． 61%。利用
紫外光谱和 GC － MS分析发现紫外光返黄后，竹沥液生成更多的发色或助色基团。实验发现竹沥液吸附在原料和
竹浆中进行 APMP的制浆和漂白，会使纸张白度降低，返黄程度增加，对漂白性能的影响更为显著。
关键词:返黄;竹沥液; APMP制浆;漂白;粉单竹
中图分类号:TS749 + ． 3 文献标识码:A 文章编号:1671 － 4571(2012)06-0029-03
我国是一个资源短缺的国家，森林资源匮乏，随
着我国造纸工业的日益快速发展，造纸原料供求的
矛盾更趋紧张。竹子是制浆造纸的优质原料，还是
世界上生长速度最快的植物，素有“第二森林”的美
称。目前，全世界竹林面积已达 2200 万 hm2，占森
林面积的 1% 左右，年产竹材量 1500 ～ 2000 万
吨［1］。中国是竹的故乡，品种之多、材质之优、产量
之高、面积之广，在全世界名列前茅，竹林面积占世
界竹林总面积近 1 /4。
由于竹材的生长年龄比木材短很多，一般仅为
2 ～ 4 年，且竹材中活的薄壁细胞多，有大量细胞内
溶物，因此，竹材可用来制备竹沥液，据文献报
道［2 － 3］，其成分包括有机酸类、酚类、醇类、醚类、酯
类、脂肪类及其衍生物等多种物质，是一种成分相当
复杂的混合物。
竹子的化学法制浆已有了非常成熟的制浆和漂
白工艺，然而，由于自身特殊的物理化学性质，竹子
高得率浆具有难漂白、易返黄的特性，其高得率法制
浆尚处于研究阶段［4］，未见有工业化生产。竹沥液
组分含有不饱和键的发色或助色基团，在高得率竹
浆制备过程中，如果残留在竹浆中，也可能是影响竹
子高得率浆白度和白度稳定性的重要因素。本研究
主要分析竹沥液在紫外光返黄前后成分的变化，探
讨竹沥液对竹子 APMP 制浆漂白性能的影响，为今
后改进竹子高得率浆的生产工艺提供理论依据。
1 实验
1． 1 实验原料
购买新鲜粉单竹经压榨机压榨后竹子被压溃，
收集竹沥液。分别将未去除竹沥液的和压榨去除竹
沥液的竹子切成竹片，用 APMP法制备浆料，洗涤筛
选，再进行 H2O2 补充漂白。
1． 2 实验方法
1． 2． 1 竹沥液的成分分析
(1)预处理
直接收集的竹沥液含有很多杂质，取竹沥液的
上层清液分离出来，放入自制光返黄装置中进行紫
外光照，放置备用。
(2)基本指标的测定
pH值测定采用美国 Mettler － Toledo 仪器有限
公司的 pH计;折光率使用阿贝法测定，采用 2W 阿
贝折射仪;密度测定使用 PZ － B － 5 液体比重天平;
吸光度采用 Agilent 8453 紫外 －可见光光度计。
(3)紫外光谱测定
分别移取紫外光照前后的竹沥液，用蒸馏水稀
释 100 倍，取蒸馏水为参比，直接测定水样紫外吸收
光谱图。扫描波长 200 ～ 600nm。
(4)GC － MS测定
92
《造纸科学与技术》 2012 年 第 31 卷 第 6 期
分别准确移取紫外光照前后的竹沥液 20mL，用
稀盐酸调节 pH 至 2，分别用 20mL、10mL、10mL 的
乙醚萃取三次，合并萃取液后用 5% NaHCO3 溶液洗
涤，取乙醚层，自然挥发后用 5mL 甲醇溶解残渣，制
得供 GC － MS分析用样品［5 － 6］。
1． 2． 2 竹沥液对粉单竹 APMP制浆漂白性能分析
将竹沥液以 2． 5%、5%、10%(按原料绝干计)
的量，分别添加至水洗浸泡的已压榨除去竹沥液竹
片原料、浓度 20%漂白前浆料中，混合均匀，放置 1
天后洗涤，分别用 APMP 法制浆和漂白。取干燥后
纸浆，在索氏抽提器中用丙酮抽提，抄片测定白度，
抽提方法参照 Tappi标准 T204 的方法进行。
2 结果与讨论
2． 1 竹沥液的成分分析
2． 1． 1 基本指标的测定
粉单竹竹沥液样品紫外光照前后的基本指标如
表 1 所示。
表 1 粉单竹竹沥液上层清液紫外光照前后的基本指标
竹沥液上层
清液样品
pH值
折光率
/%
密度
/ g·cm －3
吸光度
/%
颜色
紫外光照前 4． 48 5． 27 1． 012 2． 24 浅褐色，透明
紫外光照后 5． 03 6． 19 1． 028 3． 62 深褐色，浑浊
可以看到紫外光照后，竹沥液的 pH 值升高，说
明酸性物质减少，代表有机物含量的折光率也提高，
有机物的含量发生变化，密度也稍微提高。吸光度
是用来表示颜色的深浅，颜色越深，吸光度数值越
大，表 1 中的吸光度是在波长 426nm 时测定的，在
该波长处可以把待测液的颜色分辨精确度提高［7］，
紫外光照后，竹沥液吸光度由 2． 24 增加到 3． 62，而
实验中发现其颜色也由浅褐色的透明液体变为深褐
色的浑浊液，同时有少量褐色沉淀生成。
可见竹沥液含有较多不稳定物质，紫外光照可
引起其发生化学反应，成分发生变化。有人对桉木
的多酚类化合物研究发现，桉木的丙酮抽出物经过
陈化存放由浅褐色液体变成深褐色液体，并有黄色
沉淀生成［8］。
2． 1． 2 紫外光谱分析
采用紫外光谱可观察竹沥液光返黄处理后发色
基团和助色基团的变化，为研究竹浆返黄的影响提
供一些重要的信息。紫外光照前后竹沥液 200 ～
600nm的紫外光谱图见图 1。
如图 1 所示，竹沥液在 220nm 和 270nm 处有吸
收峰，光返黄处理后，竹沥液的吸收峰移至 230nm，且
270nm的吸收峰强度由 1． 35 提高到 2． 02。210 ～
250nm处的强吸收峰为含双键的共轭体系，260 ～
300nm处的强吸收峰表示苯环存在。紫外光谱图中
吸收峰从 220nm移至 230nm，说明光返黄后共轭体系
中引入了新的发色或助色基团，发生了红移。270nm
处的吸收峰强度升高，而苯环上有共轭的发色或助色
基团存在时，吸收强度会增大，也说明竹沥液发生的
光化学反应生成了更多的苯环发色或助色基团。
据研究［9］，紫外光在 300 ～ 400nm 内主要为共
轭羰基的吸收，400 ～ 600nm则是各种醌型结构的吸
收，而共轭羰基和醌型结构是构成发色物质的主要
基团。对应图 1 可以知道，光返黄后竹沥液 300 ～
600nm的吸收强度有所增强，并在实验中发现生成
了颜色更深的物质，上层清液由浅褐色向深褐色转
变。可推断竹沥液在光返黄过程也生成醌类物质，
使竹沥液的颜色加深。若这些物质吸附在纤维上会
影响竹浆的白度和返黄。
图 1 紫外光照前后竹沥液的紫外光谱图
2． 1． 3 GC － MS分析
图 2 为紫外光照前后 2 种竹沥液的 GC － MS图
谱，对比发现峰形发生了显著变化，表明无论在其成
分和含量方面均存在明显差异，竹沥液物质在光处
理过程中发生了光化学反应。分析其成分发现主要
含有机酸类、酚类、醇类、酯类、脂肪类等物质，此外，
还检测出竹沥液还包括其它种类物质，多而杂，主要
以烃类和杂环化合物为主。
由图 2 发现返黄后，出峰时间较快的小分子物
质种类和含量增多，分析发现竹沥液中的酯类物质
含量明显提高。可认为在紫外光照的条件下，竹沥
液中部分成分相对不稳定，之间发生相互转变，一些
醇类、醛类和酯类等发生氧化后分解、消失，并伴随
新物质的产生。如果这些组分残留在竹浆内，会对
03
Paper Science ＆ Technology 2012 Vol． 31 No． 6
木素发色结构起到助色作用，而且还有可能直接吸
附在纤维素或半纤维素上，使得竹浆的白度降低。
(a)紫外光照前竹沥液
(b)紫外光照后竹沥液
图 2 竹沥液 GC － MS图
2． 2 竹沥液对粉单竹 APMP制浆漂白性能分析
2． 2． 1 添加竹沥液对竹子 APMP制浆的影响
表 2 竹子原料添加竹沥液进行制浆的白度比较
竹沥液添加量
/%
添加竹沥液后
白度 /% ISO
丙酮抽提后
白度 /% ISO
0 52． 01 53． 14
2． 5 51． 24 52． 30
5 51． 04 52． 36
10 50． 95 52． 17
由表 2 可见，竹子原料中添加不同量的竹沥液
后进行 APMP法制浆，纸浆的白度降低程度不是很
明显，添加量 10%时白度只降低了 1． 06% ISO。原
因可能是竹沥液消耗了部分化学药品影响了 APMP
制浆效果，同时，在挤浆和磨浆过程中部分竹沥液从
原料表面剥落下来。有人［10］研究过桉木中多酚对
白度的影响，指出桉木中的多酚类化合物在高温的
碱性溶液中易发生缩合及脱羧反应而沉积在纤维表
面，从而影响纸浆的可漂性和印刷适应性。竹沥液
影响竹浆白度的原因也可推断是吸附在纸浆上，最
终带入纸页中影响白度。
将竹浆进行丙酮抽提后，结果表明纸张白度都
有所提高。丙酮抽提的效果与苯 －醇溶剂相当，能
脱除竹子高得率浆中的大部分抽出物，包括树脂酸、
脂肪酸、烷烃、固脂、甾醇、萜类化合物等，而几乎没
有除去木素［11］。从表 2 发现，没有添加竹沥液的竹
浆经丙酮抽提后白度增加了 1． 13% ISO，这是由于
未漂白的 APMP竹浆在丙酮抽提中溶出了部分抽出
物。而添加竹沥液的浆料白度上升幅度相近。可见
脱出竹沥液后再进行制浆是有利白度提高的。
2． 2． 2 添加竹沥液对竹子 AMPM浆漂白的影响
为了证实残留在浆中的竹沥液会对竹浆的漂白
效果有影响，在漂白前的浆料中加入不同含量的竹
沥液，然后进行 H2O2 漂白，漂后浆料的白度如表 3
所示。
表 3 APMP竹浆添加竹沥液后进行漂白的白度比较
竹沥液添加
量 /%
添加竹沥液
后白度 /% ISO
丙酮抽提后
白度 /% ISO
0 64． 32 64． 68
2． 5 61． 87 62． 88
5 60． 22 62． 27
10 59． 34 61． 89
从表 3 看出，添加竹沥液后再漂白，纸浆的白度
显著降低，随添加量的增加下降程度越大。其原因
可能是，一方面 H2O2 为易分解物质，竹沥液中的一
些成分消耗了 H2O2，影响漂白效果;另一方面，
H2O2 漂白为保留木素式漂白，漂白条件较温和，吸
附在纤维表面的部分竹沥液物质在漂白过程中难以
脱落，最终附在纤维表面使白度降低。研究者［12］在
讨论有机溶剂抽出物对麦草化机浆白度及可漂性影
响的实验中发现，H2O2 漂白的碱性会使浆中的抽出
物进一步溶出，同时，残留在浆中的抽出物的组成已
发生变化。
漂白竹浆经丙酮抽提后白度也不相同。未添加
竹沥液的竹浆白度只提高 0． 36% ISO，增幅较小。
随竹沥液添加量的增加，丙酮抽提后漂白竹浆的白
度虽都提高，但仍呈下降的趋势，白度低于未添加竹
沥液的竹浆。原因可能是竹沥液的存在影响了漂白
效果，此外，丙酮抽提未能把残留在纸浆中的竹沥液
都除去，仍附有一定的发色和助色基团，致使纸浆白
度降低。
3 结论
实验结果发现，竹沥液经紫外光老化返黄后，颜
色加深，其 pH 值、折光率、密度、吸光度分别提高
0． 55、17． 46%、1． 58%、61． 61%，紫外光谱和 GC － MS
分析发现生成更多的发色或助色基团，这些物质存在
原料和竹浆中进行 APMP制浆和漂白，会使纸张白度
降低，对漂白性能的影响更为显著。本研究表明，竹
沥液会对竹子 APMP的制浆漂白带来不良影响，使纸
张白度降低，增加返黄程度。 ( 下转第 62页)
13
《造纸科学与技术》 2012 年 第 31 卷 第 6 期
Improvement of Paper Properties with Starch Modified PCC
Fan Hui-ming Wang Dao-xuan Bai Wen-rui Liu Jian-an
(State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering，National Engineering Research Center of Papermaking and
Pollution Control，South China University and Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China)
Abstract:Precipitated calcium carbonate (PCC)was modified by starch-sodium stearate complex and starch cross
linking agent sodium hexametahposphate． The influence of modified and unmodified PCC filled paper on paper per-
formance was investigated． The impacts of modified PCC on AKD sizing efficiency and stock retention were studied．
The experimental results show that at the same ash content，the paper filled with modified PCC compared to unmod-
ified PCC has higher brightness and lower opacity，while the physical strength of paper is greatly improved． At the
same ash content and the same AKD dosage，the paper filled with modified PCC has better AKD sizing efficiency;
at the same filler dosage，the stock filled with modified PCC has better retention compared to unmodified PCC．
Key words:starch-sodium stearate，PCC，filler，retention，
檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷
sizing efficiency
( 上接第 31 页)
参 考 文 献
［1］ 窦营，余学军． 世界竹产业的发展与比较［J］． 世界农业，
2008，7:18 － 21．
［2］ 张文标，叶良明，刘力，等． 竹醋液的组分分析［J］． 竹子研究
汇刊，2001，20(4) :72 － 77．
［3］ 陈顺伟，庄晓伟，柏明娥，等． 不同工艺生产的竹醋液组分及其
含量差异分析［J］． 林产化学与工业，2008，28(1) :95 － 98．
［4］ 王玉珑，赵传山，刘艳新，等． 芦竹磺化化机浆工艺条件［J］．
中华纸业，2002，25(11) :40 － 41．
［5］ 黄世德，夏厚林，卢先明，等． 慈竹沥化学成分的研究［J］． 化
学研究与应用，1994，6(2) :77 － 81．
［6］ 欧敏锐，许小平． 福建产竹醋液与日本产竹醋液的组分比较
［J］． 海峡药学，2004，16(2) :69 － 70．
［7］ 高慧，周学辉． 竹醋液的精制方法探讨［J］． 经济林研究，
2004，22(3) :39 － 41．
［8］ 欧义芳，李中正． 桉木抽出物中多酚化合物的特性研究［J］．
林产化学与工业，1996，16(1) :31 － 36．
［9］ Gratzl，J． S． Lichinduzierte-Vergibung von Zellstoffen-Unsachen
und Verhütung［J］． Papier，1985，39(10) :14 － 23．
［10］ W，E，希利斯． 桉木的性质和抽出物的影响［J］． 广东造纸，
1980，1:38 － 47．
［11］ 秦梦华，陈嘉翔，余家鸾． 马尾松磨木浆丙酮抽出物的分离及
分析［J］． 中国造纸学报，1996，11:17 － 23．
［12］ 马邕文，陈中豪，王宗和． 有机溶剂抽出物对麦草化机浆白度
及可漂性的影响［J］． 中国造纸学报，1995，10:20 － 26．
Analysis on Components of Succus Bambusae and the Effect on
Bambusa Chungii APMP Pulping and Bleaching during Yellowing
Luo Lian-xin Fang Zhen Tan Li-yan Ma Liang He Zai-bo Huang Hong-ye
(Institute of Light Industrial and Food Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，Guangxi，China)
Abstract:In this paper，the effect of succus bambusae on bamboo APMP pulp yellowing was studied． The succus
bambusae was prepared by mechanical press from bamboo material． Then components of succus bambusae before
and after UV irradiating were compared． In addition，the effect of succus bambusae on APMP pulping and bleach-
ing performance was studied． The result from the present investigation suggested that the pH value，the refractive
index，the density and the absorbance after UV radiation were 0． 55，17． 46%，1． 58% and 61． 61% higher than
those before UV radiation，separately． The analysis of UV and GC-MS found that succus bambusae contained many
chromophore groups and auxochrome groups after yellowing． The experiment on bamboo APMP pulping and bleach-
ing proved that succus bambusae had adverse effect on brightness and brightness stability． It had a remarkable influ-
ence on bleaching．
Key words:yellowing;succus bambusae;APMP pulping;bleaching;Bambusa Chungii
26
Paper Science ＆ Technology 2012 Vol． 31 No． 6