全 文 ：　作者简介:黄显南 ,男 , 教授 ,硕士生导师 , 从事制浆造纸工程教学及科研工作。
＊资助项目:本课题为国家科技攻关项目。

粉单竹化学机械浆 H2 O2 漂白的研究＊
黄显南1, 2　詹怀宇 2　王双飞1　宋海农 1　杨崎峰 1　覃程荣1　农尚勇 1
(1.广西大学造纸科学研究所 ,南宁 530004;
2.华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室 ,广州 510640))
摘　要:本文研究了挤压疏解 、化学预处理 、H
2
O
2
和 NaOH用量等对粉单竹 CTMPH
2
O
2
漂白的影响。结果表明 ,挤
压疏解可以改善原料对药品的吸收 ,减少抽出物等杂质对 H2O2漂白的影响 ,提高粉单竹 CTMP的可漂性;合理地
控制碱比可以提高 H2O2的漂白效果 ,过多的 NaOH用量会使浆料发生 “碱促黑” ,降低浆料白度。
关键词:粉单竹;CTMP;挤压疏解;漂白
中图分类号:TS745　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1671-4571(2006)-01-0007-03
　　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 。竹材的
纤维形态及含量与针叶木很近似 ,纤维素含量高 ,纤
维细长结实 ,可塑性好 ,纤维长度介于阔叶木和针叶
木之间 ,是制浆造纸的优质原料 。粉单竹 (white
powderybamboo),又名单竹 、高节单竹 ,双眉单竹 ,
白粉单竹等 ,是我国南方很常见的竹种 ,在广西 、广
东 、福建等分布广泛。粉单竹秆高 3 ～ 10m,径 4.5
～ 6.0cm,节间壁薄 ,厚被白粉 ,长 40 ～ 80cm或更
长 。粉单竹生长速度快 ,抗病能力强 ,产量高 ,是造
纸的优良原料[ 1-3] 。
竹子化机浆由于其特殊的漂白特性 ,一般难以
漂达到 60%ISO以上的白度 ,并且容易返黄 ,极大地
限制了竹子化机浆的开发应用 。本研究采用粉单竹
为原料 ,经大压缩比的螺旋挤压 ,采用高浓 H2O2漂
白 ,可将粉单竹 CTMP漂至 60%ISO以上的白度 ,使
之可以满足新闻纸及胶印书刊纸的配抄要求 ,为粉
单竹在制浆造纸领域的应用开发了一条新途径 。
1　实　验
1.1　实验原料
2 ～ 3年生的粉单竹由广西林业科学研究院竹
子标本园提供。竹高 8 ～ 10米 ,胸径 6 ～ 10cm,采伐
切成 1×2cm规格的竹片 。竹片经筛选※洗涤 、浸
泡※预汽蒸※挤压疏解※化学预浸※高温高压磨浆
※常压磨浆※洗涤 、浓缩 ,制成本色浆备用 。
1.2　实验工艺条件
利用 Andritz公司生产的 MSD螺旋挤压机进行
挤压疏解 ,高温高压磨浆在 Andritz公司生产的 12
-1CP连续磨浆系统进行 ,常压磨浆在吉林造纸机
械厂生产的 ZSP-300高浓磨浆机进行。
预汽蒸温度 95 ～ 100℃,时间 10 ～ 15min;挤压
压缩比 1∶4, 化学预浸温度 45 ～ 50℃;磨浆浓度
22% ～ 25%,压力 0.13MPa,温度 135 ～ 140℃;常压
磨浆浓度 22% ～ 25%,磨浆机刀距 0.1 ～ 0.2mm。
漂白在聚乙烯塑料袋中和药品混合均匀后放入
进行反应至预定时间 。在聚乙烯袋中进行 ,浆料与
药液混合均匀后将袋密封 ,然后放入水浴箱中在设
定的温度下反应。
1.3　纸张物理指标检测
纸张物理指标检测按国家标准进行 。
2　结果与讨论
2.1　挤压疏解对粉单竹 CTMPH2O2漂白的影响
为考察挤压疏解对粉单竹 CTMP漂白性能的影
响 ,我们用同样的原料不经挤压疏解 ,直接用亚硫酸
钠进行处理 ,之后磨浆 、漂白 ,实验结果见表 1。
　表 1　 挤压疏解对漂白的影响
工艺条件 未经挤压疏解 经挤压疏解
白度 /%ISO 41.6 61.8
　其他条件:Na2SO3 6.5%, NaOH 7.5%, H2O2 7.0%
由表中可见 ,在相同的化学处理条件下 ,经过挤
压疏解的浆料漂后白度比未经挤压疏解的高了
20.2%ISO,可见 , 挤压疏解可以显著提高粉单竹
7PaperScience＆Technology　2006 Vol.25 No.1
CTMP的可漂性。螺旋挤压时 ,在机械压缩 、摩擦 、
扭搓作用下 ,竹片发生压溃 ,破裂 ,薄壁组织 、髓环组
织等在应力作用下崩溃离析 ,原本密实的竹片变成
疏松 、立体网状结构的竹丝团 ,而纤维在挤压过程中
受到破坏很少。经过挤压的竹子原料则能够象海绵
一样易于吸收药液 ,使药液均匀 ,快速地渗透入原料
中 ,极大地改善了化学预处理的效果 [ 4-7] 。而未经
挤压的竹子原料漂白时部分纤维还保持紧密结合的
状态 ,化学药品难以进入细胞壁 ,漂白后还保留了原
色 ,所以白度较低 。
2.2　化学预处理对粉单竹 CTMPH2O2漂白的影响
化学预处理采用中性亚硫酸钠 , Na2SO3是一种
还原剂 ,预处理过程中可以还原木素氧化产生的邻
醌等发色基团 ,同时将木素改性 ,使其亲水 ,使纤维
易于吸水润胀 ,继而软化 ,以利于磨浆 ,同时也溶出
部分聚戊糖 、可抽出物以及小分子的木素。 Na2SO3
用量对粉单竹 CTMPH2O2漂白的影响见表 2。
　表 2　化学预处理对粉单竹 CTMPH2O2漂白的影响
Na
2
SO
3
/% 白度 /%ISO
0 55.64
2.38 57.73
5.40 59.83
6.40 61.83
　其他条件:浆浓 20%, 温度 70℃, 时间 180min, DTPA 0.1%,
Na2SiO3 2%, NaOH 6.0%, H2O2 7.0%。
由表 2可见 ,随着预处理 Na2SO3用量的增加 ,
浆料漂后白度明显升高 。 Na2SO3在化学预处理中
抑制了发色基团的产生 ,提高浆料初始白度 ,同时改
善了纤维细胞壁的亲水性 ,使漂白时 NaOH和 H2O2
可以沿着细胞壁纹孔等通道更容易地进入纤维各壁
层 ,从而大大提高了漂白效果。
2.3　H2O2和 NaOH用量对粉单竹 CTMPH2O2漂
白的影响
H2O2是一种优良的漂剂 ,在碱性条件下发生如
下反应:
　　　　H2O2 +HO-※HOO-+H2O
产生的氢过氧阴离子(HOO-)可以进攻木素的
发色基团 ,特别是共轭羰基结构的木素 ,使木素的发
色基团消失 , 提高纸浆白度 。同一浆料在不同
NaOH和 H2O2用量条件的漂白结果如表 3所示 。
由表 3可见 , H2O2漂白过程中 H2O2和 NaOH
用量并不是越高越好 ,不同的 H2O2用量有相应的
NaOH用量与之对应 [ 8] 。在 H2O2用量一定的情况
下 ,在 NaOH用量较低时 ,随着用碱量的增加 ,浆料
漂白终点白度上升 ,当用碱量增加到一定程度之反
而使漂终白度下降 。
由表 3得知 ,在适量的 NaOH用量条件下 ,增加
H2O2用量可以提高漂白效果 ,当 H2O2用量增加到一
定程度后继续增加则漂终白度变化不大 。因此 ,需合
理地控制碱比可以获得最佳的 H2O2漂白效果。
表 3　H2O2和 NaOH用量对粉单竹 CTMPH2O2漂白的影响
序号 H2O2/%
NaOH
/% 终点 pH
残余 H
2
O
2
/kg· t-1
白度
/%
1 3.0 3.0 9.36 5.74 51.1
2 3.0 4.0 9.78 1.79 52.8
3 3.0 5.0 10.3 0.88 53.4
4 3.0 6.0 10.5 0.20 50.4
5 5.0 3.5 9.50 10.2 56.3
6 5.0 4.5 9.54 6.66 57.3
7 5.0 5.5 9.88 2.98 58.2
8 5.0 6.5 10.3 1.36 57.5
9 7.0 5.5 9.59 7.38 60.1
10 7.0 6.5 9.84 4.12 61.2
11 7.0 7.5 10.2 1.36 61.8
12 7.0 8.5 10.5 0.18 58.6
　其他条件:浆浓 20%, 70℃, 180min, DTPA0.1%, Na2SiO3 2%。
3　结 论
粉单竹 CTMP经螺旋挤压后用 Na2SO3进行预
处理 ,磨浆后用 H2O2进行单段漂白可以制取白度
较高的竹子化机浆 。
挤压疏解可以改善原料对药品的吸收 ,减少抽
出物等杂质对 H2O2漂白的影响 ,提高粉单竹 CTMP
的漂白性能。
合理地控制碱比可以获得最佳的 H2O2漂白效
果 ,过多的 NaOH用量会使浆料发生 “碱促黑” ,降
低浆料白度。
参考文献
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StudyonH2O2 BleachingofWhitePowderyBambooCTMP
HuangXiannan1, 2　ZhanHuaiyu2　　WangShuangfei1　SongHainong1
YangQifeng1　 QinChengrong1　 NongShangyong1
(1.PulpandPaperInstituteofScience, GuangxiUniversity, Nanning, 530004;
2.StateKeyLaboratoryofPulpandPaperEngineering, SouthChinaUniversityofTechnology, Guangzhou, 510640)
Abstract:Efectofsqueezingextrusion, chemicalpretreatment, thechargeofH2O2 andNaOHonH2O2 bleaching
ofwhitepowderybambooCTMPwerestudiedinthispaper.Itwasshowedthatsqueezingextrusioncouldimprove
absorptionofrawmaterialforchemicalsandreduceefectofextractiveonH2O2 bleaching, soimprovebleachability
ofwhitepowderybambooCTMP.TheefectofH2O2 bleachingcouldbeimprovedthroughcontrolH2O2 toalkalira-
tio.Toohighdosageofalkaliwoulddecreasethebrightnessofpulp.
Keywords:whitepowderybamboo;CTMP;squeezingextrusion;bleaching
(上接第 52页)
5　控制浆网速比
浆网速比是控制纸张纵横向强度比值的关键 。
浆网速比小 ,纵向纤维沉积不连续 ,形成一道道横向
的薄浆或无浆地带造成纤维组织的脱节 ,许多横向
的长短不一的缝隙布满在纸幅上 ,缝隙处的浆层较
薄 ,透光性强成为纸幅的薄弱环节。浆网速比大以
形成波浪状纤维组织 ,胸辊处脱水太强会造成匀度
不良。上述原因都会造成耐破度下降 。但由于使用
的纸机机型 ,浆料的种类以及打浆度温度的不同 ,在
实际生产中必须优化最佳的该纸机的浆网速比 ,使
浆料均匀布浆成型提高纸张的耐破度 。
6　层间结合强度提高
由于箱纸板都是由几层纸页复合而成的 ,层间
结合强度差则耐破度低。故生产中层间喷淋淀粉要
保证正常加入。通过几年的比较我们认为杭州纸友
生产 HCT-1型喷雾淀粉效果较理想 。同时可以减
少伏辊处的纸幅干度 ,增加压榨部的线压力 ,尽可能
地循环使用白水 ,都可以提高层间结合强度。
7　改善干燥操作
根据箱纸板的生产的特点 ,要确定和控制好干
燥曲线和烘缸表面的温度。在纸板进入干燥部时纸
板内部的水分要通过扩散作用转移到纸板的表面而
被蒸发 ,并逐步提高干燥温度直至达到 125℃,否则
将造成 “起泡”和 “分层”等纸病 ,直接影响成纸的物
理指标。另在纸机生产过程中应保持纸页拉力适
当 ,也可以提高耐破度。
8　控制纸页水分
箱纸板在纸机下机时纸页的水分指标是 9%±
2%。而耐破度与水分含量的关系为水分较低时耐
破度较小 ,水分含量在一定范围时耐破度则相对稳
定。工厂生产一般控制在 8%-10%。
参考文献
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9PaperScience＆Technology　2006 Vol.25 No.1