全 文 ：中　国　造　纸　学　报
TransactionsofChinaPulpandPaper Vol.25, No.2, 2010
竹沥液对粉单竹 APMP浆返黄的影响
骆莲新 1　程丽萍1　齐缘凤1　王双飞 1, ＊　周宏建 2
(1.广西大学轻工与食品工程学院 , 广西南宁 , 530004;
2.黑龙江北大荒纸业责任有限公司 , 黑龙江密山 , 158328)
摘　要:探讨了竹沥液在粉单竹 APMP浆返黄过程中的影响。结果发现 , 粉单竹压出竹沥液后 , APMP法所制未漂纸浆白度可提高
2.57个百分点 , 漂白纸浆白度提高 1.04个百分点;经紫外光照加速老化 , 压出竹沥液后, APMP竹浆返黄程度降低。对竹浆原料进
行分析发现 , 压出竹沥液后竹子原料的抽出物含量有所下降。对返黄竹浆的水抽出物进行研究发现 , 随返黄程度的增加, 水溶液中
溶出的物质增多 , 脱除竹沥液可减少竹浆中的有色物质。压出竹子中的竹沥液可以提高竹子化机浆的白度 , 降低竹浆的返黄程度。
关键词:竹沥液;APMP竹浆;返黄
中图分类号:TS749　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1000-6842(2010)02-0022-05
　收稿日期:2010-01-08 (修改稿)
　本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金 “高得率竹浆中木素和非木素组分的发色 、 返色机理与生物控制研究 ” (20070593005)的资助。
　作者简介:骆莲新 , 女;在读博士研究生;主要研究方向:糖类副产品资源化技术及环境控制。
　＊通信联系人:王双飞 , E-mail:wangsf@gxu.edu.cn。
　　我国造纸工业受到日益严重的资源 、 能源和环境
危机 , 开发利用新的纤维资源 , 研究高得率 、 低污
染 、低能耗的制浆方法 , 是制浆造纸科学工作者面临
的问题 。而竹子高得率浆既满足国家合理开发利用非
木材纤维资源的号召 , 又满足高得率 、节约资源的要
求 。但是竹子高得率浆难漂白 、 易返黄的特性影响竹
子高得率浆的发展。
竹子除了木素与木材原料存在较大的区别外 , 竹
子原料中各种抽出物的含量也较高 , 约高出木材原料
的 1倍左右[ 1] 。竹子原料的抽出物含有复杂的蛋白
质 、多糖 、 酚类 、酯类等化学组分 , 对制浆漂白生产
过程和产品质量会造成不良影响 , 对竹子高得率浆的
影响更大。
竹沥液是从竹子中提取出来的一种液体 , 其成分
包括有机酸类 、 酚类 、醇类 、醚类 、 酯类 、脂肪类等
物质[ 2] , 在制浆漂白过程中竹沥液的部分物质不易
脱除 , 一方面会消耗化学药品 , 另一方面这些物质大
都含有发色基团苯环及助色基团甲氧基 , 对竹浆的白
度和返黄都有一定的不利影响 [ 3] 。
1　实　验
1.1　实验原料
从广西南宁某林场购买的新鲜粉单竹 。
1.2　实验仪器和设备
自制光返黄装置;压榨机;JSP挤压疏解机;
ZSP-300高浓盘磨机;ZQS5筛浆机;D77114电动植
物粉碎机;纸张标准抄片器;电热恒温鼓风干燥箱;
Agilent8453紫外-可见光光度计;YQ-Z-48A白度测
定仪。
1.3　实验方法
1.3.1　浆料制备
分别将用压榨机压出竹沥液和未压竹沥液的竹子
切成片 , 用 APMP法制浆 , 洗涤筛选 , 再进行 H2O2
补充漂白 , 抄片 。
1.3.2　手抄片紫外光返黄处理
将纸片放置于自制光返黄装置中进行紫外光照
射 , 到指定时间后取出 , 立即检测白度;然后再在避
光条件下平衡 4h后测定白度 , 计算返黄值 [ 4] 。
1.3.3　原料分析
原料 、 返黄纸浆用粉碎机粉碎后 , 取 40 ～ 60目
之间的竹粉 , 化学组分按照国家标准方法测定 。
1.3.4　返黄竹浆水抽出物紫外光谱的测定
取原料分析冷水抽出物 、热水抽出物 、 1%NaOH
抽出物经过 G2过滤器的过滤液 , 以蒸馏水为参比 ,
直接测定水样紫外吸收光谱图。
2　结果与讨论
2.1　竹浆光返黄特性
纸浆光诱导返黄过程实际上就是在紫外光和氧气
作用下的光氧化反应 , 纸浆中木素的潜在发色结构发
22
　第 25卷　第 2期 竹沥液对粉单竹 APMP浆返黄的影响
生化学变化 , 生成吸收光的结构 , 纸浆的吸光系数增
加 , 从而使白度下降 [ 5] 。图 1和图 2为 APMP竹浆和
漂白 APMP竹浆手抄片在不同紫外光照时间下的白度
及返黄值变化。
从图 1和图 2可以看出 , 压出竹沥液的 APMP
竹浆和漂白竹浆比未压出竹沥液竹浆的白度分别提
高 2.57个百分点和 1.04个百分点 , 返黄值降低 ,
说明竹沥液的脱除可改善竹浆制浆和漂白性能 , 提
高白度的稳定性 。一方面是因为压榨处理使得竹片
变得疏松 , 有利于制浆过程中化学药品的渗透 , 提
高处理效果 , 另一方面 , 新鲜竹子经压榨后 , 降低
残留浆中的竹沥液含量 , 可认为减少了带发色基团
苯环及助色基团甲氧基等有色物质的影响 。图 2
中 , 漂白 APMP竹浆返黄程度比未漂 APMP竹浆的
返黄程度高 , 具有同其他漂白高得率纸浆一样的易
返黄特性。
另外 , 不同的紫外光照时间 , 白度的下降速率也
不一样 , 说明不同光照时间内 , 纸张中残留木素引起
返黄的潜在发色结构也不相同 。Tschirner等 [ 6]发现 ,
还原云杉 TMP浆的羰基和醚化酚羟基后 , 可以阻止
浆的光返黄达 2 h, 然而继续进行光照 , 白度的下降
与未处理的浆料趋势相同 。Gierer等 [ 7]用重氮甲烷甲
基化磨木木素 , 发现甲基化酚羟基可降低 TMP浆的
返黄程度。图 1和图 2中 , 对于未漂和漂白的竹子
APMP浆 , 在前 6 h, 白度下降速率最快 , 可认为在
光返黄初期主要是由木素中的羰基 、 酚型结构等光氧
化反应造成 , 随着该结构的消耗 , 返黄速率下降 , 超
过 18h后返黄速率又有所提高 , 这可能是由于其他
发色基团的参与 。
2.2　APMP竹浆原料分析
粉单竹原料及 APMP制浆漂白过程中化学成分变
化见表 1。
表 1　APMP制浆漂白过程中粉单竹化学成分变化
未压出竹沥液粉单竹
原料 APMP竹浆
漂白 APMP
竹浆
压出竹沥液粉单竹
原料 APMP竹浆
漂白 APMP
竹浆
苯-醇
抽出物 /% 3.17 0.92 0.51 2.71 0.87 0.55
冷水
抽出物 /% 6.55 2.41 2.80 5.98 2.50 2.98
热水
抽出物 /% 8.10 4.22 5.70 7.56 4.37 5.53
1%NaOH
抽出物 /% 27.60 19.12 12.07 26.82 20.56 12.52
Klason
木素 /% 18.80 16.83 15.97 19.01 16.72 16.12
从表 1可以看出 , 竹子原料压出竹沥液后 , 苯 -
醇抽出物 、 1%NaOH抽出物 、 热水抽出物 、 冷水抽
出物含量都有所下降 , 说明脱除竹沥液的同时也除
去了部分抽出物 。而竹沥液的脱除对 APMP竹浆和
漂白 APMP竹浆的抽出物含量和木素含量影响不
明显 。
经 APMP制浆后 , 一定量的糖类和木素被降解溶
出 , 竹浆的抽出物含量明显降低 , 且木素含量也有所
降低。但 H2O2漂白后 , 冷水抽出物和热水抽出物的
含量有所提高 , 且热水抽出物含量的增加更为明显 ,
这是由于漂白主要是 H2O2破坏木素生成的各类发色
结构 (如对醌 、 邻醌等), 热水抽提对木素有一定的
溶出作用。
2.3　竹浆返黄过程中的抽出物
2.3.1　抽出物含量变化
返黄浆料在水中浸泡后有部分物质溶出 , 从图 3
23
竹沥液对粉单竹 APMP浆返黄的影响 第 25卷　第 2期
图 3　紫外光返黄过程中 APMP竹浆和漂白 APMP竹浆抽出物含量
可以看出 , 随紫外光照时间的延长和纸张返黄程度的
提高 , 抽出物的含量增加 。这是由于在紫外光和氧气
作用下 , 木素分子在生成各种发色结构的同时 , 也包
含木素分子内连接键的断裂 , 使木素分
子碎片化 , 小分子木素或苯环低聚物在
1%NaOH水溶液中溶出。 VanucciC等
研究发现 , 经紫外光照射后木素模型物
的 β-O-4醚键发生断裂 , 并有相应的单
体产物愈创木酚 、 苯乙酮和酮醇生
成 [ 8] 。紫外光照时间越长 , 光诱导降
解的木素分子越多 , 抽出物的含量提
高 。实验发现 , 紫外光照时间越长 , 抽
出物及其溶液的颜色越深 , 呈现橙黄
色 , 有更多物质溶出 。图 3(c)中 , 压
出竹沥液的未漂 APMP竹浆 1%NaOH
抽出物的含量高于未压出竹沥液的 , 这
可能是由于经过漂白后 , 降解的木素更
易溶出 , 但这并不影响其白度高于未脱
除竹沥液的竹浆 。
2.3.2　返黄竹浆水抽出物紫外光谱图
紫外光谱图中 , 木素在 205 nm和
280 nm处有吸收峰 , 这是木素特征吸
收峰 。 205 nm处为易溶于水的含芳香
环的低聚物的吸收峰 , 280 nm处主要
是木素中有氧取代的苯环吸收峰 [ 9] 。
(1)冷水抽出物
由图 4和图 5可以看出 , 冷水抽出
物在 205 nm和 280 nm处有吸收峰 , 说
明抽出物中含有木素 。随紫外光照时间
的延长 , 吸收峰的强度增大 , 可认为是
光照时间足够长时 , 木素结构中较难断裂的醚键也会
发生断裂 , 有更多的小分子木素溶解出来 , 同时生成
更多的发色基团 , 如共轭羰基等 。且 205 nm处的吸
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　第 25卷　第 2期 竹沥液对粉单竹 APMP浆返黄的影响
光度比 280nm处的吸光度的速率增加得快 , 可看成
在返黄过程中较易形成含芳香环的低聚物 , 而溶出的
低聚物结构中含有大量醌型结构 , 水溶液呈现出橙
黄色。
由图 4、图 5还可以看出 , 未压出竹沥液吸收峰
的吸光度比压出竹沥液的大 , 说明脱除竹沥液可减少
竹浆中的有色物质。漂白 APMP竹浆的冷水抽出物吸
光度大于 APMP竹浆的 , 漂白竹浆中含有更多的小分
子木素和有色物质 , 返黄程度较高。
(2)热水抽出物
在图 6和图 7中 , 在 280 nm处有明显的吸收峰 ,
且吸光度大于冷水抽出物的 , 有氧取代的苯环在热水
中较易溶出 。热水抽出物和冷水抽出物两者成分大体
相同 , 热水抽出物的数量较冷水抽出物多 。在 205
nm处 , 由于物质的吸收峰较多 , 掩盖了木素的特征
吸收峰 。
未压出竹沥液吸收峰的吸光度较
压出竹沥液的大 , 随返黄程度的增加 ,
吸收峰强度增大。漂白竹浆的吸收峰
强度较未漂竹浆的小 , 这是由于在高
温下溶出更多的木素 , 且未漂 APMP
浆的木素含量较高。
3　结　论
3.1　除去粉单竹中的竹沥液 , APMP
竹浆的白度可提高 2.57个百分点 , 漂
白 APMP竹浆的白度可提高 1.04个百
分点 , 且返黄值降低 。
3.2　对压出竹沥液后的竹子进行原料
分析发现 , 竹子的苯-醇抽出物 、 冷水
抽出物 、热水抽出物 、 1%NaOH抽出
物的含量都有所下降 , 脱除竹沥液的
同时也除去了部分抽出物 。
3.3　对返黄竹浆的水抽出物进行研究
发现 , 随返黄程度的增加 , 水溶液中
溶出的物质增多 , 脱除竹沥液可减少
竹浆中的有色物质。
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竹沥液对粉单竹 APMP浆返黄的影响 第 25卷　第 2期
EffectofSuccusBambusaeonYelowingofBambusaChungiAPMPPulp
LUOLian-xin1　CHENGLi-ping1　QIYuan-feng1　WANGShuang-fei1, ＊　ZHOUHong-jian2
(1.InstituteofLightIndustrialandFoodEngineering, GuangxiUniversity, Nanning, GuangxiZhuangAutonomousRegion, 530004;
2.HeilongjiangBeidahuangPaperIndustryCo., Ltd., Mishan, HeilongjiangProvince, 158328)
(＊E-mail:wangsf@gxu.edu.cn)
Abstract:TheefectofsuccusbambusaeonyelowingofbambusachungiiAPMPpulpwasinvestigated.Byremovingsuccusbambusae, the
brightnessofAPMPpulpandbleachedpulpwasimprovedby2.57% ISOand1.04%ISOrespectively.AfterUVirradiation, theyellowing
trendoftheAPMPpulpwasalsodecreased.Theextractivescontentofbamboomaterialwasreduced.Thestudyofyelowingpulpswater
extractivesindicatedthatmoredissolvedsubstanceswerereleasedwiththeincreasingofyelowing, andthecoloredmatersweredecreasedby
removingbambusachungi.TheresultshowedthattheremovalofsuccusbambusaecouldimprovethebrightnessofAPMPpulp, andreduce
yelowing.
Keywords:succusbambusae;APMPbamboopulp;yellowing
(责任编辑:赵旸宇)
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