全 文 ：试验研究
2009年 2月 第 28卷 第 2期
阔叶木具有纤维较短、杂细
胞含量高、木素含量低、生长迅速
等特点，是我国林纸一体化建设
的主要树种。桉木是世界范围内
广泛种植的造纸原料，在我国引
种已有 100多年的历史，种植面
积仅次于巴西居世界第二[1]。桉
木浆属于短纤维，具有松厚度好
和不透明度高等特点，特别适宜
于抄造各种印刷纸、书写纸、卫生
用薄纸等。
桉树 CTMP在许多纸种中成
为主要配料[2]。桉木品种繁多，不
同的树种，其制浆造纸性能之间存
在很大的差异。本文选取细叶桉，
通过对其纤维形态、化学成分以及
制浆特性的实验研究，为细叶桉积
累基本物性数据，以扩大其在制浆
造纸工业中的应用范围。
1 试验
1.1 材种
细叶桉产地广东，树龄为 5
年生。桉树砍伐后经人工剥皮、机
械削片后自然风干，经筛选除去
过大和过小木片，备用。
1.2 化学成分分析
经筛选后的木片置入粉碎机
中磨成细粉，过筛，选取能通过 40
目而不能通过 60目的细末，晾至
室温风干后，贮存于 1 000mL具
有磨砂玻璃塞的广口瓶中。
化学成分的测定根据国家有
关标准[3]规定的方法进行。
1.3 纤维形态分析
1.3.1 细胞壁、腔径的测定
将试材剖切为宽 1cm ，长
2～3cm的木块，用氢氟酸在 40~
50℃环境下软化 2~3天，经冲洗
后切片，再用赫氏染色剂染色制
片，并用无水乙醇进行逐级脱水
处理，将切片置于显微镜载物台
上，选择有 20个代表性的细胞横
切面的视场，用目镜测微尺分别
测量纤维细胞的壁厚及胞腔直
径，通过测量值计算出纤维的壁
腔比。
1.3.2 纤维长度、宽度的测定
取有代表性的风干木片剖切
成火柴杆大小，采用四分法取适
量，放在水中多次煮沸，并换水数
次，以排除试样中的空气，使试样
条下沉。然后将 1∶1的冰醋酸、过
氧化氢（30%~35%）溶液及试样
放入带螺口盖的耐热塑料瓶中，
置于保温箱中、60℃的温度下，浸
泡试样约 30~48h，使试样变白，
纤维分散。分散好的试样经过充
分洗涤后，制成滤片或 0.05%浓
度的纤维悬浮液。用赫氏染色剂
进行染色制片，观察纤维形态，使
用 S/N LDA96 电子显微镜测定
纤维的长度和宽度。长度测定时
每个样品测 3 000~5 000 根纤
维；宽度测定时，在每个切片上取
3~4个区域，每个区域测定完整
纤维的宽度最宽处数据，共采集
300~400根纤维，取其算术平均
值。
1.4 CTMP制浆性能研究
合格木片经洗涤除去泥沙
后，置于水中，室温浸泡过夜，预
汽蒸时间 10min，采用 1∶4压缩比
进行挤压。化学预处理方法：将木
片放入温度为 75℃、给定浓度的
药液中浸渍 30min，移去游离药
液，继续浸渍 15min，化学预处理
物料浓度在 25%左右。磨浆机采
细叶桉原料分析与 CTMP法制浆性能
●陈 希，王志杰，王 建
（陕西科技大学造纸工程学院，陕西西安 710021）
摘要：对细叶桉纤维形态和化学成分进行测定和分析，并研究其 CTMP 的制浆性能，旨在为其用于制浆造纸提供必
要的基础数据。 研究结果表明，细叶桉纤维柔性好，成纸表面细腻，为优质的制浆造纸原料，用于制 CTMP 浆，能得到
较高的得率和白度。
关键词：阔叶材；纤维形态；化学成分；CTMP 浆
中图分类号：TS743 文献标识码：A 文章编号：1001-6309(2009)02-0022-03
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DOI:10.13472/j.ppm.2009.02.007
试验研究
Paper and Paper Making Vol.28 No.2 Feb 2009
试样 DTPA用量/%
NaOH用量
/%
Na2SO3用量
/%
1 0.3 2.0 2
2 0.3 2.0 4
3 0.3 2.0 6
4 0.3 2.0 8
表 1 细叶桉CTMP 化学预处理用药条件
用 BXP-300高浓盘磨机。浆料充
分洗涤后，在 90℃温度和 2%浓
度下消潜 15min，然后在 0.2mm
平板筛上筛选后浓缩。预处理用
药条件见表 1。
桉木 CTMP制浆工艺流程如
下：
木片→筛选→水浸渍→预汽
蒸→挤压→化学浸渍→磨浆→洗
涤→消潜→筛选→浓缩
2 结果与讨论
2.1 原料的纤维形态分析
对试样的纤维形态进行综合
测定和统计计算，并与产自安徽
的 5年生杨木进行比较，其测定
结果见表 2。
由表 2可以看出，细叶桉的
纤维长度为 0.89mm，较杨木小，
在长宽比方面，细叶桉为 51，比
杨木的长宽比要大。以往的经验
认为，纤维长宽比小于 30的原
料，其制浆造纸价值较低[4]。在一
定范围内，一般细而长的纤维在
造纸时将产生较好的纤维交织能
力，故而成纸强度较好，以撕裂度
最为明显。但如纤维过长则成纸
匀度下降，结构上会产生一些薄
弱点，反而纸张强度降低，且外观
不好。可以预测细叶桉用于造纸，
成纸时单位面积中纤维之间相互
交织的次数多，纤维分布细密，成
纸强度高，特别是撕裂度、裂断
长、耐折度等强度指标。
生产实践表明，长宽比相似而
柔软性不同的纤维，抄造的纸页强
度性质差别甚大，纤维的柔软程
度通过壁腔比来表现。细胞壁薄
而腔大的纤维柔软性好，相互间
易于结合，抄成的纸张强度较大；
细胞壁厚腔小的纤维比较挺硬，
彼此结合差、成纸强度较低[4]。
由表 2可以看出，细叶桉的
壁腔比小于 1，较杨木稍大些。纤
维细胞的壁厚及细胞腔直径的大
小根据原料的种类、部位以及生
长季节不同而有差异，也是影响
纸张物理性能的主要因素之一。
综合以上纤维形态分析，细
叶桉纤维形态较好，是较为优质
的制浆造纸原料，但是仅凭借纤
维形态分析来断定某种原料的优
劣，具有片面性，需要对原料进一
步进行化学成分分析。
2.2 原料的化学成分分析
细叶桉化学成分测定后与产
自安徽的 5年生杨木进行比较，
结果见表 3。
造纸纤维原料中的灰分含量
对生产普通纸张影响不大，但生
产绝缘纸和精制浆时则需在制浆
过程中控制灰分含量。由表 3可
见，细叶桉灰分含量非常低，仅为
0.35%。
综纤维素包括纤维素和半纤
维素，也即碳水化合物总量，是鉴
别植物纤维原料制浆造纸使用价
值的重要指标。由表 2可以看出，
细叶桉的综纤维素含量比较高，
超过了 82%。
在植物纤维原料的主要成分
中，木素是制浆造纸过程中需要
去除的部分，无论采取何种制浆
和漂白工艺，大都伴随着木素的
脱除和木素化学结构的变化，因
此，木素含量的测定是造纸工业
重要的分析指标之一。
由表 3可见，细叶桉的热水
抽出物含量稍微偏高，所以在制
浆过程中为了去除聚糖类、果胶
质以及单宁、色素等多酚类物质，
细叶桉的耗碱量要稍微大些。1％
NaOH抽出物中除了溶出热水可
抽提出的物质外，还可溶出部分
木素、戊聚糖、己聚糖、树脂及糖醛
酸等。分析桉树等热带速生材时，
1％NaOH 抽出物含量在一定程
度上反映了多酚类物质的含量[5]。
苯醇混合液的溶解性能比单一的
溶剂强，不仅能溶出树脂、脂肪与
蜡，还可以从原料中抽提出可溶
性单宁和色素，从表 3可以看出，
细叶桉的苯醇抽出物含量为
1.13%，不是很高。所以综合考虑
热水和有机溶剂抽出物，细叶桉
所含的单宁及多酚类化合物比较
多。
由于细叶桉所含的单宁及其
他多酚类化合物比较多，本研究
对其木粉的苯醇抽出物作了红外
光谱分析。结果表明多酚类和 1、
3、4、5位有取代基的芳香环化合
物也被抽提出来。
2.3 细叶桉 CTMP制浆性能
采取不同预处理条件，细叶
表 2 试样的纤维形态数据
材种
纤维
长度
/mm
宽度
/μm
腔径
/μm
双倍
壁厚
/μm
长宽
比
壁腔
比
细叶桉 0.89 17.45 6.63 5.11 51 0.77
杨木 1.08 26.41 17.06 9.35 41 0.25
表 3 化学成分测定 单位：%
材种 灰分
热水
抽出
物
1%NaOH
抽出物
苯-醇
抽出物
综纤
维素
细叶桉 0.35 3.72 10.57 1.13 82.42
杨木 0.52 2.25 19.64 1.94 81.32
Klason
木素
19.33
17.04
聚戊
糖
20.15
22.71
23
试验研究
2009年 2月 第 28卷 第 2期
收稿日期：2008-10-27
Chemical Components Analysis and CTMP Pulping of Eucalyptus
CHEN Xi,WANG ZHI-jie ,WANG Jian
(Shaanxi University of Science and Technology, Xian, Shaanxi Province, 710021 China)
Abstract：This paper reported the chemical components and the fibre configuration of the eucalyptus, and dealed with the
behavior of south China eucalyptus in CTMP. The obtained data could provide a reference for utilizing this material in pulp and paper
making. The results showed that eucalyptus CTMP was higher in yield and whiteness, and it was a good materials for pulp and paper
making.
Key words：eucalyptus; fibre configuration; chemical components; CTMP pulp
桉 CTMP得率可达到 81%，原浆
白度也超过了 40%ISO，强度方
面也得到了较好的效果。影响
CTMP 制浆性能的因素很多，如
预处理用药量及其之间的配比，
预浸渍的温度和时间等。为改进
细叶桉 CTMP浆的得率、白度和
强度性能，进行了不同 Na2SO3用
量的制浆实验。
2.3.1 Na2SO3用量不同对 CTMP
得率和白度的影响
Na2SO3用量对 CTMP得率和
白度影响如图 1所示。
由图 1 可以看出，细叶桉
CTMP的得率随 Na2SO3用量的增
加先升后降，在 Na2SO3用量为
4%的时候达到最大值。这是因为
Na2SO3 浸渍在木素上引入磺酸
基，磺酸基是亲水基团，使木素永
久性软化，有助于纤维分离，从而
可增加纤维的柔软性和结合强
度。适当增加 Na2SO3用量可以提
高得率，即磺酸度提高，磺化作用
从胞间层向纤维壁转移，使纤维
的分离效果更好，从而有利于药
液的渗透，使纤维细胞壁的初生
壁和次生壁 S1层中的半纤维素
膨润而容易剥落，次生壁中层暴
露，以便在磨浆过程中发生纤维
帚化，从而提高得率。但是随着
Na2SO3用量的进一步增加，由于
反应过程中纸浆的溶出物也增
多，使得率降低。
在白度方面，从图 1可知，白
度随着 Na2SO3用量的增加缓慢
提高，幅度不是很大。
2.3.2 细叶桉 CTMP浆强度分析
由于预处理用药条件不同，
所得浆料的游离度会有所不同，
为了便于比较不同预处理条件下
浆的强度参数，将不同浆样在
PFI磨浆机中将试样磨至游离度
为 350mL。主要对抗张强度、撕裂
指数和耐破指数进行了分析，浆
强度比较结果见图 2。
从图 2 可以看出，随着
Na2SO3 用量的增加，CTMP 浆的
裂断长在 4 000m范围内呈波浪
形变化，但较为平缓。撕裂指数随
着 Na2SO3用量的增加先升后降，
在 Na2SO3用量为 6%的时候达到
最高。随着 Na2SO3用量的增加，
耐破指数总体呈上升趋势，但增
加值并不是很高。总体来说，化学
预处理过程中 Na2SO3的用量对
成浆强度会有一定影响，但不是
影响浆强度的主要因素。
3 结论
细叶桉具有较好的纤维形
态，其纤维长度虽不是很长，但其
宽度也较小，且纤维柔性好，成纸
表面细腻。采取不同预处理条件，
细叶桉 CTMP得率可达到 81%，
原浆白度也超过了 40%ISO，浆
强度方面也得到了较好的效果。
调整化学药品总用量及其之间的
配比，可制取不同物理强度的
CTMP浆，经过氧化氢漂白后可
用于抄造不同等级的优质印刷
纸，是一种极具开发价值的制浆
造纸原料。
参考文献：
[1]顾民达. 我国制浆原料林基地建设现状
与发展对策（续）[J]. 中华纸业，2004，25
(3)：20- 23
[2]徐学.我国 CTMP的生产及发展趋势[J].
湖南造纸，1997(3)：22- 24.
[3]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：
25- 48.
[4]杨淑蕙.植物纤维化学[M].北京：中国轻
工业出版社，2002：44.
[5]谢益民，伍红，等.桉木 CTMP法制浆过
程中化学成分的变化[J].中国造纸学报，
1999，14：22.
图 1 Na2SO3用量对细叶桉 CTMP
得率和白度的影响
图 2 Na2SO3用量对细叶桉 CTMP浆
强度性能的影响
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