全 文 ：作者简介:霍淑媛，女，硕士研究生，主要从事制浆造纸方面的研究。
* 基金项目:国家林业局 948 课题资助项目(2006 － 4 － 96)。
粗皮桉 AS － AQ法制浆特性的研究*
霍淑媛 姚春丽 赵星
(北京林业大学材料科学与技术学院，北京 100083)
摘 要:桉木是造纸工业生产的重要原料，具有优良的制浆造纸性能，本研究首次采用粗皮桉为原料，研究其制浆
性能，为造纸工业生产提供理论数据。实验的主要结果如下:家系 123 粗皮桉 AS － AQ法蒸煮最佳工艺条件为总碱
量(以 Na2O计)25%，亚硫酸化度(以 Na2O计)0． 5，蒽醌 0． 08%，NP － 10 用量 0． 3%，保温时间 160min，最高蒸煮
温度 170℃，液比 1∶ 4． 5，家系 200 的最佳工艺条件为总碱量(以 Na2O计)23%，亚硫酸化度(以 Na2O计)0． 50，蒽醌
0． 08%，NP － 10 用量 0． 3%，保温时间 150min，最高蒸煮温度 170℃，液比 1∶ 4． 5。
关键词:粗皮桉;AS － AQ浆;家系
中图分类号:TS749 + ． 1 文献标识码:A 文章编号:1671 － 4571(2012)01-0006-04
随着经济的飞速发展，我国对纸和纸板产品的
需求正处于高增长阶段。2009 年纸和纸板的消费
量比 2008 年增长 8． 0%，达到 8569 万 t，而美国则跌
破 8 000 万 t，我国第一次在生产和消费的总量都处
于世界首位，中国已成为世界造纸大国［1］。
桉木属于桃金娘科(Myrlaeea) ，桉树属(Euca-
lyptus) ，俗称尤加利树，桉木是在世界范围内广泛种
植的造纸原料，其纤维优良且蒸煮浆的得率较
高［2］。我国引种适于热带和亚热带生长的桉木已
有一百多年的历史，共引进了 300 多种桉树，至
2000 年，全国人工成片种植面积 154 多万公顷，四
旁植树 18 亿株，仅次于印度和巴西位居世界第
三［2］。品种主要有柳叶桉、蓝桉、柠檬桉、巨桉、巨
尾桉、尾叶桉、隆缘桉、雷林桉等，主要分布在广东、
广西、湖南、云南、福建、四川、江西等省区，在北纬
23o 以南雨量 1000mm 左右的地域生长较快，28 －
30o坡地即可适于生长。粗皮桉(Eucalyptus pellita)
原产于澳大利亚，在原产地是重要的用材树种和优
良的水源涵养树种，广泛用于枕木造船、建筑等用
材等［3 － 4］。
在我国，1986 年开始在海南半干旱地区进行引
种实验［5］，几年后广泛种植于广东、广西、海南等
地，但至今，在制浆造纸方面，粗皮桉尚未被合理利
用。赵星［6］等对不同种源粗皮桉的化学组成特性
进行了研究，表明家系 123、200 的制浆造纸适应性
相对较好。因此，为了探讨利用粗皮桉用于造纸的
可能性，本文以家系 123、200 两种具有较好制浆性
能的粗皮桉为研究对象，研究其制浆性能。
1 实验
1． 1 实验原料
实验所用的原料为粗皮桉，边材灰褐色，心材红
褐色，心边材区别明显，界限分明。质量重，具光泽，
无特殊气味和滋味，纹理直，结构细，均匀。此次所
用的样木粗皮桉 123，200 均采自广东湛江，桉木采
集方法按照国家标准 GB1930． 41—1991 进行，切片
后，挑选 30mm ×20mm ×3mm的木片。
1． 2 实验设备
ZQS1 型电热回转式蒸煮锅:西北轻工业学院机
械厂生产。
1． 3 实验方法
实验所用的蒸煮设备为装有四罐的 0． 015m3
电热蒸煮锅，每罐容积为 0． 0012m3，装绝干木片
150g。放大实验在容积为 0． 015m3 的电热蒸煮锅中
进行。
粗皮桉 AS － AQ 添加表面活性剂法制浆中，亚
硫酸化度，总碱量，蒽醌用量，表面活性剂用量和后
保温时间是主要影响因素，本实验以壬基酚聚氧乙
烯醚(NP －10)和十二烷基苯磺酸钠(LAS)作为添
加的助剂，通过单因素实验探索粗皮桉 AS － AQ 制
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Paper Science ＆ Technology 2012 Vol． 31 No． 1
浆条件。
蒸煮曲线为:
初温 →
25min
80℃ →
60min
145℃ →
30min
145℃ →
30min
170℃
保温
→
Xmin
170℃
1． 4 性能检测与分析
卡伯值的测定参见 GB1547 － 79;
白度用 YQ － Z － 48B 数字显示 ISO 白度仪测
定;
黏度按 GB /T1548 － 1989 用铜乙二胺法测定。
2 结果与讨论
2． 1 亚硫酸化度对试验结果的影响
图 1 亚硫酸化度对试验结果的影响
由图 1 可以看出，卡伯值随亚硫酸化度的增加
而上升，说明随着亚硫酸化度的增加，药液中的氢氧
化钠含量下降，碱度降低，药液溶出木素的速率降
低，木素脱出效果不佳，致使卡伯值不断上升;细浆
得率随亚硫酸化度的增加现上升后下降，在亚硫酸
化度为 0． 50 时，得率达到最大值，说明当亚硫酸化
度在 0． 45 － 0． 50 之间变化时，药液中的 NaOH含量
较高，药液渗透速度明显，出现过煮现象，亚硫酸化
度达到 0． 5 时，蒸煮液中 NaOH和 Na2SO3 的配比适
当，蒸煮效果最好，细浆得率最高，当亚硫酸化度大
于 0． 50 时，药液中的碱度不够，渗透作用不强，木素
脱出效果不好，致使细浆得率降低。综上所述，亚硫
酸化度在 0． 5 为佳。
2． 2 总碱量对试验结果的影响
由图 2 可以看出，卡伯值随总碱量的增加而下
降，细浆得率随总碱量的增加而上升，说明总碱量增
加时，药液的渗透效果较好，木素脱出较多，蒸煮效
果较好。综上所述，总碱量在 25%较好。
图 2 总碱量对试验结果的影响
2． 3 蒽醌用量对试验结果的影响
图 3 蒽醌用量对试验结果的影响
由图 3 可以看出，卡伯值随蒽醌用量的增加而
降低，其用量在 0． 02% ～ 0． 04%之间变化最为明
显，用量大于 0． 04%之后，卡伯值下降不明显。细
浆得率随蒽醌用量先上升后下降，在用量达到
0． 08%时，得率最高，大于 0． 08%后，细浆得率略有
下降，说明在用量低于 0． 08%时，蒽醌提升脱木素
效果明显，蒸煮效果较好，细浆得率不断上升，当用
量大于 0． 08%时，蒽醌促进脱木素效果不再显著，
因此蒽醌用量 0． 08%最佳。
2． 4 NP － 10 用量对试验结果的影响
图 4 NP － 10 用量对试验结果的影响
由图 4 可以看出，卡伯值随 NP － 10 用量的增
加不断降低，细浆得率随 NP － 10 用量的增加先上
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《造纸科学与技术》 2012 年 第 31 卷 第 1 期
升后下降，再逐渐趋于平稳。在 NP － 10 用量小于
0． 5%时，卡伯值下降较为明显，用量大于 0． 5%时，
卡伯值下降速度开始缓慢。NP －10 用量小于0． 2%
时，细浆得率不断上升，用量为 0． 2%时，细浆得率
达到最大值，当用量大于 0． 2%时，细浆得率开始略
有降低。因此，NP －10 用量在 0． 3%为最佳。
2． 4 保温时间对试验结果的影响
图 5 保温时间对试验结果的影响
由图 5 可以看出，卡伯值随保温时间的增加而
降低，细浆得率随保温时间的增加先上升后下降。
保温时间越长，药液与木素反应越彻底，木素脱出效
果越好，卡伯值越低。但是保温时间过长会导致得
率的降低，当保温时间大于 160min 时，碳水化合物
溶出会增加而导致细浆得率降低，所以综合考虑保
温时间在 160min最佳。
综上所述，结合各因素对细浆得率和卡伯值的
影响，考虑节约药品，节省能耗，选取最佳工艺条件
进行放大，即卡伯值接近的情况下，细浆得率越高越
好。因此，家系 123 的最佳工艺条件:总碱量(以
Na2O计)25%，亚硫酸化度(以 Na2O 计)0． 5，蒽醌
0． 08%，NP －10 用量 0． 3%，保温时间 160min，最高
蒸煮温度 170℃，液比 1 ∶ 4． 5。
2． 6 放大实验
根据最佳工艺对家系 123 进行放大实验，总碱
量(以 Na2O 计)25%，亚硫酸化度(以 Na2O 计)
0． 5，蒽醌 0． 08%，NP － 10 用量 0． 3%，保温时间
160min，最高蒸煮温度 170℃，液比 1 ∶ 4． 5。
考虑到家系 200 的化学组成和纤维形态与家系
123 相差不多，但密度小于家系 123，因此，对蒸煮条
件进行适当的调整，进行蒸煮试验，最终选定家系
200 的蒸煮工艺条件为:总碱量(以 Na2O 计)23%，
亚硫酸化度(以 Na2O计)0． 5，蒽醌 0． 08%，NP － 10
用量 0． 3%，保温时间 150min，最高蒸煮温度
170℃，液比 1 ∶ 4． 5。
用选定的最佳工艺条件分别对家系 123 和 200
粗皮桉进行蒸煮实验，蒸煮试验结果见表 1。
表 1 粗皮桉蒸煮实验结果对比
添加助剂
细浆得率
/%
卡伯值
黏度
/mL·g － 1
白度
/% ISO
残碱
/ g·L －1
123 无添加 46． 5 14． 9 930 28． 5 6． 7
123 添加 NP10 48． 0 14． 8 953 28． 9 6． 9
123 添加 LAS 47． 3 14． 3 940 29． 2 6． 8
200 无添加 45． 8 15． 5 980 28． 5 7． 1
200 添加 NP10 47． 8 14． 5 1014 28． 9 7． 3
200 添加 LAS 46． 3 13． 0 998 28． 7 7． 0
由表 1 中可以看出，在最佳工艺条件下，添加表
面活性剂可以提高 AS － AQ制浆得率，降低卡伯值，
壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠的添加都可
以很好地改善粗皮桉 AS － AQ 的制浆性能，壬基酚
聚氧乙烯醚的效果更为显著，但就应用现状看来，十
二烷基苯磺酸钠因为来源广，价格比较便宜，所以工
业上应用较多。壬基酚聚氧乙烯醚因为长期依靠进
口，成本较高，在工业上的应用受到一定的限制，但
由吉林石化公司电石厂采用乙氧基生产技术生产的
壬基酚聚氧乙烯(10)醚产品，其产品性能及技术指
标均处于国内领先水平，部分技术指标达到了国际
同类产品的先进水平，在一定程度上缓解了国内市
场的需求和依赖进口的状况，可以逐渐成为造纸工
业广泛使用的添加助剂。
综上所述，粗皮桉 AS － AQ制浆适应性能很好，
是一种优良的造纸用材，可以用于造纸工业，同时考
虑到蒸煮药品的消耗，纸浆得率，黏度等方面，家系
200 的蒸煮性能略优于家系 123。
3 结论
3． 1 家系 123 和 200 的密度较大，采用 AS － AQ法
制浆时，药液渗透较为困难，添加表面活性剂可以改
善蒸煮效果，提高得率，降低卡伯值。壬基酚聚氧乙
烯醚和十二烷基苯磺酸钠都可以很好地改善粗皮桉
AS － AQ蒸煮效果，壬基酚聚氧乙烯醚的效果略为
显著。
3． 2 最终确定家系 123 的最佳工艺条件为总碱量
(以 Na2O 计)25%，亚硫酸化度(以 Na2O 计)0． 5，
蒽醌 0． 08%，NP －10 用量 0． 3%，保温时间 160min，
最高蒸煮温度 170℃，液比 1∶ 4． 5。
3． 3 家系 200 的最佳工艺条件为总碱量(以 Na2O
计)23%，亚硫酸化度(以 Na2O 计)0． 5，蒽醌
0． 08%，NP －10 用量 0． 3%，保温时间 150min，最高
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Paper Science ＆ Technology 2012 Vol． 31 No． 1
蒸煮温度 170℃，液比 1 ∶ 4． 5。
3． 4 在蒸煮最佳煮条件下，所获得的纸浆性能为:
家系 123 的纸浆卡伯值为 14． 8，细浆得率为 48．
0%，白度为 29． 2% ISO，黏度为 953mL /g;家系 200
的纸浆卡伯值为 14． 5，细浆得率为 47． 8%，白度为
28． 9% ISO，黏度为 1014mL /g。家系 200 的纸浆性
能略优于家系 123。
参 考 文 献
［1］ 黄润斌．现代造纸与林业［J］．纸和造纸，2010，29(12)1 － 3．
［2］ 马邕文，周深桥．尾叶桉硫酸盐法蒸煮工艺条件的优化［J］．造
纸科学与技术，2003，22 (6) :8．
［3］ 谈滔，姚春丽，徐吉东 等．尾巨桉 KP － AQ 浆不同漂白程序的
研究［J］．纸和造纸，2008，27(3) :36 － 39．
［4］ 毛大伟，姚春丽，孙维昕 等．蒸煮助剂在尾巨桉 AS － SAQ制浆
中的应用研究［J］．造纸化学品，2008，20(4) :33 － 36．
［5］ 祁述雄．中国桉树［M］．北京:中国林业出版社，2002．
［6］ 赵星，姚春丽，田睿 等．不同种源粗皮桉的化学组成特性研究
［J］．造纸科学与技术，2009，28(1) :6 － 11．
Study on the AS-AQ Pulping Performance of Eucalyptus Pellita
Huo Shu-yuan Yao Chun-li Zhao Xing
(College of Material Science and Technology ，Beijing Forestry University，Beijing 100083，China)
Abstract:Eucalyptus pellita is an important raw material in papermaking industry． This research discussed the AS
－ AQ pulping performance of Eucalyptus pellita as a new resource in papermaking industry． The optimal pulping
conditions are as follows:for family 123:dosage of alkali (as Na2O)is 25%;sulfitation is 0． 50;dosage of NP －
10 is 0． 3 %;dosage of AQ is 0． 08%;time to maximum temperatare is 160min;maximum temperature is 170℃;
liquor to wood ratio is 4． 5∶ 1;for family 200:dosage of alkali (as Na2O)is 23%;sulfitation is 0． 50;dosage of NP
－ 10 is 0． 3 %;dosage of AQ is 0． 08%;time to maximum temperature is 150min;maximum temperature is 170℃;
liquor to wood ratio is 4． 5∶ 1．
Key words:Eucalyptus pellita;AS － AQ pulp;
檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸
family
(上接第 62 页)
Improvement and Application of Silicone Defoamer
Specialized in Papermaking
Wen Xiao-gang 1，2 Liu Guang-bin1 Yan hui2 Xiong Chun-lan1
Huang Zhong1 He Lei1 Zhao Xiao-xia
(1． Science College of Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，Jiangxi China;
2． Nanchang Longran Co． Ltd，Nanchang 330100，Jiangxi，China)
Abstract:Adding mineral oil，polyether，aliphatic alcohol and modified silicone (X － 1，X － 2 and X － 3)to
common silicone defoamer，we prepared a series of papermaking specialized silicone defoamers with new perform-
ance． The effects of types and quantity of modifying agents on the performance of defoamers，such as physicochemi-
cal properties，stability and antifoam ability were studied． The results show that adding modifying agents had few
effect on silicone defoamers’physicochemical properties and stable centrifugally homogeneity in 3000rpm，but sig-
nificantly improve their antifoam ability，only 3． 0% of modified silicone can double enhance the antifoam ability of
defoamer to black liquor foam in comparison with the mineral oil，polyether and aliphatic alcohol modification，es-
pecially X － 2 and X －3． Finally，choosing 5． 0% of silicone X － 3 as the optimized modified conditions，the prod-
uct’s advantage is remarkable in paper mills compared with other silicone defoamers．
Key words:silicone;papermaking;defoamer
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《造纸科学与技术》 2012 年 第 31 卷 第 1 期