全 文 ：第 ww卷 第 u期
u s s {年 u 月
林 业 科 学
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ƒ ¥¨qou s s {
小黑杨幼龄材与成熟材制浆性能的比较
高 慧t 刘杏娥u 张利萍t 张亚伟t 方小东t
kt q安徽农业大学林学与园林学院 合肥 uvssvy ~ u1 国际竹藤网络中心 北京 tsstsul
摘 要 } 以小黑杨幼龄材和成熟材为研究对象 o分析比较其化学组成 !纤维形态和制浆性能 ∀结果表明 }幼龄材
的苯醇抽出物 !纤维素 !木质素含量高于成熟材 o综纤维素含量低于成熟材 ~幼龄材的纤维平均长度低于成熟材 ∀
分别采用硫酸盐法制浆正交试验 o分析得出 }保温时间 !用碱量对幼龄材的纸浆得率和卡伯值的影响非常显著 ~用
碱量和保温时间对成熟材的纸浆卡伯值影响非常显著 ~在相同蒸煮条件下 o幼龄材比成熟材纸浆得率高 o卡伯值和
聚合度低 ∀
关键词 } 小黑杨 ~幼龄材 ~成熟材 ~纤维形态 ~制浆性能
中图分类号 }×≥zwv 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{lsu p sttt p sx
收稿日期 }ussy p s{ p tt ∀
基金项目 }安徽省教育厅自然科学基金kussyŽsv{≤l !国家自然科学基金kvsuvswusl !安徽农业大学创新团队资助 ∀
Χοµ παρισον ον τηε Πυλπινγ Προπερτψ βετωεεν ϑυϖενιλε ανδ Ματυρε
Ωοοδ οφ Ποπυλυσσιµονιι ≅ Πqνιγρα
Š¤² ‹∏¬t ¬∏÷¬±ªπ¨ u «¤±ª¬³¬±ªt «¤±ª ≠¤º¨ ¬t ƒ¤±ª ÷¬¤²§²±ªt
kt qΧολλεγε οφ Φορεστρψανδ Γαρδενινγ o Ανηυι Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψ Ηεφει uvssvy ~ u qΙντερνατιοναλ Χεντερφορ Βαµβοο ανδ Ρατταν Βειϕινγtsstsul
Αβστραχτ } Œ± ²µ§¨µ·²©¬±§²∏··«¨ §¬©©¨µ¨±¦¨ ¥¨·º¨ ±¨ ­∏√¨ ±¬¯¨ ¤±§ °¤·∏µ¨ º²²§²© Ποπυλυσ σιµονιι ≅ Πqνιγραo·«¬¶³¤³¨µ
¦²°³¤µ¨§·«¨¬µ¦«¨ °¬¦¤¯ ¦²°³²¶¬·¬²±o©¬¥¨µ°²µ³«²¯²ª¼ ¤±§·«¨ ³∏¯³¬±ª ³µ²³¨µ·¼q ׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤··«¨ ¦²±·¨±·¶²©
³«¨ ±¨ ·«¼¯ ¤¯¦²«²¯ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ ¶o ¦¨¯¯∏¯²¶¨ ¤±§ ¬¯ª±¬± ¬± ·«¨ ­∏√¨ ±¬¯¨ º²²§ º¨ µ¨ «¬ª«¨µ·«¤± ·«²¶¨ ¬± ·«¨ °¤·∏µ¨ º²²§o·«¨
«²¯²¦¨¯¯∏¯²¶¨ ¦²±·¨±·¶¬±·«¨ ­∏√¨ ±¬¯¨ º²²§º¨ µ¨ ²¯º¨ µ·«¤±·«²¶¨ ¬±·«¨ °¤·∏µ¨ º²²§q׫¨ ©¬¥¨µ¯ ±¨ª·«¬±·«¨ ­∏√¨ ±¬¯¨ º²²§º¤¶
²¯º¨ µ·«¤±·«¤·¬±·«¨ °¤·∏µ¨ º²²§q„§²³·¬±ª²µ·«²ª²±¤¯ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·²± ®µ¤©·³∏¯³¬±ªoº¨ ¤±¤¯¼¶¨§·«¤·¬·º¤¶√¨ µ¼¶¬ª±¬©¬¦¤±·©²µ
·«¨ «¨¤·³µ¨¶¨µ√¤·¬²±·¬°¨ ¤±§·«¨ §²¶¤ª¨ ²©¤¯®¤¯¬·²·«¨ ³∏¯³¬±ª¼¬¨ §¯¤±§®¤³³¤±∏°¥¨µ²©·«¨ ­∏√¨ ±¬¯¨ º²²§o·«¤·¬·º¤¶¤¯¶²
√¨ µ¼¶¬ª±¬©¬¦¤±·©²µ·«¨ §²¶¤ª¨ ²©¤¯®¤¯¬¤±§·«¨ «¨¤·³µ¨¶¨µ√¤·¬²±·¬°¨ ·²·«¨ ®¤³³¤±∏°¥¨µ²©·«¨ °¤·∏µ¨ º²²§q ’±·«¨ ¶¤°¨
·¨¦«±¬¦¤¯ ¦²±§¬·¬²±¶²© ³∏¯³¬±ªo·«¨ ³∏¯³ ²©·«¨ ­∏√¨ ±¬¯¨ º²²§¬¶«¬ª«¨µ¬± ¼¬¨ §¯ ¤±§ ²¯º¨ µ¬± ®¤³³¤ ±∏°¥¨µ¤±§ §¨ªµ¨¨ ²©
³²¯¼°¨ µ¬½¤·¬²±·«¤±·«¤·²©·«¨ °¤·∏µ¨ º²²§q
Κεψ ωορδσ} Ποπυλυσσιµονιι ≅ Πqνιγρα~­∏√¨ ±¬¯¨ º²²§~°¤·∏µ¨ º²²§~©¬¥¨µ°²µ³«²¯²ª¼~³∏¯³¬±ª³µ²³¨µ·¼
小黑杨k Ποπυλυσσιµονιι ≅ Πqνιγραl属杨柳科k≥¤¯¬¬l杨属k Ποπυλυσl o是青杨派与黑杨派的杂交品种 o经过
黑龙江 !吉林 !山西等地区复选 !试种和推广 o证明小黑杨适应性广泛 o具有速生 !抗寒 !耐旱 !抗病虫 !树干通
直圆满 !材质洁白等优点k成俊卿 ot|{x ~中国林业科学院林业研究所 ot|x{ ~王世绩 ot||xl ∀木材在形成过
程中 o一般分为幼龄材和成熟材 o有关它们的细胞形态和物理力学性质方面的差异报道较多 o一般认为幼龄
材的物理力学性能比成熟材差 o抗拉强度 !弹性模量和抗弯强度均不同程度地低于成熟材k°¤±¶«¬± ετ αλqo
t|{s ~²¥¨¯ ετ αλqot|{| ~鲍甫成等 ot||{ ~骆秀琴等 oussu ~戴芳天等 oussv ~刘迎涛等 oussxl ∀但是幼龄材和
成熟材在制浆造纸方面是否存在差异至今未见报道 ∀随着纸张需求量的增加以及短周期人工林的发展 o如
何合理利用小黑杨幼龄材和成熟材制浆造纸 o对促进我国林纸一体化的发展有着重要意义 ∀本文研究小黑
杨木材幼龄材和成熟材的化学组成 !纤维形态以及制浆性能 o为小黑杨的工业化利用提供一定的理论依据 ∀
t 材料与方法
111 原料与试样制备
小黑杨采自山西省朔州市薛家庄林场 o树龄为 uz ∗ u{年 ∀按照国家标准 Š…Π× uyzz1t p t||v o在同一块
标准地共采集 w棵 o将基部 !梢部和中部的 ux ¦°木墩用剥皮刀把表皮全部剥尽 o然后锯解成 v ∗ w ¦°厚的圆
盘 o用电工刀分成熟材和幼龄材切成小薄片 o充分混合 o按四分法采取均匀样品木片约 u sss ª∀风干后 o置
入粉碎机中磨成细末 o截取能通过 ws目而不能通过 ys目筛的样品 ∀凉至室温后 o贮存于 t sss °带有磨砂
玻璃塞的广口瓶中 o用于化学组成的测定 ∀另外将薄片劈成火柴棒大小 o长 ≅宽 ≅厚为kvs ∗ wsl °° ≅ ky ∗
zl °° ≅ kv ∗ xl °° o选择尺寸合格的试样备用 o经平衡水分后测定其含水率 o然后用于蒸煮试验k国家轻工
业局质量标准处 ot|||l ∀
幼龄材参照木材构造特征测定后确定 o小黑杨的幼龄期与成熟期的界限在 ts ∗ tu年 o本试验规定 tu年
以前为幼龄材 otu年以后为成熟材 ∀
112 试验方法
t1u1t 原料化学组成 按照国家标准 Š…Π× uyzz p t||v !t||w !t||x所述的方法进行k国家轻工业局质量标
准处 ot|||l ∀
t1u1u 纤维形态测定 参照国家标准 Š…Π× tsvvy p t|{|测定 ∀用 ts h的铬酸和 ts h的硝酸 tΒt混合后将
试样离析 o在投影仪下测定纤维长度 ∀随机取 w ∗ y片横切面切片 o置于带有目镜测微尺的高倍显微镜下k放
大倍数为 wss倍l o用 ÷≥u p ‹≥纤维图像分析系统进行测定 o测纤维宽度 !细胞腔径并通过相减算得纤维壁
厚 ∀
t1u1v 制浆 蒸煮设备为容积为 tx 电热回转式蒸煮锅 o内装 w个小罐 o每小罐容积为 t o以水为加热介
质在小罐内进行蒸煮试验 ∀卡伯值和聚合度分别根据 Š…Π× txwy p t|{|和 Š…Π× txw{ p t|{|方法测定 ∀
u 结果与讨论
211 木材的化学组成
表 1 小黑杨的化学组成 ≠
Ταβ .1 Τηε χηεµιχαλ χοµ ποσιτιον οφ Ποπυλυσσιµονιι ≅ Π . νιγρα h
编号
‘²q
苯醇抽出物
°«¨ ±¨ ·«¼¯ ¤¯¦²«²¯
¬¨·µ¤¦·¬√ ¶¨
木质素
¬ª±¬±
纤维素
≤¨¯ ∏¯¯²¶¨
综纤维素
‹²¯²¦¨¯¯∏¯²¶¨
t p  t1|t us1x{ w|1xz zz1vw
u p  u1su us1yt xs1|| zz1|t
幼龄材 v p  u1sw ut1yz xw1yz zw1zs
∏√¨ ±¬¯¨ º²²§ w p  u1ut us1wv wy1{v z|1sz
平均值 „√¨ µ¤ª¨ u1sx us1{u xs1xu zz1uy
t p  s1{| t{1v| wx1w| z|1yw
成熟材 u p  t1xy us1zw wz1|t {s1s{
¤·∏µ¨ º²²§ v p  t1wt us1|| wy1sx z{1tu
w p  t1{x t{1ty xt1tx z|1|t
平均值 „√¨ µ¤ª¨ t1wv t|1xz wz1yx z|1ww
≠ t p 表示第一棵杨树的幼龄材 ot p  表示第一棵杨树的成熟材 ∀t p ¬±§¬¦¤·¨§·«¨
­∏√ ±¨¬¯¨ º²²§²©·«¨ ©¬µ¶·³²³¯¤µot p  ¬±§¬¦¤·¨§·«¨ °¤·∏µ¨ º²²§²©·«¨ ©¬µ¶·³²³¯¤µq
木材是复杂的天然聚合物 o其主
要成分为纤维素 !木质素和半纤维素 o
不均匀地分布于木材细胞和胞间层
中 ~其次要成分有抽出物和灰分等
k杨淑惠 ousstl ∀木材组成的变异直
接影响着木材的制浆性能 ∀由表 t所
示 o小黑杨幼龄材和成熟材的苯醇抽
出物平均含量分别为 u1sx h 和
t1wv h o苯醇抽出物主要代表了木材
中树脂 !脂肪 !蜡 !可溶性单宁和色素
等 o其中树脂 !脂肪容易与碱发生皂化
反应而溶于水中 o幼龄材苯醇抽出物
含量高 o意味着会增加碱法制浆时药
品的消耗 ∀小黑杨幼龄材和成熟材的
木质素平均含量分别为 us1{u h和 t|1xz h o木质素越多 o制浆越困难 o消耗的化学药品也越多 ∀小黑杨幼龄
材和成熟材的纤维素平均含量分别为 xs1xu h和 wz1yx h o纤维素含量高 o制浆得率也高 o这就意味着小黑杨
幼龄材的制浆得率可能高于成熟材 ∀小黑杨幼龄材和成熟材的综纤维素平均含量分别为 zz1uy h 和
z|1ww h o综纤维素是纤维素和半纤维素的总和 o也就是说 o成熟材的半纤维素含量高于幼龄材 o半纤维素多 o
纤维在水中润胀性能好 o有利于打浆 o使纸的物理性能大大改善 o而且还能降低打浆时间和所需的动力 ∀
表 2 小黑杨幼龄材与成熟材化学组成方差分析结果 ≠
Ταβ .2 Τηε ϖαριανχε αναλψσισ οφ τηε χηεµιχαλ χοµ ποσιτιον βετωεεν ϕυϖενιλε
ανδ µατυρε ωοοδ οφ Ποπυλυσσιµονιι ≅ Π . νιγρα
化学组成 ≤«¨ °¬¦¤¯ ¦²°³²¶¬·¬²± Φ 显著性 ≥¬ª±¬©¬¦¤±·
苯醇抽出物 °«¨ ±¨ ·«¼¯ ¤¯¦²«²¯ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ ¶ {1ytt s1suy 3
木质素 ¬ª±¬± u1wvu s1tzs
纤维素 ≤¨¯ ∏¯¯²¶¨ t1|tu s1uty
综纤维素 ‹²¯²¦¨¯¯∏¯²¶¨ w1xtt s1sz{
≠ 3 表示显著 ∀ 3 ¬±§¬¦¤·¨§¶¬ª±¬©¬¦¤±·q
由表 u所示 o利用 ≥°≥≥统计分析
软件k黄海等 ousstl o对小黑杨幼龄材
和成熟材化学组成之间进行方差分
析 o结果表明 }除了苯醇抽出物在
s1sx h水平上有显著差异外 o其余化
学成分差异都不显著 ∀
212 木材纤维形态
木材的纤维长度 !长宽比和壁腔
utt 林 业 科 学 ww卷
表 3 小黑杨纤维形态
Ταβ .3 Τηεφιβερ φεατυρεσ βετωεεν ϕυϖενιλε ανδ µ ατυρε ωοοδ
οφ Ποπυλυσσιµονιι ≅ Π . νιγρα
纤维长度
ƒ¬¥¨µ
¯¨ ±ª·«ΠΛ°
纤维宽度
ƒ¬¥¨µ
º¬§·«ΠΛ°
长宽比
¨±ª·« º¬§·«
µ¤·¬²
壁腔比
• ¤¯¯ ∏¯°¨ ±
µ¤·¬²
幼龄材 最大 ¤¬q t vts v{1xsu
∏√¨ ±¬¯¨ 最小 ¬±q vxs {1szv
º²²§ 平均值 „√¨ µ¤ª¨ z|{ ut1vsz vz1wx s1v{
成熟材 最大 ¤¬q t wvs v|1zww
¤·∏µ¨ 最小 ¬±q v{s tt1v|{
º²²§ 平均值 „√¨ µ¤ª¨ {v{ uv1szv vy1vu s1v|
比是影响造纸性能的三大要素 o纤维
长度是衡量造纸原料质量优劣的一项
重要指标 o与成纸的物理性能有直接
关系 o一般说 o长纤维具有较好的强
度 o尤其是撕裂度 ∀由表 v所示 o小黑
杨成熟材的纤维平均长度比幼龄材增
加了 x1st h ∀在考虑纤维长度的影
响时 o只看纤维平均长度是不全面的 o
还须注意其不均一性 o不均一性常用
频率分布图表示 ∀由图 t !u可知 o幼
龄材和成熟材的纤维长度分布符合正
图 t 小黑杨幼龄材纤维长度分布
ƒ¬ªqt ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©©¬¥¨µ¯ ±¨ª·«¬±·«¨ ­∏√¨ ±¬¯¨ º²²§
态分布 o由图 t可以看出 o小黑杨幼龄材纤维长度
主要集中在 xss ∗ t tss Λ° o这一部分占总量的
{z1x h ~由图 u可以看出 o小黑杨成熟材纤维长度
主要集中在 yss ∗ t tss Λ° o这一部分占总量的
{v1u h ∀
由表 v知 o杨木幼龄材和成熟材的长宽比分别
为 vz1wx和 vy1vu o壁腔比分别为 s1v{和 s1v| ∀纤
维长宽比是影响纸张质量的重要因子之一 o通常纤
细的纤维成纸强度好 o纸页均匀致密 ∀一般认为壁
腔比小于 t的为很好的制浆原料 o因为这种纤维柔
软性好 o在外力的作用下易溃陷变形 o彼此易于结
合 o纸的耐破度 !耐折度和抗拉强度就较大 ∀由此
看来 o此杨木长宽比偏小 o但它的壁腔比也很小 o这
些对纸张强度都有影响 ∀
图 u 小黑杨成熟材纤维长度分布
ƒ¬ªqu ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©©¬¥¨µ¯ ±¨ª·«¬±·«¨ °¤·∏µ¨ º²²§
213 木材制浆性能
选用用碱量 !硫化度 !保温时间为三因子在三
水平下 |kvwl列正交表 o每组试验选用木材为 {s ª
k绝干质量l o液比为 tΒw1x o蒽醌的用量为 s1t h o升
温时间 |s °¬±o最高温度 tyx ε o用碱量均以 ‘¤u ’
计 ∀每组平行试验重复 u次 o取平均值 ∀试验结果
见表 w和表 z ∀
u1v1t 幼龄材制浆性能 极差大小反映该因子对
指标影响的程度 o极差越大影响越大 ∀由表 x分析
可知 o对得率而言 o„因子的极差最大 o即表示用碱
量随水平波动时对制浆的得率影响最大 o是主要因
素 o其次是 ≤保温时间 o…硫化度对得率的影响最
小 ∀对卡伯值而言 o保温时间的影响最大 o是主要
因素 o其次是用碱量的影响 o…硫化度对卡伯值的
影响也最小 ∀由表 y方差分析结果看 o用碱量和保温时间对得率的影响非常显著 o保温时间对卡伯值的影响
非常显著 o用碱量对卡伯值的影响显著 ∀因此由上面的分析可以得出 o在小黑杨幼龄材制浆过程中 o用碱量
和保温时间对浆料的卡伯值和得率影响很大 o所以在制浆过程中要特别注意用碱量和保温时间的控制 ∀在
选择最佳工艺条件时应主要从这 u个方面考虑 ∀
极差分析的结果表明得率的优化条件是 „t…t ≤t o即 tw h的用碱量 !us h的硫化度 !vs °¬±的保温时间 ∀
事实上保温时间越短 o在碱性下纤维素降解少些 o得率相对高些 ∀用碱量 !硫化度直接决定了蒸煮液的碱性 o
vtt 第 u期 高 慧等 }小黑杨幼龄材与成熟材制浆性能的比较
表 4 幼龄材的蒸煮正交试验结果
Ταβ .4 Ρεσυλτσ οφ ορτηογοναλτεστ αβουτ πυλπινγ οφ ϕυϖενιλε ωοοδ
试验号
‘²q
用碱量 „
≤«¤µª¨ ²©
¤¯®¤¯¬Πh
硫化度 …
≥∏¯©¬§¬·¼Πh
保温时间 ≤
‹ ¤¨·³µ¨¶¨µ√¤·¬²±
·¬° Π¨°¬±
卡伯值
Ž¤³³¤
±∏°¥¨µ
得率
≠¬¨ §¯Πh
t
u
v
w
x
y
z
{
|
tw
tw
tw
ty
ty
ty
t{
t{
t{
us
uw
u{
us
uw
u{
us
uw
u{
vs
ys
|s
ys
|s
vs
|s
vs
ys
tz1ww
tw1t{
tu1{|
tv1tx
tt1wv
tw1{|
ts1tu
tv1st
tu1uu
xu1|v
xu1ty
xt1tt
xt1uu
xs1vy
xt1v|
xs1vs
xt1tu
xt1su
那么碱性越低对纤维素损伤就越低 o
得率相对就高 o试验结果与理论相符 ∀
从卡伯值极差分析的结果看 o最
优条件为 „v …u ≤v o即 t{ h的用碱量 !
uw h的硫化度 !|s °¬±的保温时间 ∀
保温时间长 !用碱量高 o脱木素就多 o
所以卡伯值小 ∀从本试验看 o硫化度
也不是越高越好 o虽然在硫酸盐蒸煮
液中 o由于 ≥up和 ‹≥p的强亲核作用 o
可以迅速地把木素大分子裂解变小融
表 5 幼龄材的蒸煮正交试验极差分析
Ταβ .5 Αναλψσισ οφ τεστ ρανγε αβουτ πυλπινγ οφ ϕυϖενιλε ωοοδ
指标
Œ±§¨¬
得率 ≠¬¨ §¯ 卡伯值 Ž¤³³¤±∏°¥¨µ
„ … ≤ „ … ≤
Žt txy1us txx1uz txx1ww ww1xt ws1zt wx1vw
Žu txu1|z txv1yw txw1ws v|1wz v{1yu v|1xx
Žv txu1ww txv1yw txt1zz vx1vx ws1ss vw1ww
极差 •¤±ª¨ v1zy t1zx v1yz |1ty u1s| ts1|s
表 6 幼龄材的蒸煮试验方差分析 ≠
Ταβ .6 Αναλψσισ οφ τεστ ϖαριανχε αβουτ πυλπινγ οφ ϕυϖενιλε ωοοδ
指标
Œ±§¨¬
方差来源
≥²∏µ¦¨ ²©√¤µ¬¤±¦¨
离差平方和
≥∏° ²©§¨√¬¤·¬²±¶¶´∏¤µ¨¶ Φ
显著性 ≥¬ª±¬©¬¦¤±·
Α€ s1t Α€ s1sx
得率 „ u1zyt v uu1vy 3 3
≠¬¨ §¯ … s1tzs y t1v{
≤ u1v{x v t|1vu 3 3
卡伯值 „ tw1svt v ty1ut 3
Ž¤³³¤ … s1zxv s s1{z
±∏°¥¨µ ≤ t|1{uz w uu1|s 3 3
≠ Φs1tku oul € | o Φs1sxku oul € t| q 3 3 表示非常显著 o 3 表示显著 o下同 ∀ 3 3
¬±§¬¦¤·¨§√¨ µ¼ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·o 3 ¬±§¬¦¤·¨§¶¬ª±¬©¬¦¤±·o·«¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
入蒸煮液中 o加快脱木素的反应 o但硫
化度太大 o会降低蒸煮液的碱性 o反而
阻碍了脱木素 o故在硫化度为 uw h时
卡伯值最低 ∀
综合考虑得率和卡伯值后 o选择
„u …u ≤u 为最佳的工艺条件 o即 ty h的
用碱量 !uw h的硫化度 !ys °¬±的保温
时间 ∀
采用 ≥°≥≥ 多元统计法分析表 w
数据 o得到幼龄材纸浆卡伯值 Κ!得率
Ψ与各蒸煮参数之间关系式为 }卡伯
值 Κ€ u|1{ty p s1zyvΞt p s1su| yΞu p
s1sys yΞv o回归方程的复相关系数
Ρ € s1|zz ~ 得 率 Ψ € x{1wxz p
s1vtv Ξt p s1sv{ z Ξu p s1sus w Ξv o回
归方程的复相关系数 Ρ € s1|vw ∀式
中 }Ξt 为用碱量 oΞu 为硫化度 oΞv 为
表 7 成熟材的蒸煮正交试验结果
Ταβ .7 Ρεσυλτσ οφ ορτηογοναλτεστ αβουτ πυλπινγ οφ µ ατυρε ωοοδ
试验号
‘²q
用碱量 „
≤«¤µª¨ ²©
¤¯®¤¯¬Πh
硫化度 …
≥∏¯©¬§¬·¼Πh
保温时间 ≤
‹ ¤¨·³µ¨¶¨µ√¤·¬²±
·¬° Π¨°¬±
卡伯值
Ž¤³³¤±∏°¥¨µ
得率
≠¬¨ §¯Πh
t
u
v
w
x
y
z
{
|
tw
tw
tw
ty
ty
ty
t{
t{
t{
us
uw
u{
us
uw
u{
us
uw
u{
vs
ys
|s
ys
|s
vs
|s
vs
ys
t{1|s
tz1wy
ty1t{
tx1ys
tv1|y
ty1{s
tu1s|
tw1ww
tv1vv
xu1zy
xt1vw
xs1uz
xs1vx
w|1{z
xt1w|
w|1w{
xs1st
w|1|v
保温时间 ∀
u1v1u 成熟材制浆性能 由表 {分
析可知 o对得率而言 o „ 和 ≤ 极差最
大 o即表示用碱量和保温时间对制浆
的得率影响最大 o是主要影响因素 o…
硫化度对得率的影响最小 ∀对卡伯值
而言 o用碱量的影响最大 o是主要因
素 o其次是 ≤保温时间 o…硫化度对卡
伯值的影响也最小 ∀由表 |方差分析
结果看 o用碱量 !保温时间和硫化度对
得率的影响都不显著 ~用碱量和保温
时间对卡伯值的影响非常显著 o硫化度对卡伯值的影响显著 ∀
极差分析的结果表明得率的优化条件是 „t…t ≤t o即 tw h的用碱量 !us h的硫化度 !vs °¬±的保温时间 ∀
从卡伯值极差分析的结果看 o最优条件为 „v…v ≤v o即 t{ h的用碱量 !u{ h的硫化度 !|s °¬±的保温时间 ∀
综合考虑得率和卡伯值后 o选择 „u…u ≤u 为最佳的工艺条件 o即 ty h的用碱量 !uw h的硫化度 !ys °¬±的
保温时间 ∀
采用 ≥°≥≥多元统计法分析表 z数据 o得到成熟材纸浆卡伯值 Κ!得率 Ψ与各蒸煮参数之间关系式为 }卡
wtt 林 业 科 学 ww卷
表 8 成熟材的蒸煮正交试验极差分析
Ταβ .8 Αναλψσισ οφ τεστ ρανγε αβουτ πυλπινγ οφ µ ατυρε ωοοδ
指标
Œ±§¨¬
得率 ≠¬¨ §¯ 卡伯值 Ž¤³³¤±∏°¥¨µ
„ … ≤ „ … ≤
Žt txw1vz txu1x| txw1uy xu1uw wy1x| xs1ts
Žu txt1zt txt1uu txt1yu wy1vy wy1{y wy1v|
Žv tw|1wu tw|1yu tw|1vu v|1{y wy1vt wu1uv
极差 •¤±ª¨ w1|x u1|z w1|w tu1v{ s1xx z1{z
表 9 成熟材的蒸煮试验方差分析
Ταβ .9 Αναλψσισ οφ τεστ ϖαριανχε αβουτ πυλπινγ οφ µ ατυρε ωοοδ
指标
Œ±§¨¬
方差来源
≥²∏µ¦¨ ²©√¤µ¬¤±¦¨
离差平方和
≥∏° ²©§¨√¬¤·¬²±¶¶´∏¤µ¨¶ Φ
显著性 ≥¬ª±¬©¬¦¤±·
Α€ s1t Α€ s1sx
„ w1s|t w x1xzs {
得率 ≠¬¨ §¯ … s1vuv t s1wv| |
≤ v1ytt s w1|tw {
卡伯值 „ uy1{su { x xx{1t{ 3 3
Ž¤³³¤ … s1s|s w t{1zxt u 3
±∏°¥¨µ ≤ ts1wvz w u tyw1wv 3 3
表 10 幼龄材和成熟材制浆性能的比较
Ταβ .10 Τηε χοµ παρισον οφ τηε πυλπινγ προπερτψ βετωεεν ϕυϖενιλε
ανδ µατυρε ωοοδ
制浆后纤维平均长度
ƒ¬¥¨µ¯ ±¨ª·«
¤©·¨µ³∏¯³¬±ªΠΛ°
得率
≠¬¨ §¯Πh
卡伯值
Ž¤³³¤
±∏°¥¨µ
聚合度
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幼龄材 ∏√¨ ±¬¯¨ º²²§ zyw xu1sv tw1sx xzt
成熟材 ¤·∏µ¨ º²²§ z{y xt1vw tx1wy x{{
伯值 Κ€ vx1uwt p t1sxzΞt p s1sttzΞu p
s1swv |Ξv o回归方程的复相关系数 Ρ €
s1|||~得率 Ψ € x|1yx{ p s1wtv Ξt p
s1svz x Ξu p s1sux { Ξv o回归方程的
复相关系数 Ρ € s1|ww ∀式中 }Ξt 为
用碱量 o Ξu 为硫化度 o Ξv 为保温
时间 ∀
u1v1v 幼龄材和成熟材制浆性能的
比较 将小黑杨幼龄材和成熟材在最
佳制浆工艺条件下进行平行试验做制
浆比较 o其结果见表 ts o条件为用碱
量为 ty h o硫化度为 uw h o液比为
tΒw1x o蒽醌的用量为 s1t h o升温时间
|s °¬±o保温时间为 ys °¬±o最高温度
tyx ε o用碱量均以 ‘¤u ’计 ∀
由表 ts可以看出 o小黑杨幼龄材
的纸浆得率稍高于成熟材 o这与它的
纤维素含量稍高的结果相一致 ~卡伯
值稍低于成熟材 o可能与幼龄材中木
质素容易脱出有关 ~制浆后幼龄材的
浆料纤维平均长度和聚合度仍小于成
熟材 ∀
v 结论
tl 小黑杨幼龄材和成熟材的苯醇抽出物含量分别为 u1sx h 和 t1wv h o木质素含量分别为 us1{u h和
t|1xz h o纤维素含量分别为 xs1xu h和 wz1yx h o综纤维素含量分别为 zz1uy h和 z|1ww h o幼龄材和成熟材化
学组成除了苯醇抽出物在 s1sx h水平上有显著差异外 o其余化学成分的差异都不显著 ∀
ul小黑杨幼龄材和成熟材的纤维平均长度分别为 z|{ Λ°和 {v{ Λ° o长宽比分别为 vz1wx和 vy1vu o壁腔
比分别为 s1v{和 s1v| ∀
vl 幼龄材制浆过程中 o用碱量和保温时间对得率的影响非常显著 ~保温时间对卡伯值的影响非常显
著 o用碱量对卡伯值的影响显著 ∀
wl 成熟材制浆过程中 o用碱量和保温时间对卡伯值的影响非常显著 o硫化度对卡伯值的影响显著 ∀
xl 小黑杨幼龄材的纸浆得率稍高于成熟材 o卡伯值稍低于成熟材 o制浆后幼龄材的浆料纤维平均长度
和聚合度仍小于成熟材 ∀
参 考 文 献
鲍甫成 o江泽慧 o姜笑梅 o等 qt||{1 中国主要人工林树种幼龄材与成熟材及人工林与天然林木材性质比较研究 q林业科学 ovwkul }yv p zy q
成俊卿 qt|{x1 木材学 q北京 }中国林业出版社 q
戴芳天 o郭明辉 o陈广胜 qussv1 红松人工林幼龄材与成熟材干缩性的比较 q东北林业大学学报 ovtkvl }u| p vs q
黄 海 o罗友丰 o陈志英 o等 qusst1≥³¶¶ts1s ©²µº¬±§²º¶统计分析 q北京 }人民邮电出版社 q
国家轻工业局质量标准处 qt|||1中国轻工业标准汇编 q造纸卷k上册l q北京 }中国标准出版社 q
刘迎涛 o刘一星 o李 坚 qussx1 红松幼龄材与成熟材力学性质的差异 q木材工业 ot|kul }vu p vw q
骆秀琴 o姜笑梅 o殷亚方 o等 qussu1 人工林马尾松木材性质的变异 q林业科学研究 otxktl }u{ p vv q
王世绩 qt||x1 杨树研究进展 q北京 }中国林业出版社 q
杨淑惠 qusst q植物纤维化学 qv版 q北京 }中国轻工业出版社 q
中国林业科学院林业研究所 qt|x{1 杨树 q北京 }中国林业出版社 q
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k责任编辑 石红青l
xtt 第 u期 高 慧等 }小黑杨幼龄材与成熟材制浆性能的比较