全 文 ：第 wu卷 第 z期
u s s y年 z 月
林 业 科 学
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不同树龄日本落叶松的化学组成与制浆特性
石淑兰t 谢新良t 胡惠仁t 张守攻u 王军辉u
kt q天津科技大学材料科学与化学工程学院 天津 vssuuu ~ u q中国林业科学研究院林业研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 对不同树龄日本落叶松的化学组成和硫酸盐法制浆特性进行研究与比较 ∀结果表明 }随着树龄的增大 o
原料中碳水化合物含量逐渐降低 ~冷水抽出物 !热水抽出物和 t h ‘¤’‹抽出物含量增加 ∀碳水化合物组成中 o随树
龄增大 o葡萄糖和木糖含量降低 o半乳糖含量增加 ∀通过对日本落叶松硫酸盐法制浆工艺参数的优化研究 o确定最
佳蒸煮条件为 }用碱量k‘¤u ’计lut h !硫化度 ux h !液比 tΒw !最高温度 tzs ε !保温时间 u1x «∀随着树龄的增大 o
蒸煮耗碱量增加 o纸浆硬度增高 ∀树龄较小的 tu年生日本落叶松纸浆的物理强度性能较好 ∀综合对不同树龄日
本落叶松化学组成和硫酸盐法制浆特性研究结果认为 }tu年生日本落叶松的硫酸盐法制浆性能优于树龄较大的日
本落叶松 ouv年生日本落叶松的制浆性能相对较差 ∀
关键词 } 日本落叶松 ~树龄 ~化学组成 ~硫酸盐法制浆 ~纸浆物理性能
中图分类号 }≥z{t1w{ 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylsz p ss|s p sx
收稿日期 }ussv p tt p uy ∀
基金项目 }国家/十五0科技攻关项目子课题/落叶松良种选育和高效栽培技术0kussu…„xtx…swstl的部分研究内容 ∀
Χηεµιχαλ Χοµ ποσιτιονσ ανδ Πυλπινγ Προπερτιεσ οφ Λαριξ καεµπφερι
≥«¬≥«∏¯¤±t ÷¬¨ ÷¬±¯¬¤±ªt ‹∏‹∏¬µ¨±t «¤±ª≥«²∏ª²±ªu • ¤±ª∏±«∏¬u
kt qΜατεριαλΣχιενχε ανδ Χηεµιχαλ Ενγινεερινγ Χολλεγε oΤιανϕιν Υνιϖερσιτψοφ Σχιενχε ανδ Τεχηνολογψ Τιανϕιν vssuuu ~
u qΦορεστρψ Ρεσεαρχη Ινστιτυτε oΧΑΦ Βειϕινγ tsss|tl
Αβστραχτ} ׫¨ ¦«¨ °¬¦¤¯ ¦²°³²¶¬·¬²±¶¤±§³∏¯³¬±ª³µ²³¨µ·¬¨¶²© Λαριξ καεµπφερι ¬± §¬©©¨µ¨±··µ¨¨¤ª¨¶ º¨ µ¨ ¬±√¨ ¶·¬ª¤·¨§qŒ±
µ¨¶∏¯·¶oº¬·«·«¨ ªµ²º¬±ª²© Λqκαεµπφερι o·«¨ ·²·¤¯ ¦¤µ¥²«¼§µ¤·¨ §¨¦µ¨¤¶¨¶oº¤·¨µ¨ ¬·µ¤¦·¬√¨ ¶¬±¦¯∏§¬±ª¦²¯§º¤·¨µ¨ ¬·µ¤¦·¬√¨ ¶¤±§
«²·º¤·¨µ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ ¶¬±¦µ¨¤¶¨ o¤±§t h ‘¤’‹ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ ¶¤¯¶²¬±¦µ¨¤¶¨ ~ ª¯∏¦²¶¤± ¤±§¬¼¯¤± §¨¦µ¨¤¶¨ o «²º¨ √¨ µoª¤¯¤¦·²¶¤±
¬±¦µ¨¤¶¨¶q„©·¨µ¬±√¨ ¶·¬ª¤·¬±ª·«¨ ¬±©¯∏¨±¦¨ ²© ¤¯®¤¯¬¦«¤µª¨ o¶∏¯©¬§¬·¼ ¤±§·¬°¨ ¤·°¤¬q·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ²± Λqκαεµπφερι ®µ¤©·
³∏¯³¬±ªoº¨ ©²∏±§·«¨ ²³·¬°¤¯ ·¨¦«±¬¦¤¯ ¦²±§¬·¬²±¶²©³∏¯³¬±ª¤µ¨ ·«¤·¤¯®¤¯¬¦«¤µª¨ k·² ‘¤u ’l ¬¶ut h o¶∏¯©¬§¬·¼¬¶ux h o·«¨
°¤¬q·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¬¶tzs ε ¤±§·¬°¨ ¤·°¤¬q·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¬¶u1x «qƒ∏µ·«¨µ°²µ¨ oº¬·«·«¨ ªµ²º¬±ª²© Λqκαεµπφερι o·«¨ ·µ¨ ¶¨
¥¨¦²°¨ «¤µ§¨µ·²¦²²®¬±ªo¤¯®¤¯¬¦²±¶∏°³·¬²±¤±§®¤³³¤±∏°¥¨µ²©³∏¯³¬±¦µ¨¤¶¨ ~·«¨ ³«¼¶¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¼ ²©·«¨ ³∏¯³²©tu ¼¨ ¤µ¶
²¯§ Λqκαεµπφερι º²²§¶¤µ¨ ¥¨·¨µ·«¤±·«²¶¨ ²©·«¨ ·º²²·«¨µ¤ª¨§·µ¨ ¶¨q≥²·«µ²∏ª«¤¤±¤¯¼¶¬¶·«¨ µ¨¶∏¯·²©¦«¨ °¬¦¤¯ ¦²°³²¶¬·¬²±¶
¤±§³∏¯³¬±ª³µ²³¨µ¬·¬¨¶²© Λqκαεµπφερι ¥¼¶¼±·«¨¶¬¶oº¨ ¦¤±¦²±¦¯∏§¨ ·«¤·tu ¼¨ ¤µ¶«¤¶¤±¤§√¤±·¤ª¨ ²√¨ µ·«²¶¨ ¤ª¨§°²µ¨ ·«¤±
us ¼¨ ¤µ¶¬± ³¤³¨µ°¤®¬±ª©²µΛq καεµπφερι q
Κεψ ωορδσ} Λαριξ καεµπφερι ~·µ¨¨¤ª¨ ~¦«¨ °¬¦¤¯ ¦²°³²¶¬·¬²±¶~®µ¤©·³∏¯³¬±ª~³«¼¶¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¼ ²©³∏¯³
日本落叶松kΛαριξ καεµπφεριl具有生长迅速 !适应范围广 !病虫害少 !可无性繁殖和造林成活率高等特点
k马常耕 ot||ul ∀自 t|世纪末引入我国以来 o一直受到林业研究者的普遍关注和重视 ∀日本落叶松在我国
的生长速度普遍比本土落叶松快 o显示出了巨大的生产力和广幅的生态适应性 o其人工林在速生丰产林中所
占比例较大 o而且在辽宁 !湖北 !河南和甘肃等地区进行大面积试验种植的日本落叶松也已经成林 o亟待寻找
新的应用领域k马常耕等 ot||s ~马常耕 ot||u ~贺眉寿 ot||w ~董健等 ot||wl ∀因此 o合理经济地利用日本落叶
松对我国造纸工业和林业的发展以及促进林纸一体化的进程都有着十分重要的意义 ∀
本研究分别对 tu !tx和 uv年生 v种不同树龄甘肃小陇山林区日本落叶松的化学组成和硫酸盐法制浆
性能的差异进行了比较 o分析了日本落叶松用于制浆造纸的较适宜树龄 o其结果可为日本落叶松在制浆造纸
工业领域的应用提供理论依据 ∀
t 材料与方法
111 原料与试样制备
试验原料由中国林业科学研究院提供 o为 ussv年 v月在甘肃小陇山林区砍伐的 v种不同树龄ktu !tx和
uv年生l日本落叶松 o其胸径分别为 {1x ¦° !tt ∗ tu ¦°和 ty ∗ t{ ¦°∀每个树龄取样 v株 o每株树取树木中
部胸高处圆盘作为试样进行分析 ∀将原料去皮后风干 !削片 o平衡水分后供制浆试验用 ∀同时 o选取有代表
性的试样用 • ¬¯¯ ¼¨磨粉碎 o取 ws ∗ ys目间的木粉 o平衡水分后供进行原料的化学组成分析用 ∀
112 仪器与设备
气相色谱仪 }日本岛津 Š≤ p z{|s型 ~电热回转式蒸煮锅 }容积 tx o内装 w个容积 u 的小罐 ~°ƒŒ磨 }芬
兰制造标准磨浆机 ~•¤³¬§Ž­·«¨ ±纸页成形器 }德国制造 o电热真空干燥 o抄造 机 }筛板筛缝 s1v °° ~纸浆标准疏解机 }英国 ~纸浆物理强度测定仪器 }i • 公司纸张抗张强度仪 !耐破度仪 !
撕裂度仪 !耐折度仪等 ∀
113 试验方法
t1v1t 原料化学组成的分析 各项分析均按照国家标准方法k国家轻工业局质量标准处 ot||| ~石淑兰等 o
ussvl进行 ∀水分的测定参照 Š…Π× uyzz1u p t||v ~灰分含量的测定参照 Š…Π× uyzz1v p t||v ~水抽出物含量的
测定参照 Š…Π× uyzz1w p t||v ~t h ‘¤’‹抽出物含量的测定参照 Š…Π× uyzz1x p t||v ~苯 p醇抽出物含量的测
定参照 Š…Π× uyzz1y p t||w ~综纤维素含量的测定参照 Š…Π× uyzz1ts p t||x ~酸不溶木素含量的测定参照 Š…Π
× uyzz1{ p t||w ~酸溶木素含量的测定参照 Š…Π× tsvvz p t|{| k紫外光谱法l ~聚戊糖含量的测定参照 Š…Π×
uyzz1| p t||wk二溴化法l ∀
t1v1u 糖类组成的分析 采用糖醇乙酸酯化气相色谱法kŠ…Π× tusvu p t|{|l o用日本岛津 Š≤ p z{|s型气相
色谱仪进行测定 ∀
t1v1v 蒸煮 采用硫酸盐法进行蒸煮 o选用不同用碱量和硫化度 o液比为 tΒw o升温至 tts ε 进行小放汽 o然
后升温至 tzs ε 后 o分别保温为 u !u1x或 v «∀蒸煮结束后 o测定废液残余化学药品量 ~浆料经洗涤 !疏解和筛
浆k筛板筛缝为 s1v °°l o测定纸浆得率 !筛渣率和细浆卡伯值 ∀
t1v1w 磨浆与抄片 浆料在浆浓度 ts h条件下经 °ƒŒ磨磨浆至 wsβ≥• o在 •¤³¬§Ž­·«¨ ±纸页成形器上抄造
成定量为 ys ª#°pu的手抄片 ∀
t1v1x 纸浆物理性能的测定 手抄片各项物理性能均按照国家标准方法k国家轻工业局质量标准处 ot|||l
进行测定 ∀
u 结果与讨论
211 不同树龄日本落叶松化学组成的比较
造纸植物纤维原料的化学组成是决定该原料制浆造纸性能优劣的重要因素 ∀植物纤维原料的主要化学
成分是纤维素 !半纤维素和木素 o少量组分是灰分 !有机溶剂抽出物 !果胶质 !丹宁与色素等 ∀
表 1 不同树龄日本落叶松的化学组成
Ταβ .1 Τηε χηεµιχαλ χοµ ποσιτιονσ οφ Λ . καεµπφερι
µ ατεριαλσιν διφφερεντ αγεσ
化学组成 ≤«¨ °¬¦¤¯ ¦²°³²¶¬·¬²±¶Πh 树龄 ×µ¨¨¤ª¨Π¤tu tx uv
灰分 „¶« s1vw s1vt s1uu
冷水抽出物 ≤²¯§º¤·¨µ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ u1yw v1zw w1xy
热水抽出物 ‹²·º¤·¨µ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ w1yw x1z| x1{u
t h ‘¤’‹抽出物 t h ‘¤’‹ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ tv1xt ty1v| ty1x|
苯 p醇抽出物 …¨ ±½¨ ±¨ p¨ ·«¤±²¯ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ u1yw v1|| u1vs
酸不溶木素 „¦¬§p¬±¶²¯∏¥¯¨ ¬¯ª±¬± uy1yt uz1vv uz1uw
酸溶木素 „¦¬§p¶²¯∏¥¯¨ ¬¯ª±¬± s1vt s1u{ s1u|
总木素 ײ·¤¯ ¬¯ª±¬± uy1|u uz1yt uz1xv
综纤维素 ‹²¯²¦¨¯¯∏¯²¶¨ zs1{y y|1wt y|1xx
聚戊糖 °¨ ±·²¶¤± tv1vv tt1yv tu1s|
造纸植物纤维原料的化学组成分析项目包括 }灰分 !冷水和热水抽出物 !t h ‘¤’‹抽出物 !有机溶剂抽出
物k苯 p醇抽出物l !木素k酸不溶木素与酸溶木素l !综纤维素k包括纤维素与半纤维素之和l !聚戊糖等含量 ∀
这些分析结果可以表征植物原料中主要化学成分和次要化学成分的含量k石淑兰等 oussvl ∀对甘肃小陇山
培植的 v种不同树龄日本落叶松原料的化学组成分析结果列于表 t ∀
从表 t可以看出 o日本落叶松的灰分含
量不大ks1u h ∗ s1v h l o且随着树龄的增加
略有降低 ∀冷水抽出物 !热水抽出物 !t h
‘¤’‹抽出物含量均随着树龄的增大而增
加 o各种抽出物含量的增加 o预示着制浆时
得率降低 ∀
日本落叶松的主要化学组分木素的含量
在 uz h左右 ~综纤维素含量k表征纤维素和
半纤维素之和l为 zs h左右 ~聚戊糖含量为
tu h ∗ tv h ∀随着树龄的增长 o酸不溶木素
含量略有增加 o综纤维素含量略有降低 ∀日
本落叶松属针叶木 o因此其酸溶木素含量很
t| 第 z期 石淑兰等 }不同树龄日本落叶松的化学组成与制浆特性
低 o仅 s1v h左右 o且不随树龄而变化 ∀
从不同树龄日本落叶松的化学组成特征来看 otx和 uv年生日本落叶松的热水抽出物 !t h ‘¤’‹ 抽出
物 !木素 !综纤维素和聚戊糖含量均相差不大 ~而 tu年生日本落叶松的热水抽出物 !t h ‘¤’‹抽出物和木素
含量较低 o综纤维素和聚戊糖含量较高 o上述化学组成特征对制浆造纸是有利的 ∀
212 不同树龄日本落叶松糖类组成的比较
首先将原料试样制备成糖醇乙酸酯化挥发性衍生物 o然后进行气相色谱分析得出碳水化合物中各种单
糖的相对含量和绝对含量k国家轻工业局质量标准处 ot||| ~石淑兰等 oussvl ∀不同树龄日本落叶松糖类组
成的气相色谱分析结果列于表 u ∀
表 2 不同树龄日本落叶松糖类组成的比较
Ταβ .2 Χοντραστ οφ συγαρ χοµ ποσιτιονσ αµ ονγ
Λ . καεµπφερι ιν διφφερεντ αγεσ
糖类组成
≥∏ª¤µ¦²°³²¶¬·¬²±Πh
树龄 ×µ¨¨¤ª¨Π¤
tu tx uv
阿拉伯糖 „µ t1wy t1xx t1uu
木糖 ÷¼ y1t{ y1wy w1xt
甘露糖 ¤± tu1t| tt1vx tu1|w
半乳糖 Š¤¯ u1w| u1zy v1x|
葡萄糖 Š¯ ∏ wz1{t wz1zw wx1|u
总碳水化合物 ײ·¤¯ ¦¤µ¥²«¼§µ¤·¨ zs1tu y|1{y y{1t{
从表 u可以看出 o日本落叶松原料的半
纤维素组成主要是聚甘露糖类 o其甘露糖含
量占 tt h ∗ tv h ∀tu与 tx年生日本落叶松
碳水化合物中 o各糖类组成比较接近 o它们的
葡萄糖 !阿拉伯糖和聚木糖含量较 uv年生日
本落叶松要高 o而甘露糖和半乳糖含量较低 ∀
总碳水化合物含量随着树龄的增大有所降
低 ∀日本落叶松系落叶松属 o其阿拉伯糖 p
半乳糖含量较一般针叶木材高 o因此导致原
料的水抽出物和 t h ‘¤’‹ 抽出物含量较高
k高龄的落叶松更高l o制浆时也会导致纸浆得率偏低 ∀
213 日本落叶松硫酸盐制浆工艺参数的影响研究
硫酸盐法制浆是采用氢氧化钠和硫化钠为蒸煮化学药剂的制浆方法 o影响制浆质量的主要工艺参数为
用碱量 !硫化度 !液比 !最高蒸煮温度 !保温时间等 ∀以 tx年生日本落叶松为原料 o研究了各种工艺参数对蒸
煮结果的影响 o优化了日本落叶松硫酸盐法蒸煮的最佳工艺条件 ∀
u1v1t 用碱量的影响 在硫化度 ux h !液比 tΒw !蒸煮最高温度 tzs ε !保温时间 u1x «的条件下 o进行了 tx
年生日本落叶松不同用碱量的硫酸盐法蒸煮试验 o结果如表 v所示 ∀
表 3 用碱量对日本落叶松硫酸盐法蒸煮的影响
Ταβ .3 Τηε εφφεχτ οφ αλκαλι χηαργε το κραφτ πυλπινγ οφ Λ . καεµπφερι µατεριαλ
用碱量
„¯ ®¤¯¬¦«¤µª¨ k·² ‘¤u ’lΠh
卡伯值
Ž¤³³¤±∏°¥¨µ
粗浆得率
ײ·¤¯ ¼¬¨ §¯Πh
筛渣率
• ­¨¨¦·¶Πh
细浆得率
ƒ¬±¤¯ ¼¬¨ §¯Πh
残碱
• ¶¨¬§∏¤¯ ¤¯®¤¯¬Πkª#ptl
t{ vz1s ww1u u1v wv1u tt1vu
us uz1s wt1s s1v ws1| ty1ty
ut uu1w wu1y s1t wu1x t{1s|
uu ut1y wt1{ s1sv wt1{ us1xz
由表 v可以看出 o在用碱量 t{ h ∗ uu h范围内 o随着用碱量的增加纸浆卡伯值逐渐降低 o黑液残碱逐渐
增加 o筛渣率下降 o细浆得率保持在 ws h以上 ∀当用碱量由 t{ h增加到 us h时 o纸浆卡伯值降低了 ts ~当用
碱量为 ut h时 o纸浆卡伯值又降低了 w1y ~而当用碱量继续增大到 uu h时 o纸浆卡伯值只降低了 s1{ ∀可见当
用碱量大于 ut h时 o增加蒸煮用碱量对纸浆卡伯值的降低影响很小 ∀因此 o确定日本落叶松硫酸盐法蒸煮
的最佳用碱量k‘¤u ’计l为 ut h ∀
u1v1u 硫化度的影响 在用碱量k以 ‘¤u ’计lut h !液比 tΒw !最高温度 tzs ε !保温时间 u1x «的条件下 o选
用不同的硫化度对 tx年生日本落叶松进行硫酸盐蒸煮 o以考察硫化度对日本落叶松硫酸盐法制浆的影响 o
蒸煮结果列于表 w ∀
由表 w可知 o其他蒸煮条件相同时 o在硫化度为 uu h ∗ u{ h范围内 o随着硫化度的增加 o浆料的卡伯值略
有降低 o原料脱木素程度有所提高 ∀因此 o在兼顾环境影响和制浆效果的前提下选择适宜的硫化度为 ux h ∀
u1v1v 保温时间的影响 在用碱量k‘¤u ’计lut h !硫化度 ux h !液比 tΒw !最高温度 tzs ε 条件下 o对 tx年
生日本落叶松进行了不同保温时间对硫酸盐法蒸煮影响的研究 o结果见表 x ∀
u| 林 业 科 学 wu卷
表 4 硫化度对日本落叶松蒸煮的影响
Ταβ .4 Τηε εφφεχτ οφ συλφιδιτψτο κραφτ πυλπινγ οφ Λ . καεµπφερι µατεριαλ
硫化度
≥∏¯©¬§¬·¼Πh
卡伯值
Ž¤³³¤±∏°¥¨µ
粗浆得率
ײ·¤¯ ¼¬¨ §¯Πh
筛渣率
• ­¨¨¦·¶Πh
细浆得率
ƒ¬±¤¯ ¼¬¨ §¯Πh
残碱
• ¶¨¬§∏¤¯ ¤¯®¤®¬Πkª#ptl
uu uv1{ wv1t s1t wv1s ty1|s
ux uv1t wu1v s1t wu1u ty1ww
u{ uu1z wu1u s1t wu1t tz1vx
表 5 不同保温时间对日本落叶松硫酸盐法蒸煮的影响
Ταβ .5 Τηε εφφεχτ οφ τιµε ατ µ αξ . τεµ περατυρε το κραφτ πυλπινγ οφ Λ . καεµπφερι µατεριαλ
保温时间
׬° Π¨«
卡伯值
Ž¤³³¤±∏°¥¨µ
粗浆得率
ײ·¤¯ ¼¬¨ §¯Πh
筛渣率
• ­¨¨¦·¶Πh
细浆得率
ƒ¬±¤¯ ¼¬¨ §¯Πh
残碱
• ¶¨¬§∏¤¯ ¤¯®¤¯¬Πkª#ptl
u u{1t wv1x t1u wv1s tz1|v
u1x uv1t wu1v s1t wu1u ty1ww
v uu1x wu1u s1t wu1t ty1|s
如表 x所示 o日本落叶松硫酸盐法蒸煮中 o随着保温时间的增加 o纸浆卡伯值降低 ∀当保温时间由 u «
增加到 u1x «时 o纸浆卡伯值降低的幅度比较大 o由 u{1t降低到 uv1t o降低了 x1s ~而当保温时间继续增加到
v «时 o纸浆卡伯值降低的幅度明显减小 o仅降低了 s1y ∀另外 o当保温时间由 u «增加到 u1x «时 o筛渣率和
细浆得率降低 o而当保温时间大于 u1x «时 o其变化较小 ∀综合考察卡伯值 !纸浆得率和筛渣率的变化规律 o
确定 u1x «是最佳保温时间 ∀
214 不同树龄日本落叶松制浆特性的比较
在日本落叶松的生长过程中 o其化学组成和纤维特性都会随着树龄的增大出现一定规律性的变化 o所以
在制浆性能上也会存在一些差异 ∀对 tu !tx和 uv年生 v个不同树龄日本落叶松 o在相同的蒸煮条件≈用碱量
k‘¤u ’ 计lut h !硫化度 ux h !液比 tΒw !最高温度 tzs ε  下 o进行了硫酸盐法蒸煮试验 ∀表 y中列出了不同
树龄日本落叶松在 v个不同保温时间ku !u1x和 v «l下的蒸煮结果 ∀
表 6 不同树龄日本落叶松硫酸盐制浆性能的比较
Ταβ .6 Χοντραστ οφ πυλπινγ προπερτιεσ οφ Λ . καεµπφερι µατεριαλιν διφφερεντ αγεσ
树龄
×µ¨¨¤ª¨Π¤
保温时间
׬° Π¨«
卡伯值
Ž¤³³¤±∏°¥¨µ
粗浆得率
ײ·¤¯ ¼¬¨ §¯Πh
筛渣率
• ­¨¨¦·¶Πh
细浆得率
ƒ¬±¤¯ ¼¬¨ §¯Πh
残碱
• ¶¨¬§∏¤¯ ¤¯®¤¯¬Πkª#ptl
tu u ux1v wu1u s1v wu1t t{1{u
tx u u{1t wv1x t1u wv1s tz1|v
uv u vs1| wu1w t1s wu1s ty1{u
tu u1x ut1z wt1s s1t ws1| t{1x|
tx u1x uv1t wu1v s1t wu1u ty1ww
uv u1x uw1y ws1t s1t ws1s tz1vz
tu v us1{ wt1w s1st wt1w tz1y|
tx v uu1x wu1u s1t wu1u ty1|s
uv v uw1u ws1x s1sx ws1x tx1xu
由表 y可以看出 o在相同蒸煮条件下 o不同树龄日本落叶松的制浆性能存在比较明显的差异 ∀随着树龄
的增大 o硫酸盐纸浆的硬度k卡伯值l增高 o也就是说 o随着树龄的增大 o蒸煮难度也在增加 o木材的脱木素程
度变差 ∀同时 o黑液残碱也随着树龄的增大而逐渐减少 o从而可以说明树龄较大的日本落叶松的耗碱量也较
大 ∀v种树龄日本落叶松蒸煮的细浆得率在 ws h ∗ wv h otx年生日本落叶松的纸浆得率较高 ∀
215 不同树龄日本落叶松纸浆强度的比较
研究了不同树龄日本落叶松硫酸盐纸浆的物理性能差异 ∀先将未漂硫酸盐纸浆用 °ƒŒ磨打浆至相同的
打浆度kwsβ≥• l o然后用标准纸页成型器抄造成定量为 ys ª#°pu的手抄片 o并按照国家标准方法进行浆张物
理性能的测定 ∀不同树龄日本落叶松硫酸盐浆在浆浓度 ts h下的打浆情况如表 z所示 o手抄片的物理性能
测定结果列于表 {中 ∀
由表 {可以知 o日本落叶松原料的树龄对其纸浆的物理性能有一定的影响 ∀树龄较小的 tu年生日本落
叶松纸浆的抗张指数 !耐折度和伸长率都大于其他 u个树龄的纸浆 o但撕裂指数则以 tx年生较高 ∀总体来
v| 第 z期 石淑兰等 }不同树龄日本落叶松的化学组成与制浆特性
表 7 不同树龄日本落叶松硫酸盐浆的打浆试验
Ταβ .7 Τηε βεαταβιλιτψ οφ κραφτ πυλπ οφ Λ . καεµπφερι µετεριαλ
树龄
×µ¨¨¤ª¨Π¤
卡伯值
Ž¤³³¤±∏°¥¨µ
初始打浆度
ƒ¬µ¶·¥¨¤·¬±ª
§¨ªµ¨ Π¨kβ≥• l
°ƒŒ磨转数 •²∏±§
²©°ƒŒΠµ²∏±§
最终打浆度
ƒ¬±¤¯ ¥¨¤·¬±ª
§¨ªµ¨ Π¨kβ≥• l
tu ut1z tx { xss ws1s
tx uu1u tx { xss ws1s
uv uw1y tw ts sss ws1s
表 8 不同树龄日本落叶松硫酸盐浆的物理性能比较
Ταβ .8 Χοντραστ οφ πηψσιχαλ προπερτιεσ οφ κραφτ
πυλπ οφ Λ . καεµπφερι µατεριαλ
物理性能
°«¼¶¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶
树龄 ×µ¨¨¤ª¨Π¤
tu tx uv
定量 Šµ¤°°ª¨Πkª#°pul yt1sw ys1xt ys1yz
紧度 ≤²°³¤¦·±¨ ¶¶Πkª#¦°pvl s1yv s1ys s1ys
抗张指数 ≥·µ¨±ª·«¬±§¨¬Πk‘°#ªptl {x1z| zv1yy zw1uv
裂断长 …µ¨¤®¯¨ ±ª·«Π®° {1zx z1xt z1xz
伸长率 ∞¯²±ª¤·¬²±Πh u1|x u1wt u1ws
耐折度 ƒ²¯§ ±¨§∏µ¤±¦¨Π·¬°¨ zsy x{{ xss
耐破指数 …∏µ¶·¬±§¨¬Πk®°¤ °u#ªptl x1tv y1sv x1xt
撕裂指数 × ¤¨µ¬±§¨¬Πk°‘°u#ªptl |1st tu1{| ts1vv
说 otx和 uv年生日本落叶松硫酸盐浆
的物理强度指标比较接近 ∀不同树龄日
本落叶松纸浆物理性能的差异与它们的
纤维长度和纤维间的结合强度有关 ∀
对不同树龄日本落叶松纤维形态的
分析结果k谢新良等 ousswl表明 o采用
Ž¤­¤¤±¬ƒ≥ p tss纤维分析仪测定的 tu !
tx和 uv年生日本落叶松的二重重均纤
维长度分别为 u1|s !v1xz !v1uw ~长宽比
分别为 xz1{ !zy1y !zv1{ ∀这说明 tu年生
日本落叶松正处于生长期 o纤维长度尚
较短 o而 tx年生日本落叶松的纤维平均
长度和长宽比均较大 o因而其纸浆的撕
裂强度较高 ∀
v 结论
日本落叶松的木素含量为 uz h ~综
纤维素含量为 zs h ∗ zt h ~聚戊糖含量
为 tu h ∗ tv h ~灰分含量为 s1v h ∀不同树龄日本落叶松的化学组成存在一定的差异 o随着树龄的增长 o冷
水 !热水抽出物和 t h ‘¤’‹抽出物含量增加 ~综纤维素含量略有降低 ∀从化学组成特征分析 otu年生日本落
叶松对制浆造纸应用性能更为有利 ∀
日本落叶松碳水化合物组成分析结果表明 }阿拉伯糖和半乳糖含量较一般针叶木高 o这一特点与兴安落
叶松kΛαριξ γ µελινιιl !长白落叶松kΛαριξ ολγενσισl相似 o这是造成日本落叶松原料的水抽出物和 t h ‘¤’‹ 抽
出物含量较高 o以及制浆得率较低的主要原因 ∀
通过对日本落叶松硫酸盐法蒸煮工艺参数的优化研究 o确定最佳蒸煮工艺条件为 }用碱量k‘¤u ’ 计l
ut h !硫化度 ux h !保温时间 u1x «!最高温度为 tzs ε !液比 tΒw ∀在此条件下蒸煮所得纸浆的粗浆得率为
wu1y h o纸浆卡伯值为 uu ∀
试验选用的 v种不同树龄日本落叶松硫酸盐制浆性能的比较结果表明 }随着树龄的增大 o蒸煮性能呈现下
降趋势 o蒸煮耗碱量随之增加 o纸浆硬度增高 ∀树龄较小的 tu年生日本落叶松硫酸盐法制浆性能优于树龄较
大的日本落叶松 ~tx年生日本落叶松的制浆得率和浆张的撕裂强度较高 ~uv年生日本落叶松的制浆性能相对较
差 ∀综合考虑树木的生长周期和成材率等因素 o选用 tu和 tx年生日本落叶松制浆造纸是适宜的 ∀
参 考 文 献
董 健 o王喜武 qt||w q日本落叶松木材制纸浆性能及速生丰产林投入产出分析 q辽宁林业科技 okxl }xt p xw
国家轻工业局质量标准处 qt||| q中国轻工业标准汇编 ) ) ) 造纸卷 }上册 q北京 }中国标准出版社
贺眉寿 qt||w q日本落叶松林生长调查及发展前景预测 q四川林业科技 otxk|l }v
马常耕 qt||u q落叶松种和种源选择 q北京 }农业大学出版社
马常耕 o王建华 qt||s q我国发展日本落叶松区域的探讨 q林业科学与技术 okwl }uy p u{
石淑兰 o何福望 qussv q制浆造纸分析与检测 q北京 }中国轻工业出版社
谢新良 o石淑兰 o魏德津 o等 qussw q日本落叶松化学组成与纤维特性的研究 q国际造纸 ouvktl }uw p u{
k责任编辑 石红青l
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