奥库梅和奥齐戈制浆性能的研究

文琼菊， 邱先琴， 李 勇， 付 彪

(湖北工业大学制浆造纸工程学院， 湖北 武汉 430068)

奥库梅和奥齐戈是非洲加蓬国覆盖面积最大的两种树种，也是我国从加蓬进口最多的木材品种．奥库梅是一种阔叶乔木，树干粗壮笔直，成材后可高达50 m左右，枝桠不多，树枝一般生长在离地面30 m处，一棵奥库梅树，一般可得到6 t左右的良好木材，成材率很高[1-2]．为了充分利用纤维资源，将加蓬当地木材加工厂的边角余料用于制浆造纸，受某投资公司的委托，笔者对奥库梅和奥齐戈进行蒸煮、漂白、打浆、抄纸等实验，对其制浆性能进行研究，为其合理应用提供依据．

1 实验原料与方法

1.1 实验原料

奥库梅和奥齐戈样品皆来自于加蓬，由某投资公司提供．二种原料均在实验室手工切成木片，切好的木片储存于塑料桶中平衡水分．取部分奥库梅原料经粉碎机碎解作原料成分分析用．

1.2 实验方法

1.2.1化学成分分析将火柴杆大小的奥库梅试样在粉碎机上磨碎， 取通过40 目但不能通过60目的粉末，贮于具有磨口玻塞的广口瓶中平衡水分，按照国家标准测定奥库梅原料的化学组成．

1.2.2纤维形态测定在试管中将火柴杆大小的试样用离析液离析，制作纤维切片后在纤维投影仪上测定纤维长度及宽度．

1.2.3蒸煮实验蒸煮设备为计算机控制升温、保温程序的10 L Greenwood双槽蒸煮器，药液经循环泵由锅外加热器加热．

1.2.4漂白实验在塑料袋中进行漂白实验，采用CEH三段漂白，各段漂白均将纸浆置于塑料袋内在水浴锅内进行．

1.2.5打浆及抄纸实验打浆在PFI磨中进行，打浆度测定在肖氏打浆度测定仪上进行．抄纸在ZQJ1-B手抄型抄纸机上进行．

1.2.6纸张物理性能测定按照《制浆造纸分析与检测》[5]提供的方法测定纸张的抗张强度、撕裂指数、耐折度和紧度等．

2 实验结果

2.1 原料纤维形态和化学组成分析

对样品进行了密度、纤维形态及化学成分分析(表1)．由表1可见，奥库梅的密度较小、奥齐戈密度较大．奥库梅密度较小，这有利于制浆过程中蒸煮药液的渗透．

从纤维形态来看，奥库梅纤维的平均长度为1.25 mm，大于桉木(0.68 mm)及山杨(0.86 mm)[3]，也大于4种相思树(0.9～0.96 mm)纤维的平均长度[4]；一般来说，纤维越长，纸张的撕裂度、抗张强度、耐破度、耐折度等纸张强度指标越高，因此奥库梅材种纤维形态较好．

从化学组成可知，奥库梅原料纤维素含量为48.14%，高于杨木(43.24%)及楹树(46.74%)[3]．纤维素含量较高，则意味着纸浆得率较高．

综合分析原料纤维形态和化学组成，可知奥库梅原料是适用于制浆造纸的阔叶材种．

表1 原料纤维形态和化学组成分析结果

原料密度为12%水分的木材质量与体积之比

2.2 蒸煮条件及结果

将奥库梅、奥齐戈原料采用相同工艺条件进行蒸煮，所用方法为硫酸盐法，蒸煮工艺条件为：用碱量26%(Na2O计)，硫化度25%，液比1∶5，蒸煮最高温度175℃，升温时间3 h，保温时间1 h．蒸煮结果见表2．

表2 奥库梅、奥齐戈蒸煮结果

由表2可知：在相同的蒸煮工艺条件下，奥库梅比奥齐戈耗碱量略高，但奥库梅比奥齐戈纸浆得率高2.26%，纸浆高锰酸钾值低2.99，奥库梅Y/K值为4.60，奥齐戈Y/K值为3.39，说明奥库梅在蒸煮过程中木素较易脱除.综合比较而言，在相同的硫酸盐法制浆工艺条件下，奥库梅原料的蒸煮性能优于奥齐戈原料．

2.3 漂白条件

采用CEH三段漂白，对奥库梅、奥齐戈进行漂白，总用氯量6.5%，各段工艺条件见表3．

表3 漂白工艺条件

2.4 漂白浆白度及物理强度指标

将奥库梅、奥齐戈漂白浆在PFI磨中进行打浆，打浆浓度为10%，打浆后2种浆料打浆度均为30°SR．打浆后浆料在手抄型抄纸机上抄片，按照国家标准测定手抄片的各项物理性能(表4)．

表4 奥库梅、奥齐戈漂白浆手抄片物理性能

由表4可见，将漂白浆抄片后测定白度，在相同漂白条件下，奥库梅、奥齐戈漂白浆白度分别为80.24%ISO、79.40%ISO，两种漂白浆白度相近．对物理强度指标进行分析，可知奥库梅漂白浆比奥齐戈有着较好的强度性能，奥库梅抗张指数、撕裂指数、耐破指数、耐折度均明显高于奥齐戈漂白浆．

3 结论

1) 奥库梅原料纤维的平均长度为1.25，纤维素含量为48.14%，是适用于制浆造纸的较好的阔叶材种．

2) 采用硫酸盐法进行蒸煮，在用碱量26%，硫化度25%，液比1∶5，蒸煮最高温度175℃，升温时间3 h，保温时间1 h的工艺条件下，奥库梅原料纸浆得率为47.4%，高锰酸钾值为10.31，蒸煮性能较好．奥齐戈原料也适宜制取硫酸盐浆，但蒸煮性能比奥库梅较差，得率较低，硬度较高．

3)在相同的CEH漂白条件下，两种纸浆白度接近，但奥库梅比奥齐戈有着较好的强度性能，奥库梅漂白浆的抗张指数、撕裂指数、耐破指数、耐折度均明显高于奥齐戈漂白浆．研究表明，奥库梅原料是适宜制取硫酸盐漂白浆的材种，奥齐戈原料也适宜制取硫酸盐漂白浆，但漂白浆强度性能较差．

[参考文献]

[1] 邓 佳.加蓬，沉醉在绿色里[J]. 环境经济,2012(7)：73.

[2] 李百华.加蓬一宝----奥库梅木[J]. 世界农业,1984(6)：57.

[3] 邬义明.植物纤维化学[M].北京：中国轻工业出版社，1991.

[4] 邓拥军,房桂干，李 萍，等.四种相思树硫酸盐法制浆性能的比较[J]. 陕西科技大学学报,2006(2):1-7.

[5] 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.