佯黄竹纤维形态及制浆性能分析

2020-11-11雷以超周国强

世界竹藤通讯 2020年5期

王勇雷以超陈鹏周国强余英

(1 宜宾林竹产业研究院四川宜宾 644000；2 华南理工大学轻工科学与工程学院广州 510000)

佯黄竹(BambusachangningensisYi et B. X. Li)系禾本科竹亚科莿竹属一新种[1]。野生佯黄竹资源极少，只在长宁县竹海镇新加村、新生村和兴文县莲花镇共和村呈零星野生分布[2]。自2012年开始，宜宾市林科院开展了佯黄竹繁育选育工作[3]。为了解佯黄竹纤维特性及其制浆可行性，测定分析了佯黄竹的纤维素含量、纤维形态和制浆性能，以期开拓佯黄竹在制浆造纸等方面的应用，同时为竹产业高质量发展提供更多、更好地竹类品种选择。

1 材料与方法

1.1 试材采集与制备

佯黄竹供试竹样采自四川省宜宾市长宁县竹海镇双凤村八组(小地名：洋叶河湾)竹林，地理坐标为104°56′51″E、28°29′14″N。佯黄竹林龄25年，平均秆高10～16 m，平均直径6～8 cm，鲜质量12～15 kg/株。

试样经切片机切割成30 mm(长)× 20 mm(宽)× 3～5 mm(厚)的竹片。将切割的竹片在太阳下晒干，贮存在密封的塑料袋中平衡水分，待用。另取有代表性的竹片200 g(绝干)，切成火柴棒粗细，在植物纤维粉碎机中磨成能通过40目的竹粉，再用60目的筛子筛上述竹粉，收集未能通过60目筛子的竹粉，置于具有磨砂玻塞的广口瓶中，供分析用[4]。

1.2 实验设备

日本OLYMPUS—SZX©研究型体视显微镜，带数码拍照；梅特勒酸度计；磁力搅拌器；美国Greenwood 带电脑控制的蒸煮器；荷兰Messmer Somerville筛，筛缝0.20 mm。

1.3 实验方法

1) 纤维形态测定。纤维长度根据GB/T 10336—2002《造纸纤维长度的测定(偏振光法)》进行测定。纤维宽度、壁厚、腔径通过竹材解剖制片，在显微镜下放大观测。

2) 蒸煮实验。采用硫酸盐法制浆，蒸煮有效碱用碱量取20%(以NaOH计，相对于绝干原料计)；液比取4∶1。蒸煮的保温温度控制在160 ℃，保温时间90 min。蒸煮曲线如下：室温30 min升温至110 ℃，保持30 min；再升温至145 ℃，保持45 min；再升温至160 ℃，保温90 min。

2 结果与分析

2.1 纤维形态

测定分析结果显示，佯黄竹纤维长2.52 mm、宽22.52 μm，纤维长宽比为111.90；纤维壁厚7.82 μm，纤维细胞腔内径6.87 μm，纤维壁腔比为2.28。佯黄竹纤维形态见图1。

注：左：放大40倍的粗大纤维；中：放大40倍的细小纤维；右：放大200倍的粗大纤维。图1 佯黄竹的纤维形态

与其他竹种相比[5-8](表1)，佯黄竹有较大的纤维长宽比，有较小的纤维壁腔比。纤维长及长宽比是评价纤维原料的重要依据。据研究，纤维长度越大，长宽比越大，则纤维交织能力越强，成纸强度就大[9]。纤维壁腔比的大小与纸浆质量密切相关，纤维的壁腔比小，说明其纤维柔软性好[8]。

表1 佯黄竹与其他竹种纤维形态对比

2.2 化学制浆性能

佯黄竹化学制浆的试验结果显示，佯黄竹原料成浆完全，纤维素含量为52.54%，木质素含量为11.7%，粗浆得率为52.60%，细浆得率为52.50%。纤维素含量、细浆得率均超过50%，有较高的制浆得率，并且筛渣率很低，未漂浆的卡伯值为11～12，说明脱木素效果较好，如果配合氧脱木素工艺，可以在很低的漂白药品消耗下制备漂白浆。

与其他竹种相比[8, 10-11](表2)，佯黄竹具有较高的纤维素含量，达到52.54%，且有较高的制浆得率。通常，纤维素含量>40%的材料即是较好的纸浆原料[8]，说明佯黄竹制浆性能较好，用于制浆造纸，可获得较好的经济效益[9]。