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        四種新竹材制漿造紙性能研究報告

        2010-01-06 06:30:54
        天津造紙 2010年3期
        關(guān)鍵詞:慈竹竹材制漿

        陳 龍

        (玖龍漿紙東山有限公司 614404)

        四種新竹材制漿造紙性能研究報告

        陳 龍

        (玖龍漿紙東山有限公司 614404)

        自98年國家實(shí)施天然林保護(hù)工程以來,造紙企業(yè)調(diào)整了原料結(jié)構(gòu),大量采用竹材作為制漿造紙原料。到目前為止,大多數(shù)公司收購竹材仍以慈竹為主。但隨著各地制漿造紙企業(yè)的大量興建,造紙原料開始緊張,特別是以慈竹為主的優(yōu)質(zhì)制漿造紙竹材原料更趨緊張,價格一再攀升。為了降低生產(chǎn)成本,拓寬制漿造紙原料渠道,與樂山某造林局合作,對造林局生態(tài)科技園培育的四種新的竹材進(jìn)行了制漿造紙性能研究,現(xiàn)將研究情況報告如下:

        1 竹材來源、竹桿特征

        1.1 四種新竹材均為新鮮竹材,由樂山某造林局提供,取其生態(tài)科技園。

        1.2 竹桿特征見表1

        表1 竹桿特征

        由表1可以看出,吊絲球竹、牛兒竹和甜龍竹的材徑較大(3.5~8.3 cm),壁厚在(0.5~2.5 cm);而清甜竹的材徑較?。?.2~5.0 cm),壁厚較?。?.4~1.8 cm)。甜龍竹和牛兒竹的節(jié)距較長,清甜竹和吊絲球竹DD-1節(jié)距相對較短。

        2 竹材蒸煮制漿及造紙性能比較

        2.1 試驗(yàn)?zāi)康模簩λ姆N竹材進(jìn)行硫酸鹽法蒸煮和打漿、抄紙試驗(yàn),在相同的蒸煮工藝條件下,比較粗漿得率、細(xì)漿得率、粗渣率,放鍋殘堿、細(xì)漿硬度、通過打漿、抄紙,比較其物理強(qiáng)度指標(biāo),從而評價其制漿造紙性能。

        2.2 試驗(yàn)原料、藥品及設(shè)備:

        2.2.1 原料由樂山某造林局提供四種新鮮竹材,送造紙廠分別削片。

        2.2.2 藥品白液:活性堿 81.45g/l(以Na2O計)、硫化度23.38%。

        2.2.3 試驗(yàn)設(shè)備:ZQS-1型電熱蒸煮鍋、篩漿機(jī)、23L瓦利打漿機(jī)、ZCX-200抄片器及常用檢測設(shè)備。

        2.3 試驗(yàn)條件及工藝參數(shù)

        2.3.1 蒸煮工藝條件

        絕干竹片裝鍋量1.4kg,用堿量17%(以Na2O計),液比 1:3.5,總液量 4.9L。

        升溫曲線:一段升溫110分鐘,初溫→125℃,小放汽 10 分鐘;二段升溫 90 分鐘(125→165±1℃);保溫 80 分鐘(165±1℃)。

        2.3.2 打漿、抄紙工藝條件

        打漿叩解度 (40±1)°SR, 抄片使用60目的銅網(wǎng),抄片定量按60 g/m2。

        試驗(yàn)數(shù)據(jù)見附表 2、3、4

        表2 蒸煮試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        表3 打漿抄紙性能數(shù)據(jù)

        表4 不同竹材蒸煮試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析討論

        3.1 蒸煮工藝條件

        3.1.1 本次試驗(yàn)所有鍋次均未添加蒸煮助劑,故用堿量適當(dāng)調(diào)高(17%),保溫溫度采用的165℃。從整個試驗(yàn)數(shù)據(jù)看,幾種竹材的粗漿得率、細(xì)漿得率、細(xì)漿硬度、粗渣率、放鍋殘堿來看,本次所制定工藝條件是合適的。

        3.2 幾種竹材的得率

        在相同的蒸煮工藝條件下,對四種竹材的得率進(jìn)行比較,同時和前期未添加蒸煮助劑蒸煮的慈竹進(jìn)行比較。

        a.粗漿得率上看,吊絲球竹DD-1的粗漿得率最高46.37%,清甜竹得率最低44.48%,甜龍竹和牛兒竹的粗漿得率接近,分別為45.36%和45.39%,這四種竹材的粗漿得率均高于慈竹的44.01%。

        b.從粗渣率上看,慈竹的粗渣率僅0.13%,本次4種竹材的粗渣率均大大高于慈竹,主要是因?yàn)檫@四種竹材的壁厚均大于慈竹。甜龍竹和牛兒竹的粗渣率相對較大,分別為3.19%和3.68%。竹材的壁較厚,相應(yīng)竹片厚度較大,8mm厚度以上竹片的比例也較大,竹片在蒸煮時藥液滲透不是特別均勻和充分,從而導(dǎo)致節(jié)子較多。清甜竹壁相對薄一些,粗渣率相應(yīng)也低于其它三個竹種。

        c.細(xì)漿得率,四種竹材均在40%以上,牛兒竹的細(xì)漿平均得率最高43.48%,其次為甜龍竹、清甜竹,吊絲球竹DD-1的細(xì)漿平均得率最低為40.43%;牛兒竹的細(xì)漿平均得率略高慈竹,其它三種竹材的細(xì)漿平均得率均低于慈竹(慈竹細(xì)漿得率42.20%)。

        d.四種竹材的細(xì)漿叩解度都接近,前期蒸煮的兩種竹材甜龍竹和吊絲球竹DD-1的細(xì)漿叩解度為16°SR,后期蒸煮的牛兒竹和清甜竹細(xì)漿叩解度為15°SR。

        e.本次四種竹材的細(xì)漿白度由高到低依次為清甜竹(36.3%)、牛兒竹(34.3%)、吊絲球 DD-1(33.7%)、甜龍竹(32.7%)。

        f.本次四種竹材的細(xì)漿聚合度由高到低依次為甜龍竹、吊絲球竹DD-1、牛兒竹、清甜竹。由于受竹材的竹節(jié)數(shù)量和大小的影響,竹材成漿后,漿料所含雜細(xì)胞多少存在一定差異,從而導(dǎo)致聚合度的大小與強(qiáng)度指標(biāo)不完全對應(yīng)。

        3.3 幾種竹材打漿、抄紙性能評價

        試驗(yàn)的四種竹材,打漿叩解度均在40±1°SR,較易抄造;物理指標(biāo)檢測時,溫度和濕度都控制在相對穩(wěn)定的同一水平。

        a.從打漿時間上來說,四種竹材的打漿時間都在40分鐘左右,都較易成漿。

        b.幾種竹材的平均抗張指數(shù)由高到低依次為甜龍竹(64.72 N·m/g)、吊絲球竹 DD-1(62.45 N·m/g)、牛兒竹(59.34 N·m/g)、清甜竹(53.04 N·m/g)。 其中甜龍竹和吊絲球竹DD-1的第3鍋次試驗(yàn)是放在后期與牛兒竹和清甜竹一起進(jìn)行。從表3和表4的數(shù)據(jù)上可以看出,新鮮竹材的強(qiáng)度要比存放了一段時間的竹材的強(qiáng)度指數(shù)略大。除清甜竹外,其它三種竹材的抗張指數(shù)均高于慈竹。

        c.本次試驗(yàn)四種竹材的撕裂指數(shù),甜龍竹最低(8.69 mN·m2/g), 其它三種竹材都在 10 mN·m2/g以上,略高于慈竹。

        d.本次試驗(yàn)四種竹材的耐破指數(shù)由高到低依次為甜龍竹、吊絲球竹DD-1、牛兒竹、清甜竹,與抗張指數(shù)大小排列一致,但四種竹材的耐破指數(shù)均高于慈竹。

        四 結(jié)論

        ①本次提供的四種新竹材均較易蒸煮成漿。在相同的蒸煮工藝條件下,牛兒竹的細(xì)漿得率最高,且優(yōu)于前期蒸煮工藝條件相近的慈竹,其它三種竹材的細(xì)漿得率低于慈竹,吊絲球竹DD-1的細(xì)漿得率最低。四種新竹材的粗渣率都大大高于慈竹,牛兒竹粗渣率最高。細(xì)漿白度清甜竹最高(36.3%),甜龍竹白度最低(32.7%)。細(xì)漿聚合度DP值吊絲球竹DD-1的DP值最高,清甜竹最差。由于四種新竹材的壁都較厚,這直接導(dǎo)致粗渣率較高。建議在削片時,可適當(dāng)調(diào)整工藝,使竹片削得薄一些。

        ②從打漿抄紙性能上看,四種新竹材均較易打漿、抄片。從物理指標(biāo)上比較,甜龍竹、吊絲球竹DD-1和牛兒竹的抗張指數(shù)都比慈竹高,清甜竹最低,甜龍竹最高;甜龍竹撕裂指數(shù)最低,其它三種竹材略高于慈竹;四種新竹材的耐破指數(shù)都高于慈竹。

        ③綜合比較本次所試驗(yàn)的四種新竹材,甜龍竹、吊絲球竹DD-1、牛兒竹各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)都接近或優(yōu)于慈竹,清甜竹的細(xì)漿得率和抗張指數(shù)比慈竹略差。甜龍竹、牛兒竹、吊絲球竹DD-1都屬于壁厚、直徑較大的高產(chǎn)竹種,從本次試驗(yàn)看應(yīng)屬于優(yōu)良的造紙竹材,有較高的經(jīng)濟(jì)和實(shí)用價值,可考慮用于生產(chǎn)。

        2010-4-22

        譯 文

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