奧庫梅和奧齊戈制漿性能的研究

文瓊菊， 邱先琴， 李 勇， 付 彪

(湖北工業大學制漿造紙工程學院， 湖北 武漢 430068)

奧庫梅和奧齊戈是非洲加蓬國覆蓋面積最大的兩種樹種，也是我國從加蓬進口最多的木材品種．奧庫梅是一種闊葉喬木，樹干粗壯筆直，成材后可高達50 m左右，枝椏不多，樹枝一般生長在離地面30 m處，一棵奧庫梅樹，一般可得到6 t左右的良好木材，成材率很高[1-2]．為了充分利用纖維資源，將加蓬當地木材加工廠的邊角余料用于制漿造紙，受某投資公司的委托，筆者對奧庫梅和奧齊戈進行蒸煮、漂白、打漿、抄紙等實驗，對其制漿性能進行研究，為其合理應用提供依據．

1 實驗原料與方法

1.1 實驗原料

奧庫梅和奧齊戈樣品皆來自于加蓬，由某投資公司提供．二種原料均在實驗室手工切成木片，切好的木片儲存于塑料桶中平衡水分．取部分奧庫梅原料經粉碎機碎解作原料成分分析用．

1.2 實驗方法

1.2.1化學成分分析將火柴桿大小的奧庫梅試樣在粉碎機上磨碎， 取通過40 目但不能通過60目的粉末，貯于具有磨口玻塞的廣口瓶中平衡水分，按照國家標準測定奧庫梅原料的化學組成．

1.2.2纖維形態測定在試管中將火柴桿大小的試樣用離析液離析，制作纖維切片后在纖維投影儀上測定纖維長度及寬度．

1.2.3蒸煮實驗蒸煮設備為計算機控制升溫、保溫程序的10 L Greenwood雙槽蒸煮器，藥液經循環泵由鍋外加熱器加熱．

1.2.4漂白實驗在塑料袋中進行漂白實驗，采用CEH三段漂白，各段漂白均將紙漿置于塑料袋內在水浴鍋內進行．

1.2.5打漿及抄紙實驗打漿在PFI磨中進行，打漿度測定在肖氏打漿度測定儀上進行．抄紙在ZQJ1-B手抄型抄紙機上進行．

1.2.6紙張物理性能測定按照《制漿造紙分析與檢測》[5]提供的方法測定紙張的抗張強度、撕裂指數、耐折度和緊度等．

2 實驗結果

2.1 原料纖維形態和化學組成分析

對樣品進行了密度、纖維形態及化學成分分析(表1)．由表1可見，奧庫梅的密度較小、奧齊戈密度較大．奧庫梅密度較小，這有利于制漿過程中蒸煮藥液的滲透．

從纖維形態來看，奧庫梅纖維的平均長度為1.25 mm，大于桉木(0.68 mm)及山楊(0.86 mm)[3]，也大于4種相思樹(0.9～0.96 mm)纖維的平均長度[4]；一般來說，纖維越長，紙張的撕裂度、抗張強度、耐破度、耐折度等紙張強度指標越高，因此奧庫梅材種纖維形態較好．

從化學組成可知，奧庫梅原料纖維素含量為48.14%，高于楊木(43.24%)及楹樹(46.74%)[3]．纖維素含量較高，則意味著紙漿得率較高．

綜合分析原料纖維形態和化學組成，可知奧庫梅原料是適用于制漿造紙的闊葉材種．

表1 原料纖維形態和化學組成分析結果

原料密度為12%水分的木材質量與體積之比

2.2 蒸煮條件及結果

將奧庫梅、奧齊戈原料采用相同工藝條件進行蒸煮，所用方法為硫酸鹽法，蒸煮工藝條件為：用堿量26%(Na2O計)，硫化度25%，液比1∶5，蒸煮最高溫度175℃，升溫時間3 h，保溫時間1 h．蒸煮結果見表2．

表2 奧庫梅、奧齊戈蒸煮結果

由表2可知：在相同的蒸煮工藝條件下，奧庫梅比奧齊戈耗堿量略高，但奧庫梅比奧齊戈紙漿得率高2.26%，紙漿高錳酸鉀值低2.99，奧庫梅Y/K值為4.60，奧齊戈Y/K值為3.39，說明奧庫梅在蒸煮過程中木素較易脫除.綜合比較而言，在相同的硫酸鹽法制漿工藝條件下，奧庫梅原料的蒸煮性能優于奧齊戈原料．

2.3 漂白條件

采用CEH三段漂白，對奧庫梅、奧齊戈進行漂白，總用氯量6.5%，各段工藝條件見表3．

表3 漂白工藝條件

2.4 漂白漿白度及物理強度指標

將奧庫梅、奧齊戈漂白漿在PFI磨中進行打漿，打漿濃度為10%，打漿后2種漿料打漿度均為30°SR．打漿后漿料在手抄型抄紙機上抄片，按照國家標準測定手抄片的各項物理性能(表4)．

表4 奧庫梅、奧齊戈漂白漿手抄片物理性能

由表4可見，將漂白漿抄片后測定白度，在相同漂白條件下，奧庫梅、奧齊戈漂白漿白度分別為80.24%ISO、79.40%ISO，兩種漂白漿白度相近．對物理強度指標進行分析，可知奧庫梅漂白漿比奧齊戈有著較好的強度性能，奧庫梅抗張指數、撕裂指數、耐破指數、耐折度均明顯高于奧齊戈漂白漿．

3 結論

1) 奧庫梅原料纖維的平均長度為1.25，纖維素含量為48.14%，是適用于制漿造紙的較好的闊葉材種．

2) 采用硫酸鹽法進行蒸煮，在用堿量26%，硫化度25%，液比1∶5，蒸煮最高溫度175℃，升溫時間3 h，保溫時間1 h的工藝條件下，奧庫梅原料紙漿得率為47.4%，高錳酸鉀值為10.31，蒸煮性能較好．奧齊戈原料也適宜制取硫酸鹽漿，但蒸煮性能比奧庫梅較差，得率較低，硬度較高．

3)在相同的CEH漂白條件下，兩種紙漿白度接近，但奧庫梅比奧齊戈有著較好的強度性能，奧庫梅漂白漿的抗張指數、撕裂指數、耐破指數、耐折度均明顯高于奧齊戈漂白漿．研究表明，奧庫梅原料是適宜制取硫酸鹽漂白漿的材種，奧齊戈原料也適宜制取硫酸鹽漂白漿，但漂白漿強度性能較差．

[參考文獻]

[1] 鄧 佳.加蓬，沉醉在綠色里[J]. 環境經濟,2012(7)：73.

[2] 李百華.加蓬一寶----奧庫梅木[J]. 世界農業,1984(6)：57.

[3] 鄔義明.植物纖維化學[M].北京：中國輕工業出版社，1991.

[4] 鄧擁軍,房桂干，李 萍，等.四種相思樹硫酸鹽法制漿性能的比較[J]. 陜西科技大學學報,2006(2):1-7.

[5] 石淑蘭，何福望.制漿造紙分析與檢測 [M].北京：中國輕工業出版社，2003.