桉樹(shù)新品種的篩選與分析

桉樹(shù)是世界著名的三大速生樹(shù)種之一。具有適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、木材產(chǎn)量高、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)?？梢暈榈缆穬蓚?cè)的綠化，速生效果快、材料美觀、優(yōu)良的人行道樹(shù)木。它具有良好的木材工業(yè)特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于人造板、細(xì)木工板、紙漿造紙、蘑菇、家具等領(lǐng)域。桉樹(shù)原生地是澳大利亞,約有600多種,已有90多個(gè)國(guó)家如:巴西、西班牙、葡萄牙、印度、摩洛哥等都在大規(guī)模營(yíng)造桉樹(shù)林。我國(guó)始于1890年自意大利引種桉樹(shù),自1980年以后,國(guó)際交流與合作的步伐進(jìn)一步加快,引進(jìn)桉樹(shù)110多種。并篩選出柳桉、巨桉、檸檬桉、尾葉桉、巨尾桉、大花序桉、小果灰桉、細(xì)葉桉、赤桉等優(yōu)良速生樹(shù)種。現(xiàn)在,廣東、廣西、海南、云南、四川、福建、江西等省都有人工培育桉樹(shù)林,國(guó)內(nèi)也相繼建成了許多以桉木為主要原料的紙漿廠,廣東湛江國(guó)營(yíng)雷州林業(yè)局是我國(guó)最早進(jìn)行桉樹(shù)人工林培育的單位之一,具有我國(guó)最大的桉樹(shù)人工林基地,以下是對(duì)雷州林業(yè)局三種桉木原料(U6、DH201-2、LH1)纖維形態(tài)和制漿造紙性能分析的結(jié)果及其評(píng)價(jià)。1實(shí)驗(yàn)1.1原料的提取與處理三種新桉木原料(U6、DH201-2、LH1),已切成木片30×20×5mm,水份52%;U6(1999年9月種),胸徑:95mm;LH1(1999年10月種),胸徑:115mm;DH201-2(1999年5月種),胸徑:91mm。原料的處理:將三種不同的原料在太陽(yáng)下曬干,用8目篩子篩除塵土和碎片,并分檢出粗節(jié)和粗大木片,合格原料風(fēng)干后貯存在密封的塑料袋中平衡水份,待用。另取有代表性的木片各200克(絕干),切成火柴棒粗細(xì),在植物纖維粉碎機(jī)中磨成能通過(guò)40目的木粉,再用60目的篩子篩上述木粉,收集未能通過(guò)60目篩子的木粉,置于具有磨砂玻塞的廣口瓶中,供分析用。1.2纖維控制系統(tǒng)日本OLYMPUS-SZX(c)研究型體視顯微鏡;美國(guó)M/Ksystemsinc.帶電腦控制的蒸煮器;荷蘭MessmerSomerville篩,篩縫0.15mm;芬蘭KajjaniFS-200纖維分析儀;挪威PFI磨;美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)紙頁(yè)成形器;ISO恒溫恒濕工作室;美國(guó)TechnidyneCorporation白度計(jì);瑞典L&W公司抗張強(qiáng)度測(cè)定儀;美國(guó)TMI公司撕裂度儀。1.3木片的漂漂工藝桉木纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分分析參照屈維均主編的《制漿造紙實(shí)驗(yàn)》第一章。蒸煮工藝條件為:蒸煮曲線,40℃→120℃→小放汽→165℃→165℃;升溫斜率,10℃/10min;保溫溫度,165℃;保溫時(shí)間,90min;用堿量,16%(Na2O計(jì));硫化度,20%;液比,1∶4.5;裝鍋量,1kg絕干木片。漂白單段次氯酸鹽漂白,漂白工藝條件為:濃度9%,用氯量8%,溫度65℃,時(shí)間90min,氨基磺酸用量0.2%(對(duì)絕干漿),NaOH用量1.26%(對(duì)絕干漿)。打漿和抄紙分別將未漂漿和漂白漿按標(biāo)準(zhǔn)QB/T1463-1992在PFI磨上打漿到一定的叩解度,再用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)紙頁(yè)成形器進(jìn)行抄紙,所抄紙頁(yè)在ISO恒溫恒濕工作室中風(fēng)干,測(cè)定其物理性能,物理性能的測(cè)試均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。2結(jié)果與討論2.1桉木纖維、馬尾松纖維用于制漿的桉木相對(duì)密度平均值不宜超過(guò)0.7。桉樹(shù)在10年間生長(zhǎng)最快,10年后達(dá)到高峰,10年后生長(zhǎng)下降,年平均生長(zhǎng)量1~2cm(胸徑),木材密度均隨樹(shù)齡而逐漸增大,密度增大可能是纖維細(xì)胞壁加厚,木材抽出物含量增多,適于造紙的桉木其密度以0.4~0.6g/cm3為佳。一般來(lái)講,5~10年樹(shù)齡的桉木用于造紙為最適宜,砍伐期一般胸徑10~20cm左右。從上表可以看出,桉木纖維的平均長(zhǎng)度都在1mm左右,比馬尾松的纖維長(zhǎng)度要小得多;同時(shí),它的纖維寬度也比馬尾松纖維寬度小得多,從長(zhǎng)寬比上看,桉木纖維雖然也比馬尾松纖維小,但已經(jīng)比較接近,并且都保持在50以上。這就是說(shuō)桉木纖維雖然短,但形態(tài)仍好,絕不是造紙上忌諱的粗短,甚至被看作是縮小3至4倍后的馬尾松纖維。其壁厚、腔徑情況也相似,大部分桉木的壁腔比在0.5~0.9。一般認(rèn)為:長(zhǎng)寬比大于50,壁腔比小于1的纖維都是適合造紙的,顯然,桉木纖維是屬適合造紙之列的。雷州林業(yè)局所提供的三種桉樹(shù)(U6、DH201-2、LH1),根據(jù)上面的分析,從原木的密度、纖維的長(zhǎng)寬比和纖維的壁腔比都是適合于造紙的優(yōu)質(zhì)原料。2.2綜纖維素含量的測(cè)定理論上綜纖維素加木素等于無(wú)抽提物試樣重量的100%,但由于在木素的測(cè)量中,不能保證所有的聚糖都能水解成單糖溶出,同時(shí)綜纖維素的測(cè)量中,也不能保證所有的木素都能被除去,所以通常情況下,綜纖維素和木素的含量之和大于100%。通過(guò)綜纖維素含量的測(cè)定,不僅可以反映出造紙?jiān)现欣w維素的含量,同時(shí)還可以間接反應(yīng)原料中木質(zhì)素的含量。三種桉木原料都含有較高的綜纖維素含量,特別是DH201-2和LH1,其綜纖維素含量在80%左右,U6的綜纖維素含量相對(duì)來(lái)說(shuō)要低一些,木素含量也高一些,1%NaOH抽出物比其它兩種桉木也高,最終反應(yīng)出來(lái)的蒸煮得率也低一些。2.3傳統(tǒng)細(xì)漿實(shí)驗(yàn)世界范圍內(nèi)桉木化學(xué)漿主要以硫酸鹽化學(xué)漿占主導(dǎo)地位,我國(guó)以桉木為原料的漿廠也以硫酸鹽化學(xué)漿為主,但近幾年,隨著造紙技術(shù)的發(fā)展,漂白化學(xué)機(jī)械漿(BCTMP)的發(fā)展也越來(lái)越快,國(guó)內(nèi)有不少工廠和高校正在進(jìn)行此類制漿方法的研究。本實(shí)驗(yàn)還是采用傳統(tǒng)的硫酸鹽化學(xué)漿進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),蒸煮結(jié)果如下:以上細(xì)漿得率采用荷蘭MessmerSomerville篩篩選,篩縫為0.15mm,纖維的算術(shù)平均長(zhǎng)度采用芬蘭KajjaniFS-200纖維分析儀進(jìn)行測(cè)量。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,除U6原料得率稍低一點(diǎn)(粗漿47.14%,細(xì)漿46.00%)以外,DH201-2、LH1的細(xì)漿得率都超過(guò)50%,并且粗渣率很低,1%左右,漿料已經(jīng)完全成漿,漿料的高錳酸鉀值也比較低,殘堿都超過(guò)10g/L,說(shuō)明蒸煮的用堿量還可以降低,此三種原料都比較容易蒸煮,在上述條件下蒸煮出來(lái)的漿料的質(zhì)量也比較好,漿的粘度都超過(guò)1100mL/g,這對(duì)于充分保證紙漿的強(qiáng)度具有很好的作用。U6的蒸煮得率比其它兩種桉木低,這可能和它的木素含量高以及1%NaOH抽出物高有關(guān)系。2.4中濃高溫次氯酸鹽活化法為了比較三種桉木化學(xué)漿的可漂性,對(duì)三種桉木化學(xué)漿進(jìn)行了單段次氯酸鹽漂白,漂白結(jié)果見(jiàn)表4。國(guó)內(nèi)以前長(zhǎng)期采用低濃、低溫的單段次氯酸鹽漂白工藝,其優(yōu)點(diǎn)是操作容易控制,可以避免高溫下纖維素在中性范圍內(nèi)的降解,但漂白時(shí)間長(zhǎng),漂白效率低,能耗、水耗大,所以此處采用中濃高溫次氯酸鹽漂白,通過(guò)添加氨基磺酸來(lái)控制纖維的降解,通過(guò)添加NaOH來(lái)控制終了的pH,盡量控制漂白終了的pH值在8以上。通過(guò)漂白實(shí)驗(yàn)可以看出,這三種桉木漿的可漂性還是很好的,單段次氯酸鹽漂白的白度都在71%以上,如果結(jié)合其他漂白工藝,這種漿料完全可以漂到85%以上的高白度,從而滿足生產(chǎn)高檔文化用紙的要求。2.5測(cè)結(jié)果為了了解該三種桉木化學(xué)漿手抄紙的物理性能,特地對(duì)未漂漿及漂白漿進(jìn)行了打漿、抄紙和物理性能檢測(cè),其結(jié)果見(jiàn)表5,表6。結(jié)果表明,新桉木U6,DH201-2,LH1化學(xué)漿,無(wú)論是未漂漿還是漂白漿都具有較好的物理強(qiáng)度性質(zhì),未漂漿和漂白漿的各項(xiàng)指標(biāo)都比老的雷林1號(hào)桉化學(xué)漿的指標(biāo)要好,這說(shuō)明新培育的桉木U6,DH201-2,LH1的制漿造紙性能要比老的雷林1號(hào)桉好。3化學(xué)漿的制備3.1雷州林業(yè)局所提供的三種桉樹(shù)(U6、DH201-2、LH1),原木密度在0.5~0.6g/cm3之間,纖維的長(zhǎng)寬比都大于60,壁腔比小于1,纖維的均一性好,是適合造紙的優(yōu)質(zhì)原料。3.2雷州林業(yè)局所提供的三種桉樹(shù)(U6、DH201-2、LH1),具有較高的綜纖維素含量,非常有利于獲得高的紙漿得率。3.3雷州林業(yè)局所提供的三種桉樹(shù)(U6、DH201-2、LH1),采用硫酸鹽法蒸煮,在保溫溫度:165℃;保溫時(shí)間:90分鐘;用堿量:16%(Na2O計(jì));硫化度:20%時(shí),U6的細(xì)漿得率為46%,其他兩種桉木的細(xì)漿得率都超過(guò)50%,漿料的高錳酸鉀值為14左右,漿的粘度都超過(guò)1100mL/g。3.4雷州林業(yè)局所提供的三種桉樹(shù)(U6、DH201-2、LH1)化學(xué)漿的