木片品质对造纸浆液性能的影响

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桉树因其速生丰产、适应性强及用途广泛而成为我国南方地区快速发展的人工速生林材种，桉木纸浆纤维虽短但分布相对集中，从而赋予成纸匀度好、平滑度高、不透明度高及适应性好的特点，因而桉木化学浆的市场需求量呈现不断增加的态势［1］。目前桉木化学浆的生产还是以漂白硫酸盐法(KP)制浆为主。近年来国内已先后有几条大型漂白桉木化学浆生产线建成投产，随着越来越多类似的纸浆生产线上马、投运，国内桉树木片的市场供应势必会受到猛烈冲击，木片来源的竞争将是相关纸浆厂无法回避的现实［2］。国内桉树木片因为木材来源不稳定、木片加工厂规模较小、木片运销途径杂乱，从而很大程度上制约了木片质量的稳定性，各浆厂收购的木片质量总体上参差不齐。因此，了解不同树种、不同地域、不同质量特性的国内桉木对制浆过程、成浆质量和制造成本的影响，无论对浆厂生产层面还是对木片采购供应层面都具有重要的现实意义。本实验探讨了国内人工林桉树木片对KP法制浆性能的影响因素，重点关注木片规格、材种、生长期等因素的影响程度。

1实验方法及对比依据

采用具有代表性的人工速生桉树木片样品进行筛分分析，将合格木片组分用于实验室蒸煮，通过对成浆分析检测，得出其细浆得率、成浆强度及漂白性能的差异。主要实验及检测设备木片筛分仪器:ChipClass木片筛(美国);木片蒸煮装置:MK775双罐蒸煮器(美国);纤维分析仪器:HiresFQA纤维分析仪(加拿大);白度检测仪器:L＆WElrepho070分光白度计(瑞典)。蒸煮实验条件用碱量20%(有效碱计，以NaOH表示);白液硫化度(30±1)%;液比4∶1;最高温度156℃;蒸煮周期220min。主要检测依据筛分分析按SCANCM40进行;木片长度及分布按SCANCM48测试;纤维长度按TAPPIT271测试;纸浆白度按ISO2470测试。

2实验结果及应用探讨

2.1过厚片比例对蒸煮的影响

木片的入厂质量验收，通常包括水分、筛分、树皮和杂质含量的检测，木片筛分包含过大片、过厚片、合格片、过小片和木屑等项目，其中过厚片比例是公认的对阔叶木KP法制浆有显著影响的因素，它主要影响蒸煮碱液在厚度方向的渗透速率，造成蒸煮不匀现象。过厚片指厚度大于8mm的木片(不包括过大片在内)。用木片筛对木片样品先行筛分分离，在合格片中以不同的比例掺入过厚片组分并分别混合均匀，进行蒸煮实验，实验结果见图1和图2所示。由图1和图2可见，木片中的过厚片比例在0～5%时，对蒸煮没有明显影响。随着过厚木片比例提高，粗渣率增加，蒸煮得率有所下降。当过厚片比例超过12%时，粗渣率显著提高，得率明显下降。过厚片比例增加至15%时，粗渣率高于2%，成浆不完全。由于国内木片受削片设备和生产经验所限，过厚片比例高是一个普遍现象，且多数浆厂生产线未配备厚度筛，因此过厚片应成为木片规格中首先关注的对象，尽量控制过厚片比例不超过10%，对保证蒸煮效果尤为重要。

2.2木片长度对蒸煮的影响

如果削片在原木规格一致、操作稳定的运行条件下，切出的木片长度基本符合正态分布规律。据国外资料介绍，木片中的纤维长度(L)与木材中的纤维长度(L0)和木片平均长度(L1)相关，其关系可以表示为式(1):L=1/(1/L0+1/L1)(1)式(1)表明，木材中的纤维长度是木片中的纤维长度的主要影响因素，木片平均长度是次要因素。由于国内桉木的纤维长度大致在0.75～1.0mm，而常见的合格木片长度(MACL)大致在18～25mm，因此当木片平均长度从20mm提高到25mm时，木片中的纤维长度改善并不明显，只能增加0.01mm。这就是说，通过提高木片长度来改善桉木木片的成浆强度将收效甚微。

2.3桉木树种对蒸煮的影响

取华南地区分布较广的6种人工速生桉树木片进行实验室蒸煮，其中DH32-29、DH201为尾叶桉与巨桉的杂交树种，U6为尾叶桉树种，W5为刚果桉树种，GL1、GL9为蓝桉树种。所选桉木均为5～6年生，在相同的实验条件下，进行蒸煮实验，结果见图3～6所示。由图3～图6可知，不同种类桉树具有明显不同的制浆表现，DH32-29、DH201蒸煮得率明显高于U6和W5;DH32-29、GL1和DH201的纤维长度较长，成浆强度要好一些;GL9的成浆白度最高，其他几种白度也都大于30%，说明其可漂性良好;而各种桉木的蒸煮耗碱量相差无几。综合来看，尾叶桉与巨桉的杂交品系DH32-29和DH201比其他几个树种具有更佳的综合制浆性能。

2.4木材生长年限对蒸煮的影响

桉木生长年限不同，其基本密度、化学成分和纤维形态都会发生变化，不同年限桉木的制浆性能有所不同。分别取同一地区、同一品种的3～4年生和5～6年生人工林桉木进行蒸煮实验和检验，实验结果见表1。由表1可知，5～6年生桉木比3～4年生桉木制浆得率高、成浆纤维长，而两者的碱耗和白度相差不大，说明5～6年生的桉木比年幼一些的桉木具有更好的制浆效果。鉴于我国南方部分地区人工桉树的生长期只有3～4年，因此这类木材会产生制浆得率低、成浆强度差的问题，其性价比要略低一些。

2.5木芯片对蒸煮的影响

用于制浆生产的桉木片通常是一些胸径小于7cm的速生桉木，有时掺加板材加工的废料，其中旋切板加工产生的木芯是常见的一类废料。木芯是桉树的芯材所在，与边材有很大的不同。对100%木芯片和普通木片分别进行蒸煮实验和检验，对比结果见表2所示。由表2可知，与没有混用木芯片的普通木片相比，纯木芯片蒸煮碱耗相近，未漂浆得率略低，但是纤维长度和未漂浆白度却有明显差距。因此木片加工过程中应对木芯掺加比例进行适当控制，木片中混入过多的木芯片势必影响成浆强度，也会加大未漂浆的漂白难度，增加漂白化学品的消耗。

3小结

国内速生桉木的化学法制浆蒸煮受到多种因素的影响，浆厂需要对各种因素进行综合权衡，以趋利避害，扬长避短。

3.1桉木硫酸盐法制浆对木片规格方面的首要要求是要对过厚片比例加以控制，否则影响蒸煮均匀性和成浆得率，过厚片比例应控制在10%以下。

3.2单纯增加木片长度不能明显改善成浆强度。

3.3木片中掺用过多木芯片会影响成浆强度和白度，木芯片掺加量应予以控制。

3.4桉木生长期不同制浆性能不同，5～6年生速生桉木的制浆性能好于3～4年生速生桉木。