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本文作者：梁芳敏作者單位：中國林業(yè)科學研究院

以慈竹為研究對象，對比研究了5種不同預處理方式及其浸漬效果;分別對預處理后物料進行制漿和漂白操作，比較不同預處理方式對制漿性能的影響;綜合考慮技術經濟因素，提出了適宜的化學預處理條件;研究了慈竹化機漿的漂白性能，并探討了堿性過氧化氫制化機漿的漂白機理。分析了慈竹的化學組成、纖維形態(tài)等材性特征，結果表明，慈竹纖維的平均長度為1．68mm，平均寬度17．5μm，長寬比為71．3。同時竹材表皮致密，纖維結構特殊，藥液滲透困難，纖維潤脹不足，磨漿后纖維易被切斷，長度降低50%左右?；瘜W組分分析結果顯示，慈竹竹材的抽出物含量較高(1%NaOH抽出物30．13%，熱水抽出物8．59%，苯醇抽出物4．33%)，灰分含量較高，達1．62%，高于木材原料的灰分含量，但小于大多數(shù)禾本科材料。

篩選合格后竹片室溫浸泡過夜，濾去多余水分，105℃蒸汽預汽蒸10min，MSD擠壓(壓縮比1∶4)，擠壓后物料分別采用了中性亞硫酸鈉、堿性過氧化氫、堿性亞硫酸鈉、氫氧化鈉及亞硫酸氫鈉等五種化學藥劑進行預浸，進行化學機械法制漿和漂白。對比研究慈竹制化機漿的磨漿性能、漂白性能、強度性能及污染負荷等，結果顯示:不同化學藥品浸漬對原漿白度的影響較大，且經相同過氧化氫用量漂白后的白度差異與原漿白度差異幾乎一致;中性亞硫酸鈉預處理制化機漿的原漿白度最高，為38．6%ISO，其次是堿性過氧化氫預處理方式，白度為26．75%，堿性亞硫酸鈉預處理制化機漿的原漿白度最低，為22．8%ISO;化學機械法磨漿至相同游離度350mLCSF后，經10%H2O2用量漂白后，堿性過氧化氫預處理制得的漂白化機漿具有較好的抗張強度，且其具有較低的比能耗，中性亞硫酸鈉預處理制得的漂白化機漿具有較好的撕裂強度及耐破強度。堿性過氧化氫預處理和中性亞硫酸鈉預處理具有相對優(yōu)勢，可以作為慈竹制化機漿的適宜處理方式。堿性過氧化氫適宜的預處理條件為:NaOH用量1．5%，H2O2用量2%、DTPA用量0．2%，溫度75℃，預浸反應時間30min，預處理濃度25%。中性亞硫酸鈉適宜的預處理條件為:Na2CO3用量2%，Na2SO3用量2%、DTPA用量0．2%，溫度75℃，預浸反應時間30min，預處理濃度25%。

研究了堿性過氧化氫預處理制慈竹化機漿的漂白性能。使用不同用量水平(2%、4%、6%、8%、10%、15%、20%及30%)的單段過氧化氫漂白對慈竹化機漿的可漂白性能進行系統(tǒng)的探討，重點考察了漂白白度、漂白得率、白度穩(wěn)定性、漂白廢水污染發(fā)生量。結果表明，每個過氧化氫用量下總有一個最佳的用堿量對應最高的白度，不論何種過氧化氫用量，最佳條件下漂白，漂白殘液的pH值一般在9～9．4之間;慈竹化機漿的漂白性能較差，在經濟合理的過氧化氫用量下(10%H2O2對絕干原料)，制得的化機漿均難漂至65%ISO以上，當過氧化氫用量超過8%時，過氧化氫的漂白效率下降，單位漂白藥劑用量的白度增值低于1．5%，當將H2O2用量提升至30%時，漂后竹漿的白度也僅為63%ISO，可見，到一定過氧化氫用量水平后，漂劑用量的繼續(xù)增加，漂白效率下降，并且漂白紙漿得率損失迅速提高(2%H2O2用量時，得率為95．7%，30%H2O2用量時，得率為85．5%)，漂白廢水的污染負荷急劇上升，30%H2O2用量條件下污染負荷高達209．1kg/t;木質素溶出率也隨之增加，20%H2O2用量下，木質素溶出率高達45%，木質素溶出是導致漿料漂白得率下降的主要原因;隨著過氧化氫用量的增加，白度值上升，白度穩(wěn)定性越來越好。慈竹化機漿漂白存在漂白增限，單純增加過氧化氫漂劑用量難以實現(xiàn)把竹漿漂白至高白度的目標。

使用現(xiàn)代光譜分析技術，使用物理、化學及光譜分析手段對慈竹原料、漂白前后化機漿的木質素結構變化進行了研究。硝基苯氧化結果表明:慈竹木質素為G－S－H型木質素，其中愈瘡木基結構單元約占32．6%，紫丁香基結構單元約38．4%，對羥基苯基結構單元約占29．0%。漂白前后竹化機漿UV－Vis光譜分析測定結果表明，竹漿使用過氧化氫漂白主要破壞木質素中的醛基和羰基結構，同時對可見光吸收影響較大的醌型結構也有一定破壞作用，在457nm附近出現(xiàn)肩峰是竹化機漿能夠產生漂白作用的基礎;過氧化氫漂白對木質素結構中與苯環(huán)共軛的α－羰基結構及與苯環(huán)連接的γ－醛基結構有著持續(xù)的破壞作用，當過氧化氫用量由20%增加到30%，457nm附近產生吸收的醌型發(fā)色結構并沒有因過氧化氫用量的增加而產生進一步的破壞作用，繼續(xù)增加過氧化氫對漿料的白度提高意義不大。慈竹化機漿木質素中可能存在一些抗拒過氧化氫漂白脫色的醌型結構，這很可能是導致慈竹化機漿難以被過氧化氫漂白至較高白度的原因之一。