Właściwości chemiczne materiałów bambusowych

Materiały bambusowe charakteryzują się wysoką zawartością celulozy, smukłym kształtem włókien, dobrymi właściwościami mechanicznymi i plastycznością. Jako dobry materiał alternatywny dla surowców papierniczych z drewna, bambus może spełniać wymagania dotyczące masy celulozowej do produkcji papieru średniej i wysokiej jakości. Badania wykazały, że skład chemiczny bambusa i właściwości włókien mają dobre właściwości w zakresie roztwarzania. Wydajność pulpy bambusowej ustępuje jedynie pulpie z drewna iglastego i jest lepsza niż pulpy drzewnej szerokolistnej i pulpy z trawy. Birma, Indie i inne kraje znajdują się w światowej czołówce w dziedzinie roztwarzania bambusa i produkcji papieru. Chińska masa celulozowa i produkty papierowe importowane są głównie z Birmy i Indii. Energiczny rozwój przemysłu celulozowego i papierniczego bambusa ma ogromne znaczenie dla złagodzenia obecnego niedoboru surowców celulozowych.

Bambus rośnie szybko i zazwyczaj można go zebrać w ciągu 3–4 lat. Ponadto lasy bambusowe silnie wiążą węgiel, co sprawia, że ​​ekonomiczne, ekologiczne i społeczne korzyści płynące z przemysłu bambusowego stają się coraz bardziej widoczne. Obecnie technologia i sprzęt do produkcji miazgi bambusowej w Chinach stopniowo się rozwijają, a główne urządzenia, takie jak golenie i roztwarzanie, zostały wyprodukowane w kraju. Duże i średnie linie do produkcji papieru bambusowego zostały uprzemysłowione i wprowadzone do produkcji w Guizhou, Syczuanie i innych miejscach.

Właściwości chemiczne bambusa
Jako materiał na biomasę bambus zawiera trzy główne składniki chemiczne: celulozę, hemicelulozę i ligninę, a także niewielką ilość pektyny, skrobi, polisacharydów i wosku. Analizując skład chemiczny i właściwości bambusa, możemy zrozumieć zalety i wady bambusa jako materiału celulozowo-papierniczego.
1. Bambus ma wysoką zawartość celulozy
Papier wykończony najwyższej jakości ma wysokie wymagania wobec surowców celulozowych, wymagając wyższej zawartości celulozy, tym lepiej, a im niższa zawartość ligniny, polisacharydów i innych ekstraktów, tym lepiej. Yang Rendang i in. porównał główne składniki chemiczne materiałów biomasowych, takich jak bambus (Phyllostachys pubescens), murarka, topola i słoma pszeniczna i stwierdził, że zawartość celulozy to murarka (51,20%), bambus (45,50%), topola (43,24%), i słoma pszenna (35,23%); zawartość hemicelulozy (pentozanu) stanowiła topola (22,61%), bambus (21,12%), słoma pszenna (19,30%) i murawa (8,24%); zawartość ligniny stanowiła bambus (30,67%), murarka (27,97%), topola (17,10%) i słoma pszenna (11,93%). Można zauważyć, że wśród czterech materiałów porównawczych bambus jest drugim po sosnie murarskiej surowcem do roztwarzania.
2. Włókna bambusa są dłuższe i mają większy współczynnik kształtu
Średnia długość włókien bambusa wynosi 1,49 ~ 2,28 mm, średnia średnica 12,24 ~ 17,32 μm, a współczynnik kształtu 122 ~ 165; średnia grubość ścianki włókna wynosi 3,90 ~ 5,25 μm, a stosunek ścianki do wnęki wynosi 4,20 ~ 7,50, co oznacza włókno grubościenne o większym współczynniku kształtu. Materiały celulozowe opierają się głównie na celulozie z materiałów biomasowych. Dobre surowce z biofibry do produkcji papieru wymagają wysokiej zawartości celulozy i niskiej zawartości ligniny, co może nie tylko zwiększyć wydajność masy celulozowej, ale także zmniejszyć popiół i ekstrakty. Bambus ma cechy długich włókien i duży współczynnik kształtu, co sprawia, że ​​włókno przeplata się więcej razy na jednostkę powierzchni po przetworzeniu miazgi bambusowej w papier, a wytrzymałość papieru jest lepsza. Dlatego też skuteczność roztwarzania bambusa jest zbliżona do właściwości drewna i jest silniejsza niż w przypadku innych roślin trawiastych, takich jak słoma, słoma pszenna i wytłoki.
3. Włókno bambusowe ma wysoką wytrzymałość
Celuloza bambusowa jest nie tylko odnawialna, ulega degradacji, biokompatybilna, hydrofilowa i ma doskonałe właściwości mechaniczne i odporność na ciepło, ale ma również dobre właściwości mechaniczne. Niektórzy uczeni przeprowadzili testy rozciągania 12 rodzajów włókien bambusa i odkryli, że ich moduł sprężystości i wytrzymałość na rozciąganie przewyższają sztuczne, szybko rosnące włókna drewna leśnego. Wang i in. porównali właściwości mechaniczne przy rozciąganiu czterech rodzajów włókien: bambusa, kenafu, jodły i ramii. Wyniki wykazały, że moduł sprężystości przy rozciąganiu i wytrzymałość włókna bambusowego były wyższe niż w przypadku pozostałych trzech materiałów włóknistych.
4. Bambus ma wysoką zawartość popiołu i ekstraktu
W porównaniu z drewnem bambus ma wyższą zawartość popiołu (ok. 1,0%) i 1% ekstraktu NAOH (ok. 30,0%), co powoduje powstawanie większej ilości zanieczyszczeń podczas procesu roztwarzania, co nie sprzyja odprowadzaniu i oczyszczaniu ścieków z miazgi oraz przemyśle papierniczym i zwiększy koszty inwestycji w niektóre urządzenia.

Obecnie jakość produktów z papieru z masy bambusowej Yashi Paper osiągnęła wymagania normy UE ROHS, przeszła testy EU AP (2002)-1, US FDA i inne międzynarodowe standardowe testy dopuszczone do kontaktu z żywnością, przeszła certyfikację FSC 100% Forest i jest także pierwszą firmą w Syczuanie, która uzyskała chiński certyfikat bezpieczeństwa i higieny pracy; jednocześnie przez dziesięć lat z rzędu został objęty próbą produktu „kwalifikowanego do kontroli jakości” przez Krajowe Centrum Kontroli Wyrobów Papierowych, a także zdobył wyróżnienia, takie jak „Kwalifikowana marka i produkt o krajowej stabilnej jakości” od Chińskiego Instytutu Jakości Wycieczka.