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(貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,貴陽 550001)
摘要:運(yùn)用超聲波輔助提取、DFRC(衍生化后的還原裂解)法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)對竹柳(Salix maizhokunggarensis N. Chao)細(xì)胞壁綜纖維素和木質(zhì)素單體進(jìn)行了測定;采用差重法和Kalson法結(jié)合紫外分光光度法測定了竹柳細(xì)胞壁綜纖維素和木質(zhì)素含量。結(jié)果表明,竹柳細(xì)胞壁綜纖維素單體包括D-木糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-葡萄糖、L-巖藻糖和D-纖維二糖,木質(zhì)素主要由愈創(chuàng)木基(G)和紫丁香基(S)組成。竹柳細(xì)胞壁綜纖維素含量為80.16%,木質(zhì)素含量為19.84%。
關(guān)鍵詞 :竹柳(Salix maizhokunggarensis N. Chao);綜纖維素;木質(zhì)素;衍生化后的還原裂解(DFRC)法
中圖分類號(hào):S781.42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2015)01-0097-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.01.025
Holocellulose and Lignin in Cell Wall of Bamboo Willow
LI Qiang,JIANG Shan
(School of Life Sciences, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China)
Abstract: The cell wall of bamboo willow(Salix maizhokunggarensis N. Chao) was extracted with ultrasonic wave-assisted technique. The monomer of holocellulose and lignin was extracted by DFRC (Derivatization Followed by Reductive Cleavage) method and analyzed via gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The total amounts of holocellulose and lignin in cell wall of bamboo willow were measured by dispersion method and Klason method combined with UV spectrophotometry. Results showed that holocellulose in cell wall of bamboo willow contained D-Xylose, L-Arabinose, D-Galactose, D-Glucose, L-Fucose and D-Cellobiose. The lignin from bamboo willow consisted of guaiacyl(G) and syringl(S) units. The total holocellulose content in cell wall of bamboo willow was 80.16% and the total lignin content was 19.84%. The method will provide reference for qualitatively and quantitatively analyzing of other timber.
Key words: bamboo willow(Salix maizhokunggarensis N. Chao); holocellulose; lignin; DFRC method
收稿日期:2014-05-15
基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30860158;31260426)
作者簡介:李 強(qiáng)(1981-),男,安徽樅陽人,在讀碩士研究生,主要從事植物抗病性研究,(電話)13538771922(電子信箱)
unsinkablesoul@163.com;通信作者,姜 山,教授,博士,主要從事植物防衛(wèi)反應(yīng)研究,(電話)13628501176(電子信箱)
kyosan200312@hotmail.com。
植物細(xì)胞壁主要由綜纖維素、木質(zhì)素和蛋白質(zhì)組成,作為植物光合作用產(chǎn)物的主要貯積方式,構(gòu)成了地球植物生物量的主要組成部分。纖維素是無水葡萄糖以β-1,4糖苷鍵組成的長鏈分子,半纖維素是戊糖、己糖和糖酸所組成的不均一聚糖[1],木質(zhì)素是由苯丙氨酸經(jīng)脫氨莖、羥基化、甲基化和氧化還原反應(yīng),生成3種主要單體香豆醇、松柏醇和芥子醇,這些單體經(jīng)氧化偶聯(lián)聚合生成相應(yīng)的3種木質(zhì)素:對羥基苯基木質(zhì)素(H)、愈創(chuàng)木基木質(zhì)素(G)和紫丁香基木質(zhì)素(S)[2]。綜纖維素和木質(zhì)素是組成木材的主要成分,它們的組成及含量與木材的性質(zhì)以及木材的加工利用密切相關(guān)[3]。一般情況下,纖維素含量越高,則制漿率越高;而木質(zhì)素交聯(lián)在纖維素和半纖維之間形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是木材造紙的一大難題,木質(zhì)素含量越低,制漿漂白越容易,消耗的化學(xué)藥品越少[4,5]。通過基因工程方法調(diào)控木質(zhì)素含量和組成類型,優(yōu)化植物光合作用所生產(chǎn)的生物量在綜纖維素和木質(zhì)素之間的分配對木材的制漿性能有很大的潛在價(jià)值[6]。測定細(xì)胞壁中綜纖維素和木質(zhì)素單體成分及含量無疑為提升木材工業(yè)化應(yīng)用提供了重要參考依據(jù)。
竹柳(Salix maizhokunggarensis N. Chao)為楊柳科(Salicaceae)柳屬(Salix)落葉喬木,是經(jīng)選優(yōu)選育出的一個(gè)柳樹品種,由于其同時(shí)具有染色體加倍實(shí)現(xiàn)的倍性優(yōu)勢和雜種優(yōu)勢,故不僅具備柳樹所有優(yōu)良特性,且具有生長速度快、抗逆性強(qiáng)、材質(zhì)好等特點(diǎn),因此作為工業(yè)原料林具有一定優(yōu)勢[7]。以往對于竹柳的研究主要集中在纖維質(zhì)量及制漿性能方面,對于其細(xì)胞壁中綜纖維素和木質(zhì)素的單體成分及含量報(bào)道非常少。為此,采用超聲波輔助提取、衍生化后的還原裂解(DFRC)法結(jié)合GC-MS分析了竹柳細(xì)胞壁綜纖維素和木質(zhì)素單體成分,同時(shí)還采用差重法和Kalson法結(jié)合紫外分光光度法測定了綜纖維素和木質(zhì)素含量對DFRC法結(jié)果加以驗(yàn)證,以期為更好地開發(fā)利用竹柳奠定基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 材料
試驗(yàn)材料為取自貴州省黔南地區(qū)的一年生竹柳。
儀器:QP2010c型氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Shimadzu公司,數(shù)據(jù)庫為NIST27、NIST147);LX-02多功能粉碎機(jī);101A-3型電熱鼓風(fēng)干燥箱;HHS型電熱恒溫水浴鍋;分析天平(十萬分之一,梅特勒-托利多儀器有限公司);KQ-500DE型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);N-1001型EYELA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;精密酸度計(jì)(上海大普儀器有限公司)。
試劑:乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、丙酮、乙酸、溴乙酰、二氧六環(huán)、鋅粉、膽固醇,均為市售分析純。
1.2 細(xì)胞壁樣品提取
樣品粉碎后,過60~80目篩,然后每克樣品加40 mL體積分?jǐn)?shù)80%的乙醇超聲處理10 min,4 000 r/min離心5 min,去上清,重復(fù)4次,再依次用氯仿/甲醇(2∶1,V∶V)和丙酮抽提1次,空氣風(fēng)干[8]。
1.3 DFRC法分析細(xì)胞壁樣品
1.3.1 溴乙酰衍生和細(xì)胞壁溶解反應(yīng) 準(zhǔn)確稱量50 mg(W1)細(xì)胞壁樣品加到50 mL具塞三角瓶中,加入10 mL新鮮配制的溴乙酰溶液(溴乙酰∶乙醇=1∶4,V/V),蓋上玻璃塞于50 ℃輕輕攪拌3 h,然后在50 ℃以下負(fù)壓蒸干[9]。
1.3.2 還原斷裂反應(yīng) 向具塞三角瓶中加入10 mL二氧六環(huán)/乙酸/水(5∶4∶1,V/V/V),再加入200 mg(W2)鋅粉,常溫?cái)嚢?0 min,然后用砂芯漏斗過濾,濾渣于60 ℃烘至恒重(W3),濾液全部轉(zhuǎn)入預(yù)先備有15 mL二氯甲烷和15 mL飽和氯化銨的分液漏斗中,加入200 μL內(nèi)標(biāo)(80 mg膽固醇溶解于2 mL二氯甲烷),水相用3%的鹽酸調(diào)到pH 3以下,充分混勻,靜置分層并收集下部二氯甲烷相。另外用15 mL二氯甲烷萃取飽和氯化銨相,重復(fù)2次,合并二氯甲烷相,低壓旋轉(zhuǎn)蒸干,乙酰化后上GC-MS分析[10]。
1.3.3 計(jì)算反應(yīng)率
1.4 竹柳細(xì)胞壁綜纖維素含量測定
稱取約1.5 g細(xì)胞壁樣品,于60 ℃烘至恒重W4,再轉(zhuǎn)入250 mL碘量瓶中,加入150 mL 2 mol/L的HCl,105 ℃保溫50 min,然后用去離子水沖洗過濾至濾液pH 6.5~7.0,接下來依次用體積分?jǐn)?shù)95%的乙醇、無水乙醇、丙酮各洗滌2次,殘?jiān)D(zhuǎn)入已恒重的坩堝(W5)中,于60 ℃干燥箱中烘至恒重(W6)。將殘?jiān)D(zhuǎn)入150 mL燒杯中,加入15 mL預(yù)冷過的72%的硫酸水解3 h,然后加去離子水135 mL,室溫過夜,殘?jiān)稳沼萌ルx子水沖洗過濾至濾液pH 6.5~7.0,濾渣轉(zhuǎn)入已恒重的坩堝(W7)中,于60 ℃干燥箱中烘至恒重(W8)。按公式(2)、(3)、(4)計(jì)算半纖維素、纖維素和綜纖維素含量,平行測定樣品6份,取平均值[11,12]。
綜纖維素含量=半纖維素含量+纖維素含量(4)
1.5 竹柳細(xì)胞壁木質(zhì)素含量測定
準(zhǔn)確稱量1 g(W9)細(xì)胞壁樣品,加72%的硫酸15 mL,室溫?cái)嚢? h,轉(zhuǎn)入1 000 mL圓底燒瓶中,加560 mL去離子水稀釋硫酸濃度至3%,加熱回流2 h,再用砂芯漏斗過濾,收集濾液,殘?jiān)脽崴礈熘林行?,轉(zhuǎn)入已恒重的坩堝(W10)于105 ℃烘干至恒重,稱量(W11)并按公式(5)計(jì)算酸不溶木質(zhì)素含量,平行測定樣品6份,取平均值[12,13]。
濾液在205 nm波長下測吸光度,如果吸光度大于0.7,則用3%的硫酸溶液稀釋,當(dāng)吸光度為0.2~0.7,按公式(6)和公式(7)計(jì)算,平行測定樣品6份,取平均值。
式中,B為濾液中酸溶木質(zhì)素的含量(g/1 000 mL);A為吸光度;D為樣品濾液的稀釋倍數(shù);V為濾液總體積;110為吸光系數(shù)[L/(g·cm)]。
木質(zhì)素含量=酸不溶木質(zhì)素含量+酸溶木質(zhì)素含量 (8)
2 結(jié)果與分析
2.1 DFRC法分析細(xì)胞壁成分
衍生化后的還原裂解(DFRC)法包括兩個(gè)重要步驟:①細(xì)胞壁在溴乙酰和乙酸混合溶液中溶解,②鋅粉催化還原裂解,在溴乙酰中植物細(xì)胞壁被溶解,酸性環(huán)境下細(xì)胞壁多糖進(jìn)一步水解[14,15],結(jié)合GC-MS通過查找數(shù)據(jù)庫可以確定樣品DFRC法獲得的化合物組成,進(jìn)一步解析樣品細(xì)胞壁成分。通過計(jì)算反應(yīng)率得出,大于95%的竹柳細(xì)胞壁參加了反應(yīng),所以試驗(yàn)中DFRC法產(chǎn)物包含了竹柳細(xì)胞壁的主要物質(zhì)組成。
表1是竹柳細(xì)胞壁DFRC降解物氣相色譜檢測到的主要化合物保留時(shí)間、名稱以及含量,除9和10是內(nèi)標(biāo)膽固醇及其乙?;a(chǎn)物外,1~8是竹柳細(xì)胞壁DFRC法檢測到的主要產(chǎn)物:D-木糖乙酸酯、L-阿拉伯糖乙酸酯、D-半乳糖乙酸酯、愈創(chuàng)木基乙酸酯、D-葡萄糖乙酸酯、紫丁香基乙酸酯、L-巖藻糖乙酸酯和D-纖維二糖乙酸酯。根據(jù)構(gòu)成綜纖維素和木質(zhì)素的單體類型可知,竹柳細(xì)胞壁綜纖維素單體主要是D-木糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-葡萄糖、L-巖藻糖和D-纖維二糖,木質(zhì)素的單體主要是G型和S型,沒有檢測到H型單體。不計(jì)算內(nèi)標(biāo)的情況下,綜纖維素和木質(zhì)素的含量分別為80.16%和19.84%。
2.2 竹柳細(xì)胞壁綜纖維素和木質(zhì)素含量分析
半纖維素是戊糖、己糖和糖酸所組成的不均一聚糖,易水解,高溫下經(jīng)稀酸處理幾乎可以把半纖維素全部水解成可溶性糖;纖維素是β-1,4糖苷鍵組成的長鏈分子,長鏈分子進(jìn)一步形成一種具有高度結(jié)晶區(qū)的超分子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可以被濃酸溶解,在溶解過程中導(dǎo)致纖維素的均相水解[1],因此依次用鹽酸、硫酸水解竹柳,準(zhǔn)確稱量水解前后的重量并計(jì)算差重可以得出半纖維素、纖維素以及綜纖維素含量。采用Klason法和紫外分光法分別測定酸不溶木質(zhì)素和酸溶木質(zhì)素含量,試驗(yàn)沒有檢測植物含有的少量礦質(zhì)元素,結(jié)果見表2。從表2可知,綜纖維素含量為79.03%,木質(zhì)素含量為20.35%,對比DFRC法測定的糖類和木質(zhì)素類含量,可以得出兩種方法測得的結(jié)果基本一致,說明DFRC法檢測出的竹柳細(xì)胞壁各成分含量可靠。
3 小結(jié)
竹柳細(xì)胞壁綜纖維素單體主要包括D-木糖、D-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-葡萄糖、L-巖藻糖和D-纖維二糖,木質(zhì)素單體主要為G型和S型。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,硬木H型木質(zhì)素單體含量一般很少甚至沒有,Lu等[9,14]在同是柳屬的柳樹中檢測到的H型木質(zhì)素單體含量相對于G型和S型也非常低(<1%),而試驗(yàn)在竹柳細(xì)胞壁中沒有檢測到明顯的H型木質(zhì)素單體,原因有可能是竹柳細(xì)胞壁中H型木質(zhì)素單體的含量過低,或是沒有H型木質(zhì)素單體的存在,這需要進(jìn)一步的試驗(yàn)論證。同時(shí)還測得綜纖維素含量為80.16%,木質(zhì)素含量為19.84%。試驗(yàn)中采用的DFRC法是美國威斯康星州牧草研究中心建立的用于解析細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的新方法,具有對試驗(yàn)條件要求不高、操作流程簡潔和結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn),目前國內(nèi)鮮有將該方法運(yùn)用于硬木細(xì)胞壁的研究。利用該方法對竹柳細(xì)胞壁綜纖維素和木質(zhì)素單體及含量的研究,將為竹柳在工業(yè)木材應(yīng)用中的深入發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ),還可為其他工業(yè)木材的定性定量分析提供借鑒。
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【關(guān)鍵詞】高速公路;風(fēng)險(xiǎn)控制;動(dòng)態(tài)成本監(jiān)控;全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)管理
一、引言
發(fā)達(dá)的現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)對于整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)、流通和消費(fèi)各環(huán)節(jié)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和協(xié)調(diào)發(fā)展發(fā)揮著重要的保障作用,是國民經(jīng)濟(jì)快速持續(xù)健康發(fā)展和人民生活水平不斷提高的重要保證。其中,高速公路作為現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,擔(dān)負(fù)著城市內(nèi)部和城際之間交通中轉(zhuǎn)、集散的功能,在全社會(huì)交通網(wǎng)絡(luò)中起著“節(jié)點(diǎn)”的作用,是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。
濰坊至日照高速公路,簡稱濰日高速,高速公路網(wǎng)編號(hào)為S23,是山東省一條規(guī)劃連接濰坊壽光市和日照市的高速公路,途經(jīng)濰坊市、昌樂縣、安丘市、諸城市、五蓮縣,跨越膠濟(jì)鐵路、膠濟(jì)客運(yùn)專線、青銀高速公路和青蘭高速公路,全長約185km,雙向四車道,設(shè)計(jì)速度120公里/小時(shí)。本項(xiàng)目工程概算投資89億元,是山東省“五縱、四橫、一環(huán)、八連”的高速公路網(wǎng)規(guī)劃中“八連”的重要路段。
高速公路建設(shè)項(xiàng)目關(guān)系國計(jì)民生,其風(fēng)險(xiǎn)管理至關(guān)重要。本文將項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理的相關(guān)理論及方法與濰日高速公路建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際密切結(jié)合,在對本項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的基礎(chǔ)上,深入探討了本項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)管理策略選擇,以為加強(qiáng)本項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)管理提供充分的依據(jù)和指導(dǎo)。
二、濰日高速公路建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別分析
濰日高速公路建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)過程中所存在的主要風(fēng)險(xiǎn)包括政策風(fēng)險(xiǎn)、金融風(fēng)險(xiǎn)、自然風(fēng)險(xiǎn)、信用風(fēng)險(xiǎn)等。具體詳見表1。
三、濰日高速公路建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)控制策略的選擇
為了全面控制本項(xiàng)目建設(shè)過程中所面臨的各種風(fēng)險(xiǎn)因素,本文認(rèn)為濰日高速公路建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)選取以下風(fēng)險(xiǎn)控制策略:
(1)項(xiàng)目全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)控制
就工程項(xiàng)目而言,項(xiàng)目全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)控制是指建設(shè)工程項(xiàng)目從立項(xiàng)到報(bào)廢的全過程,包括勘察、設(shè)計(jì)、施工、使用、管理、維護(hù)、廢棄處置等各個(gè)階段所可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控過程。對于濰日高速公路建設(shè)項(xiàng)目而言,應(yīng)在項(xiàng)目全壽命周期優(yōu)化思想的指導(dǎo)下,綜合運(yùn)用各種理論方法,尋求降低項(xiàng)目全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)的過程,具體分析如下:
投資決策階段:在投資決策階段,要從全壽命周期出發(fā),綜合考慮工程項(xiàng)目各階段的潛在風(fēng)險(xiǎn),制訂多個(gè)可行性方案進(jìn)行比選,按照全壽命周期總體風(fēng)險(xiǎn)最小化的原則,確定最合理的投資方案,實(shí)現(xiàn)投資決策方案的科學(xué)化。
設(shè)計(jì)階段:工程設(shè)計(jì)是建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行全面規(guī)劃和具體描繪的過程,合理設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)控制和防范方案將使工程風(fēng)險(xiǎn)大幅度降低,挖掘設(shè)計(jì)潛力將是控制工程風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)人員承擔(dān)確保設(shè)計(jì)質(zhì)量和降低建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的雙重任務(wù),同時(shí)要綜合考慮建設(shè)項(xiàng)目的建造成本和運(yùn)營維護(hù)成本,并為報(bào)廢處理考慮最經(jīng)濟(jì)的處置方案;在工程設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理的前提下,盡可能地采用多種可以降低風(fēng)險(xiǎn)的方法和措施,在確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)的最優(yōu)化目標(biāo)。
工程施工階段:工程施工階段風(fēng)險(xiǎn)管理的重點(diǎn)在于協(xié)調(diào)與正確處理進(jìn)度、質(zhì)量和風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系;有效地控制工程現(xiàn)場情況突然變化和相關(guān)成本、施工進(jìn)度相關(guān)關(guān)系;注重環(huán)保和生態(tài)環(huán)境,提高建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
運(yùn)營階段:按國家和行業(yè)規(guī)范合理使用建設(shè)項(xiàng)目。同時(shí),注意國家相關(guān)政策的變動(dòng)和費(fèi)率、稅收等政策的調(diào)整,及時(shí)更新運(yùn)營政策和完善運(yùn)營體制,確保成本按時(shí)收回和可持續(xù)經(jīng)營。
(2)建立動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控體系
濰日高速公路建設(shè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控應(yīng)貫穿在項(xiàng)目進(jìn)行的整個(gè)過程中,建立動(dòng)態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控體系,掌握風(fēng)險(xiǎn)的變化規(guī)律,采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施來防范風(fēng)險(xiǎn),具體如下:
風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別階段:在這一階段,主要是識(shí)別項(xiàng)目建設(shè)過程中所面臨的各種風(fēng)險(xiǎn)因素,為此,濰日高速公路建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)著重關(guān)注內(nèi)外部環(huán)境的變化,保證能夠及時(shí)地收集到有效、真實(shí)和可靠的相關(guān)資料和信息,以全面、準(zhǔn)確識(shí)別本項(xiàng)目所面臨的各種風(fēng)險(xiǎn)因素,為項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別提供充分依據(jù)。
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及防范階段:這一階段是風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控的重要環(huán)節(jié),應(yīng)動(dòng)態(tài)、全面地監(jiān)控工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn),建立一個(gè)完善的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控體系,選擇動(dòng)態(tài)監(jiān)控體系的模式,明確項(xiàng)目動(dòng)態(tài)監(jiān)控的目標(biāo);采用合理的科學(xué)理論為基礎(chǔ),根據(jù)項(xiàng)目動(dòng)態(tài)監(jiān)控體系自身的特點(diǎn),制定完善的規(guī)章制度,以激勵(lì)性為主,并輔以一定的約束性。
項(xiàng)目運(yùn)行階:在這一階段,先前各種矛盾和潛在的風(fēng)險(xiǎn)很有可能突然發(fā)生,迅速蔓延,并造成較大的損失。因此,對各種可能造成損失的事件要嚴(yán)加防范。如:在質(zhì)量、成本、進(jìn)度、技術(shù)等方面,應(yīng)該做好充分的準(zhǔn)備,加強(qiáng)定期質(zhì)量檢查、成本控制,制定柔性的進(jìn)度計(jì)劃,制定相關(guān)的技術(shù)應(yīng)急預(yù)案和變更方案;優(yōu)先使用先進(jìn)的信息技術(shù),在監(jiān)控體系內(nèi)部實(shí)行多樣化的溝通方式,盡量減少甚至避免因溝通問題而造成的損失等。
(3)應(yīng)注意的其他問題
根據(jù)對濰日高速公路建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別分析,本項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)管理應(yīng)該將重點(diǎn)放在與此相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)的防范上,比如施工階段可以根據(jù)工程的工作內(nèi)容、工作順序、持續(xù)時(shí)間和銜接關(guān)系,充分考慮影響工期的因素,如人員、技術(shù)含量、運(yùn)輸、施工機(jī)具、資金、工程地質(zhì)、氣候條件、現(xiàn)場工作環(huán)境等,加強(qiáng)施工現(xiàn)場人員、材料、機(jī)械設(shè)備等管理,合理規(guī)劃好施工總平面布置,確保工期目標(biāo)和施工安全保障的實(shí)現(xiàn);與政府政策相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)要事先和政府溝通協(xié)商好,準(zhǔn)確把握工程建設(shè)期間和建成運(yùn)營階段相關(guān)政策變動(dòng)情況和變動(dòng)幅度,預(yù)先制定防范和損失降低的措施;與信用相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)可以更多借助保險(xiǎn)、金融市場工具進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分散和回避。此外,本項(xiàng)目與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展規(guī)劃密切相關(guān),項(xiàng)目建設(shè)應(yīng)該加強(qiáng)與政府和相關(guān)管理機(jī)構(gòu)的溝通和交流,認(rèn)真聽取專家意見,確保項(xiàng)目順利進(jìn)行。
四、結(jié)語
隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的迅猛發(fā)展,建筑工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理的地位會(huì)更加的突出,也將會(huì)向著智能化、一體化、動(dòng)態(tài)化等方向呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢。本文以濰日高速公路建設(shè)項(xiàng)目為研究對象,結(jié)合相關(guān)理論及方法對本項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理所做的分析與研究,只是提供一種思路和方法,受篇幅限制,尚不夠全面、詳盡,后續(xù)研究將進(jìn)一步深入分析本項(xiàng)目所選擇的風(fēng)險(xiǎn)管理策略的具體實(shí)施,以進(jìn)一步增強(qiáng)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理的應(yīng)用性和可操作性。
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【關(guān)鍵詞】木質(zhì)素纖維;顯微鏡;長度
0 引言
路用木質(zhì)素纖維,亦稱為木質(zhì)纖維素或木質(zhì)纖維,是生產(chǎn)熱拌瀝青馬蹄脂碎石混合料(SMA)的重要原料之一,在其中起吸附瀝青,增強(qiáng)結(jié)合料粘結(jié)力和穩(wěn)定作用。木質(zhì)素纖維是天然木材經(jīng)過化學(xué)處理得到的有機(jī)纖維,外觀為棉絮狀,呈白色或灰白色。通過篩選、分裂、高溫處理、漂白、化學(xué)處理、中和、篩分成不同長度和粗細(xì)度的纖維以適應(yīng)不同應(yīng)用材料的需要.由于處理溫度高達(dá)250℃以上,在通常條件下是化學(xué)上非常穩(wěn)定的物質(zhì),不為一般的溶劑、酸、堿腐蝕,具有無毒、無味、無污染、無放射性的優(yōu)良品質(zhì),不影響環(huán)境,對人體無害,屬綠色環(huán)保產(chǎn)品,這是其它礦物質(zhì)素纖維所不具備的。纖維微觀結(jié)構(gòu)是帶狀彎曲的,凹凸不平的,多孔的,交叉處是扁平的,有良好的韌性、分散性和化學(xué)穩(wěn)定性,吸油及吸水能力強(qiáng),有非常優(yōu)秀的增稠抗裂性能。
1 作用機(jī)理
木質(zhì)素纖維的直徑一般小于20μm、長度小于6mm使其具有很大的比表面積,在瀝青混合料中,纖維分散在瀝青中,其巨大的表面積成為浸潤界面。在界面層中,瀝青和纖維之間會(huì)產(chǎn)生物理化學(xué)作用,使瀝青呈單分子排列在纖維的表面,形成結(jié)合力牢固的結(jié)構(gòu)瀝青層面層。結(jié)構(gòu)瀝青比界面層以外的自由瀝青黏結(jié)性強(qiáng)。與此同時(shí),由于纖維及其周圍的結(jié)構(gòu)瀝青一起包覆在集料的表面,使集料表面的瀝青薄膜增大,同普通密級(jí)配瀝青混合料相比,瀝青薄膜大約增厚65%~110%,集料表面的瀝青膜有利于減少瀝青老化的速度,從而延長路面的使用壽命。
2 試驗(yàn)
2.1 檢測依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)名稱
2.2 檢測儀器及主要檢測設(shè)備
2.3 檢測所用材料或試劑
2.4 檢測環(huán)境要求
2.5 檢測步驟
2.5.1 溶液的制備
2.5.2 試樣制備
2.5.3 試驗(yàn)步驟
1)樣品置好后,用吸管將含有木質(zhì)纖維的溶液滴在玻璃片上(大約0.5ml)。
2)目測纖維的排列順序,利用解剖針把纖維排列整齊。
3)將玻璃片放在樣品臺(tái)上,調(diào)節(jié)焦距,使影像清晰,然后從底玻片的第一個(gè)區(qū)格開始,順序測量。
2.6 檢測數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算
2.6.1 數(shù)據(jù)記錄
2.6.2 數(shù)據(jù)計(jì)算
2.7 檢測結(jié)果評(píng)定方法
3 結(jié)論
3.1 水溶-顯微鏡法測木質(zhì)素纖維短纖維長度的方法簡單,易懂。不需要復(fù)雜的試驗(yàn)儀器和過程。在短纖維長度測量中應(yīng)可以得到廣泛的應(yīng)用。
3.2 水溶-顯微鏡法測木質(zhì)素纖維短纖維長度的方法可以直接看出纖維的具體長度(mm)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]袁啟東,等.路用木質(zhì)纖維在SMA混合料中的應(yīng)用[D].東北大學(xué),2005,7.
關(guān)鍵詞:黑液綜合利用 木質(zhì)素磺酸鈉 水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放 經(jīng)濟(jì)效益 社會(huì)效益
我公司在加快推進(jìn)師市新型工業(yè)化進(jìn)程中,以科技為核心,以資源為紐帶,不斷加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度,加大科技投入,實(shí)施節(jié)能提速技術(shù)改造和項(xiàng)目建設(shè),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提升,企業(yè)實(shí)力不斷增強(qiáng)。在完成黑液資源化治污環(huán)保工程建設(shè),徹底實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的同時(shí),著力實(shí)施堿木素及其衍生品木質(zhì)素磺酸納、高效減水劑的開發(fā)和生產(chǎn)取得成功。
堿法造紙所產(chǎn)生的草漿蒸煮黑液的主要成分是木質(zhì)素及其衍生物,半纖維素以及殘留在黑液中的堿。制漿黑液所含COD及色度污染約占造紙廠污染負(fù)荷的90%,所以制漿廢液的治理是解決造紙廠排水污染的關(guān)鍵。
我公司主要是以蘆葦及麥草原料堿法制漿,制漿黑液存在粘度大、硅含量高、發(fā)熱量低等問題而難于治理。目前堿回收技術(shù)在草漿治理方面雖然有一定的進(jìn)展,但回收率仍然較低(草漿黑液在70%以下,木漿黑液在95%以上),也無法對草漿黑液進(jìn)行有效的治理。
近年來,國內(nèi)多家造紙廠先后投產(chǎn)了一批生產(chǎn)木質(zhì)素產(chǎn)品的工程裝置。人們已經(jīng)開始從單一的環(huán)境治理,逐漸認(rèn)識(shí)到多種資源的合理利用。從纖維素類單一造紙業(yè)的生產(chǎn)過渡到多種產(chǎn)品的開發(fā),多元的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)擴(kuò)大了企業(yè)的生存空間,增強(qiáng)了競爭力,不僅達(dá)到了污染治理的目的,而且產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益,使工廠走上可持續(xù)發(fā)展之路。
本著“開發(fā)適用新技術(shù),提高資源綜合利用率,將污染消除在生產(chǎn)過程中,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)”的指導(dǎo)思想,公司采用國內(nèi)先進(jìn)成熟的工藝技術(shù)和設(shè)備,新增黑液提取、濃縮、蒸發(fā)、噴霧干燥、生產(chǎn)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)等設(shè)備,形成年處理30萬噸造紙黑液的規(guī)模,生產(chǎn)出年產(chǎn)3.0萬噸的木質(zhì)素系列產(chǎn)品市場已逐步打開,在減少污染的同時(shí)使廢液得到綜合利用,提高環(huán)境效益,并產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
研究概況及成果
1、研究概況
我廠多年來一直使用堿法草漿蒸煮,蒸煮黑液的達(dá)標(biāo)排放一直是困擾我廠的技術(shù)難題。隨著社會(huì)對環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng),治理制漿造紙廢水污染成為迫在眉睫的問題。近年來有很多企業(yè)從資源化入手,不僅把制漿造紙廢液的污染問題從源頭上解決了,而且還帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。黑液資源化處理技術(shù)就是集治理與再利用為一體,在對造紙黑液污染進(jìn)行有效治理的同時(shí),又通過聯(lián)產(chǎn)工藝技術(shù),將其內(nèi)部有效成分改造成可利用資源,為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。
2、研究結(jié)果
我公司為了適應(yīng)生產(chǎn)要求,將原來的燒堿法制漿改為亞硫酸鈉法制漿,亞硫酸鈉是一種無機(jī)氧化性蒸煮助劑,在蒸煮中與木素起磺化作用,降解和溶出木素,同時(shí)將纖維素、半纖維素的還原性末端基氧化成羧基,起到抑制剝皮反應(yīng)的作用。加之亞硫酸鈉法制漿的蒸煮液堿性較弱(與燒堿法制漿相比),大大降低了纖維素和半纖維素在堿性條件下的剝皮反應(yīng)和堿性水解。
亞硫酸鈉蒸煮關(guān)鍵是保證磺化的順利進(jìn)行,防止縮合發(fā)生。根據(jù)木質(zhì)素磺酸鈉成品控制標(biāo)準(zhǔn),采用堿性亞硫酸鹽法蒸煮,控制PH值≥10,蒸煮液中包含亞硫酸鹽離子(SO32-)和氫氧離子(OH-)或硫氫離子(SH-),有利于木質(zhì)素的磺化反應(yīng),使木素溶解到蒸煮脫除木素比較容易。
木質(zhì)素磺酸鈉作為化工改性產(chǎn)品,可用于石油開采助劑和水泥減水劑的生產(chǎn)工藝技術(shù)。形成該項(xiàng)目完整的成套技術(shù),成果的整體水平達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。并填補(bǔ)疆內(nèi)空白。
木質(zhì)素磺酸鈉的技術(shù)指標(biāo)及應(yīng)用領(lǐng)域
1、技術(shù)指標(biāo)
現(xiàn)在生產(chǎn)出的木質(zhì)素磺鈉產(chǎn)品為了能夠滿足后續(xù)加工的需要,現(xiàn)生產(chǎn)的木質(zhì)素磺酸鈉產(chǎn)品均滿足下列指標(biāo):
木鈉含量: ≥40%;
PH值: 9.0±0.5;
鈣鎂含量: ≤0.5%
氯離子含量:0.1%
容重: 0.40―0.55g/cm3
水不溶解含量≤4%
水分: ≤6%
2、應(yīng)用領(lǐng)域
木質(zhì)素磺酸鈉因其含有較多的磺酸基和羧基等活性基團(tuán),具有較好的溶解性能及較高的表面活性和分散性能,具有助磨性好、表面活性高、分散性好、熱穩(wěn)定性高、高溫分散穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。木質(zhì)素磺酸鈉是天然木質(zhì)素改性產(chǎn)品,呈棕黃色粉末狀物體,無毒可燃,化學(xué)穩(wěn)定性好。
我國木質(zhì)素磺酸鈉制品主要用于普通混凝土減水劑、石油鉆井液稀釋劑、農(nóng)藥分散劑和礦粉粘合劑、耐火材料粘合劑等,只有少量經(jīng)過精加工制成染料分散劑等高附加值產(chǎn)品。因此目前木質(zhì)素產(chǎn)品品種仍較為單一,還有很多用途有待開發(fā),因此今后木質(zhì)素系列產(chǎn)品的開發(fā)、品質(zhì)的提高和應(yīng)用領(lǐng)域及市場的開拓將會(huì)帶來新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。為此公司已了建立新疆木質(zhì)素產(chǎn)品研發(fā)中心,以促進(jìn)木質(zhì)素產(chǎn)品的研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,加速科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。
木質(zhì)素磺酸鈉的社會(huì)效益
粗飼料是指在飼料中天然水分含量在60%以下,干物質(zhì)中粗纖維含量等于或高于18%,并以風(fēng)干物形式飼喂的飼料。如牧草、農(nóng)作物秸稈、酒糟等。粗飼料營養(yǎng)價(jià)值低,采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄕ{(diào)制后可提高飼料的營養(yǎng)價(jià)值、減少營養(yǎng)損失、增加適口性、提高飼料轉(zhuǎn)化率和適宜長期保存。粗飼料的化學(xué)處理指的是利用化學(xué)制劑作用于作物秸稈,使秸稈內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,有利于瘤胃微生物的分解,從而達(dá)到提高飼料消化率、提高秸稈的營養(yǎng)價(jià)值的目的。
粗飼料化學(xué)處理的機(jī)理如下:第一,利用化學(xué)制劑打斷秸稈細(xì)胞壁中的半纖維與木質(zhì)素之間的連接鍵,增加了木質(zhì)素部分溶解,纖維素變得易于消化;第二,化學(xué)制劑使秸稈細(xì)胞壁膨脹,增加了纖維之間的孔隙度,表面積和吸水能力增加,有利于消化酶的接觸和消化;第三,化學(xué)制劑使秸稈細(xì)胞壁中酚醛酸類物質(zhì)減少。目前用做秸稈處理的化學(xué)制劑很多,有酸性制劑、堿性制劑、鹽類制劑和氧化還原劑等等。堿性制劑主要有:氫氧化鈉、氫氧化鉀、尿素和氨水等。酸性制劑主要有:甲酸、乙酸、丙酸和硫酸等。鹽類制劑主要有:碳酸氫銨、碳酸氫鈉等。氧化還原劑主要有:雙氧水、二氧化硫、氯及各種次氯酸鹽等。然而在實(shí)際生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用的主要有氫氧化鈉處理和氨化處理,其它處理還在試驗(yàn)摸索階段。 1.堿化處理。堿類物質(zhì)能使飼料纖維物質(zhì)內(nèi)部的氫鍵結(jié)合變?nèi)?,使纖維素分子膨脹,而且能皂化糖醛酸和乙酸的酯鍵,中和游離的糖醛酸,使有用細(xì)胞壁成分中的纖維素與木質(zhì)素間的聯(lián)系削弱,溶解半纖維素,利于家畜胃中微生物的發(fā)酵和利用。堿化處理的主要目的是提高粗飼料中干物質(zhì)的消化率。用堿性試劑處理秸稈是為了中和秸稈中潛在的酸性,而并非溶解木質(zhì)素或者打斷纖維素和木質(zhì)素之間連接鍵,使木質(zhì)素和纖維素分離。堿性試劑中和粗飼料的酸性物質(zhì),可以為消化道內(nèi)微生物的發(fā)酵提供良好的環(huán)境,從而提高飼料中干物質(zhì)的消化率。
1 堿化處理
堿化處理主要是將粗飼料在堿性氫氧化鈉溶解中浸泡,浸泡后用水沖掉,或者用堿性氫氧化鈉或氫氧化鉀輪換噴灑在飼料上,利用堿性試劑中和秸稈中的酸,從而有利于細(xì)菌分解纖維素。
2 氨化處理
秸稈的氨化處理是最經(jīng)濟(jì)實(shí)用而且操作簡便的秸稈處理方法之一。秸稈氨化處理以后,家畜的消化率和采食量可提高20%左右,粗蛋白提高1.5倍左右。該方法不僅能起到堿化處理飼料作用,而且還能補(bǔ)充飼料中的氮素。秸稈的氨化處理是在秸稈中加入一定比例的氨水、尿素、液氮等,促使木質(zhì)素與纖維素、半纖維素分離,使纖維素和半纖維素部分分解,細(xì)胞膨脹,結(jié)構(gòu)疏松,破壞木質(zhì)素與纖維素之間的聯(lián)系,從而提高秸稈的消化率、營養(yǎng)價(jià)值和適口性。
氨化處理的原理主要表現(xiàn)在兩方面,第一,氨化作用。當(dāng)?shù)龅浇斩挄r(shí),就與秸稈中的有機(jī)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成銨鹽,銨鹽是一種非蛋白氮化合物,是反芻家畜瘤胃微生物的氮素營養(yǎng)源。銨鹽可代替反芻家畜蛋白質(zhì)需要量的25%-50%。第二,中和作用。氨與秸稈中有機(jī)酸結(jié)合,消除了醋酸根,中和了秸稈中潛在的酸度。由于瘤胃呈pH值7.0左右。中和作用使瘤胃微生物更活躍,因而可提高消化率,同時(shí)銨鹽改善了秸稈的適口性,從而提高家畜的采食量和消化率。
3 堿化處、氨化復(fù)合處理
氨化處理的缺點(diǎn)是秸稈消化率的提高不如氫氧化鈉效果好,而且在氨化處理結(jié)束后,在干燥過程中,所用氮源的70%以上揮發(fā)損失掉了,而且氨氮的損失比例隨用量的增加而上升。為此有專家提議將氨化處理和堿處理結(jié)合一起進(jìn)行復(fù)合處理,最常用的有4%的氨和4%的氫氧化鈣復(fù)合處理。
4 酸化處理
可用甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、稀鹽酸、稀硫酸及稀磷酸等處理秸稈。利用1%的稀硫酸和1%的稀鹽酸噴酸秸稈,可以提高消化率到65%;用氯化氫蒸汽處理稻草和麥秸,保持浸潤5小時(shí),然后風(fēng)干,室溫30℃保持70天,消化率可以提高1倍;用磷酸處理秸稈,可以提高秸稈的含磷量,彌補(bǔ)秸稈的磷的量,滿足家畜對磷的需要。酸處理秸稈的原理與堿化處理基本相同,但效果不如堿化。
5 酸堿處理
把切碎的秸稈放在桶或水泥池中,在3%氫氧化鈉溶液中浸透,轉(zhuǎn)入水泥窖或壕內(nèi)壓實(shí),經(jīng)過12-24小時(shí)取出仍放回木桶或水泥池中;再用3%的鹽酸溶液泡透,隨后堆放在濾架上,濾去溶液即可飼喂。此法處理的秸稈干物質(zhì)消化率可由40%提高到60%-70%,利用率可由30%提高到90%以上。
1工業(yè)廢水處理機(jī)理研究
改性木質(zhì)素磺酸鹽中多個(gè)基團(tuán)上的氧原子的未共用電子對能與金屬離子形成配位鍵,產(chǎn)生螯合作用,生成木質(zhì)素的金屬螯合物,再利用其他物理化學(xué)方法將其沉淀就能將水體中的重金屬清除,同時(shí)還具有一定的吸附、脫色等作用。改性木質(zhì)素磺酸鹽用作水處理劑通過吸附、絮凝、緩蝕、阻垢等多重作用來達(dá)到工業(yè)廢水處理效果,改性后的木質(zhì)素磺酸鹽表面的陰離子增多,疏松結(jié)構(gòu)表面使吸附和絮凝效果進(jìn)一步增強(qiáng),再加上其本身良好的緩蝕及阻垢性能作為水處理劑得到了研究者多方位的證實(shí)?;瘜W(xué)改性中的酚化、羥甲基化、氧化、環(huán)氧化、酚醛化、脲醛花、聚酯化等功能性改性均能提高木質(zhì)素磺酸鹽的吸附能力。木質(zhì)素磺酸鹽的絮凝效果的提高主要通過交聯(lián)及縮合反應(yīng)引進(jìn)的具有絮凝性能的官能團(tuán)來實(shí)現(xiàn),交聯(lián)反應(yīng)是用柔軟的鏈段將多個(gè)木質(zhì)素磺酸鹽分子連接起來形成大分子,木質(zhì)素磺酸鹽的活性吸附點(diǎn)增多;同時(shí)還可通過羥甲基化、氧化、縮合、縮聚等反應(yīng)來改變木質(zhì)素磺酸鹽的分子構(gòu)型,增大分子量來提高絮凝效果。接枝共聚是改性木質(zhì)素磺酸鹽研究最多的改性方法,在引發(fā)劑的作用下木質(zhì)素磺酸鹽骨架上會(huì)產(chǎn)生活性反應(yīng)點(diǎn),將具有絮凝及吸附性能的官能團(tuán)在活性中心的作用下引發(fā)聚合形成支鏈,也可以通過輻射來提高接枝效率,接枝到的活性官能團(tuán)越多,絮凝及吸附性能就越好。納米改性木質(zhì)素磺酸鹽是近年來改性木質(zhì)素磺酸鹽的又一新的研究領(lǐng)域,此方面的報(bào)道不多。
2工業(yè)廢水處理效果研究
改性木質(zhì)素磺酸鹽具有良好的吸附、絮凝和螯合作用,作為水處理劑可有效除去廢水中的金屬離子、懸浮物及有色物質(zhì),而且資源豐富,處理效果較好,在工業(yè)廢水處理中具有很大優(yōu)勢。
2.1處理造紙廢水造紙廢水主要分為蒸煮廢水、中段廢水及造紙白水,蒸煮廢水中有大量的有機(jī)物,廢液色度深、COD高、懸浮物多并伴有硫醇類惡臭氣味;漂白、篩選和凈化產(chǎn)生的中段廢水中污染物成分復(fù)雜,含有纖維素、半纖維素溶解物及添加的各種填料和膠料,屬難生化降解廢水,排放量大,同時(shí)還有很多有毒的有機(jī)氯化物,是造紙工業(yè)的主要污染源,處理難度高,常規(guī)方法處理難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn);造紙白水的成分主要為細(xì)小纖維、填料、膠料及有一些造紙?zhí)砑觿?,相對來說污染較小,但是排放量也比較大,因此也不容忽視。劉千鈞[5]從有效地綜合利用木質(zhì)素這一天然可再生廢棄資源的角度出發(fā),對木質(zhì)素磺酸鹽與丙烯酞胺的接枝共聚反應(yīng)進(jìn)行了研究,并通過對木質(zhì)素磺酸鈣丙烯酞胺共聚物的曼尼希反應(yīng)制備兩性木質(zhì)素絮凝劑LSDC,其能提高造紙混合污泥沉降速度、降低污泥含水率和污泥過濾比阻,效果優(yōu)于對比樣CPAM。將LSDC應(yīng)用于廢紙脫墨廢水的處理試驗(yàn)表明:LSDC對溶液COD的去除率低于60%,但在降低廢水濁度方面有較好的效果。木質(zhì)素磺酸鹽的復(fù)合改性是提高分子量,增加活性基團(tuán)的有效方法之一,用于造紙廢水處理時(shí),更多的活性吸附點(diǎn)將會(huì)強(qiáng)化吸附及絮凝效果。Area[6]等利用亞硫酸制漿廢液中的木質(zhì)素磺酸鹽,采用2種季銨型陽離子單體,2種接枝共聚方法,得到陽離子型木質(zhì)素,并將其用于紙漿污泥和污水的處理,效果較好。喬瑞平[7]等選用聚合氯化鋁(PAC)和木質(zhì)素改性脫色絮凝劑(LDH)對制漿造紙廢水進(jìn)行了深度脫色處理研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,單獨(dú)使用LDH或PAC處理該廢水時(shí),廢水色度和CODcr的脫除效果不理想。當(dāng)PAC和LDH的投加質(zhì)量濃度分別為400mg/L和5mg/L時(shí),處理后廢水色度和CODcr分別為33.3倍和84.88mg/L,滿足國家造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。LDH具有良好的絮凝脫色和脫CODcr的能力,而且生產(chǎn)成本較低。復(fù)配使用PAC和LDH不僅能降低投藥量、還能提高處理效果,應(yīng)用于制漿造紙工業(yè)廢水深度處理的前景良好。
2.2處理電鍍廢水電鍍工業(yè)是污染較嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)之一,廢水排放量大,電鍍過程產(chǎn)生的廢水中往往含有多種重金屬離子和氰化物,有些屬致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì),如果不加處理就直接排放將會(huì)嚴(yán)重污染水體。重金屬離子最終經(jīng)過食物鏈在人體內(nèi)積累,造成的環(huán)境污染及生命安全問題都不容小覷。電鍍廢水中的重金屬離子一般主要通過絮凝將其除去,因此尋找高效綠色的絮凝劑迫在眉睫。丙烯酰胺接枝共聚在木質(zhì)素磺酸鹽中引入-CONH2,使得木質(zhì)素磺酸鹽的分子量增大從而增加了絮凝劑的活性吸附點(diǎn),絮凝性能得到提升。用此改性木質(zhì)素磺酸鹽處理電鍍廢水,當(dāng)其用量為90mg/L,pH值控制在4~7,絮凝2h,在室溫的條件下,可使電鍍廢水中的Cu2+、Zn2+、Pb2+和Ni2+去除率分別達(dá)到93%、90%、96%和90%以上。電鍍廢水中的Cd2+在pH=7,改性木質(zhì)素磺酸鹽用量80mg/L,絮凝60min,室溫條件下的去除率達(dá)到99%以上。范娟等以木質(zhì)素磺酸鈣為原料,利用反相懸浮聚合技術(shù)制備的球狀木質(zhì)素基離子交換樹脂對低濃度的Cr3+表現(xiàn)出良好的吸附性能,研究發(fā)現(xiàn)升高溫度還能提高前期吸附速率,為改性木質(zhì)素磺酸鹽在電鍍廢水處理提供了參考。以木質(zhì)素磺酸鈉和尿素為原料,釆用甲醛作交聯(lián)劑,進(jìn)行氧化預(yù)處理然后再進(jìn)行胺化改性合成改性的木質(zhì)素磺酸鈉對銅、鉛的吸附過程的效果最好。吸附屬于多孔固體物質(zhì)單分子層慢吸附過程。木質(zhì)素磺酸鈉與甲醛反相懸浮縮聚反應(yīng),以液體石蠟為分散相,添加少量的非離子型表面活性劑為分散劑,制備的木質(zhì)素基吸附材料的外表呈凹凸不平狀,具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)特征,含有較多的活性基團(tuán)包括羥基、磺酸基、甲氧基和少量的羰基,有利于金屬離子吸附。對Pb2+和Cd2+的吸附速度快,室溫下1h基本達(dá)到吸附平衡;溫度升高,達(dá)到平衡吸附的時(shí)間越短;增加Pb2+、Cd2+溶液的初始濃度,木質(zhì)素吸附材料的平衡吸附量會(huì)增大;吸附等溫線符合Langmuir吸附方程,對鉛的吸附飽和度和吸附能力大于對鎘的吸附。對木質(zhì)素磺酸鈉進(jìn)行超聲和攪拌處理,并加入一定量丙稀酰胺、三聚磷酸鈉,可制成納米木質(zhì)素磺酸鈉吸附劑,其分布均勻且性質(zhì)穩(wěn)定,表面具有凸凹不平、疏松、規(guī)則的球形的結(jié)構(gòu),有利于重金屬離子的吸附。對Cu2+、Cr6+、Pb2+的吸附率均大于98%,在同等條件下,納米木質(zhì)素磺酸鈉制劑比木質(zhì)素磺酸鈉原劑具有更大的吸附量和吸附率,作為重金屬吸附劑在水處理中具有很好的發(fā)展前景。
2.3處理印染廢水印染是紡織工業(yè)廢水產(chǎn)生的主要工段,印染廢水排放總量占到了紡織行業(yè)廢水排放總量的80%左右。印染廢水包含了各種類型的助劑、染料、整理劑等,抗光解、抗氧化和抗生物降解的染料的應(yīng)用使得印染廢水處理難度進(jìn)一步增大,廢水的COD高,水質(zhì)復(fù)雜,使得印染廢水處理成本急劇增加[15]。改性木質(zhì)素磺酸鹽用于印染廢水處理主要通過脫色及COD的變化來評(píng)價(jià)印染廢水處理效果。王自軍[16]先將從造紙黑液中提取的木質(zhì)素進(jìn)行磺化,與丙烯酰胺接枝共聚得到木質(zhì)素磺酸鈉,再與甲醛、多胺作用,進(jìn)行羥甲基化和胺甲基化反應(yīng)后制得有機(jī)高分子絮凝劑。處理印染廢水效果較好且不會(huì)對模擬染料廢液造成二次污染。Donald的專利中用堿處理木質(zhì)素來增加酚基,再胺烷化增加鏈長,然后用雙酷試劑交聯(lián),最后得到陽離子表面活性劑,用其處理染料廢水獲得了良好的效果。以木素磺酸鈉為表面活性劑和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑通過水熱法合成的納米ZnO光催化劑對亞甲基藍(lán)、偶氮染料剛果紅和鉻藍(lán)黑R表現(xiàn)出較強(qiáng)的光催化活性。以木素磺酸鈣(LS)為表面活性劑通過液相沉淀法合成的納米ZnO光催化劑高溫煅燒后對甲基橙顯示了優(yōu)良的光催化活性,60min的降解率達(dá)到98%以上。研究表明木質(zhì)素接枝丙烯酸對活性染料苯胺有較強(qiáng)的吸附能力,通過調(diào)節(jié)吸附環(huán)境的pH值,堿木質(zhì)素接枝丙烯酸對苯胺可實(shí)現(xiàn)吸附和脫附反應(yīng),可多次循環(huán)使用。Liu等以木質(zhì)素磺酸鈣為原料制備了兩性木素絮凝劑LSDC,并將其用于活性艷藍(lán)X-BR、活性黃X-R、活性紫K-3R、活性黑K-BR等多種模擬印染的廢水的脫色處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,LSDC對各種染料的脫色率在投加量在0~150mg/L范圍內(nèi)脫色率隨投加量的增大而增大,不會(huì)造成二次污染。同時(shí)投加量增加會(huì)引起廢水CODcr的提高,投加量應(yīng)該適當(dāng)控制,不同種類的染料的脫色效果不同,但脫色率均在82%以上。蔣玲以造紙污泥中提取的木質(zhì)素為原料,合成了木素基陽離子絮凝劑,產(chǎn)物對幾種模擬染料廢水具有良好的脫色性能,其絮凝過程為靜電中和及吸附橋連的雙重作用。經(jīng)磺化制得木質(zhì)素磺酸鹽,再與用三乙胺和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)制得的季銨鹽單體接枝共聚合成出兩性木質(zhì)素絮凝劑對多種染料都具有良好的脫色效果,脫色率均達(dá)82%以上。冷棉桃以堿法造紙過程中產(chǎn)生的污泥為原料,利用其中的木質(zhì)素與亞硫酸鈉和3-氯-2-羥丙基-三甲基氯化銨(CHPT-MA)反應(yīng),制備出同時(shí)含有磺酸基和季銨基的兩性絮凝劑,用其處理高濃度印染廢水CODcr去除率最高可達(dá)72%。
2.4處理制藥廢水制藥廢水相對于其他工業(yè)廢水而言因?yàn)樵铣煞謴?fù)雜、生產(chǎn)過程多樣、產(chǎn)品種類繁多等特點(diǎn)降解性差,因此水質(zhì)變化也比較大。藥廢水成分復(fù)雜,有機(jī)物含量高、分子質(zhì)量大、水中的有毒物質(zhì)和抗生素類對生化處理的菌種有很強(qiáng)的抑制作用,因此絮凝法成為制藥廢水處理的最佳選擇,但是單獨(dú)絮凝處理并不能達(dá)到國家規(guī)定的廢水排放標(biāo)準(zhǔn),今后要從高效絮凝劑和其他水處理技術(shù)聯(lián)用來強(qiáng)化制藥廢水處理效果[24]。李愛陽等制備的改性木質(zhì)素磺酸鹽處理100mL含有機(jī)物的制藥廢水2h,可使有機(jī)物廢水的渾濁度、CODcr和UV254的去除率分別達(dá)97.4%,74.3%和61.4%以上。改性有機(jī)高分子絮凝劑處理有機(jī)物廢水的效果遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的絮凝處理方法,且處理費(fèi)用較低,具有很好的推廣應(yīng)用前景。劉明華利用有機(jī)/無機(jī)復(fù)合型改性木質(zhì)素絮凝劑MLF,處理抗生素類化學(xué)制藥廢水,并進(jìn)行了絮凝條件的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,當(dāng)抗生素制藥廢水的pH值為6.0,絮凝劑的用量為120mg/L時(shí),廢水中CODcr、SS和色度的去除率分別達(dá)到61.2%、96.7%和91.6%。不同類型絮凝劑的對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MLF處理抗生素類化學(xué)制藥廢水的用量少,絮凝性能明顯優(yōu)于聚丙烯酰胺(PAM)、聚合硫酸鐵(PFS)、硫酸鋁鉀(PAS)和硫酸亞鐵(FS)等絮凝劑。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:聚氨酯泡沫 液化 木質(zhì)素 改性
聚氨酯是在泡沫、塑料、纖維、橡膠、膠黏劑、涂料以及高分子領(lǐng)域有重大應(yīng)用與研究價(jià)值的一類合成的高分子材料,目前已被列為人類生產(chǎn)生活所不可缺的化工材料之一。聚氨酯產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)有強(qiáng)度高、密度小、絕熱保溫性能好、耐老化、耐酸堿且生產(chǎn)加工性能好等多種特點(diǎn)。其中聚氨酯泡沫是一種聚氨酯發(fā)泡填充密封彈性多用途的材料,被廣泛應(yīng)用于建筑、家電、絕熱、冷藏、包裝、運(yùn)輸以及家具等領(lǐng)域。利用各種循環(huán)或可再生的有機(jī)物質(zhì),通過加工,生產(chǎn)高附加值的各類工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)就是現(xiàn)代生物質(zhì)產(chǎn)業(yè),其中可利用的有機(jī)物質(zhì)有樹木、農(nóng)作物以及有機(jī)廢棄物[1],現(xiàn)代生物質(zhì)材料隨著環(huán)境問題與資源危機(jī)的日益凸顯,正受到各方面越來越多的關(guān)注。
當(dāng)今,由于酶解生物質(zhì)在制備生物酒精與生物天然氣上的技術(shù)既可利用可再生資源,關(guān)鍵是節(jié)省了糧食,因此受到國內(nèi)外研究學(xué)者的廣泛關(guān)注與研究。酶解木質(zhì)素分子制備橡膠、塑料及聚氨酯等高分子聚合物,是利用其在酶解中含有大量的醇羥基與酚羥基,這樣大大的從經(jīng)濟(jì)上提高了利用殘?jiān)母郊又礫2]。目前,生物質(zhì)液化改性技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于改性植物纖維原料[3]。E d i t a 等[4]通過研究在木材多元醇液化中木質(zhì)素的行為,指出木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中的脂肪族羥基經(jīng)過液化改性后明顯增加,且在多羥基醇中木材的可溶性得到顯著提高。
本文采用液化改性方法制備木質(zhì)素聚氨酯泡沫,并通過改變液化產(chǎn)物的百分含量來分析對聚氨酯泡沫的凝膠含量、密度和壓縮強(qiáng)度的影響。
一、材料與方法
1.試驗(yàn)材料與試劑
含水率 3.50%、暗褐色玉米秸稈酶解木質(zhì)素粉末,實(shí)驗(yàn)室自制。工業(yè)級(jí)聚醚多元醇4110和聚醚多元醇403、甲基磷酸二甲酯(DMMP)、1,1一二氯一1一氟乙烷(HCFC)、硅油、異氰酸酯。丙三醇、聚乙二醇400、濃硫酸和NaOH均為分析純。
2.試驗(yàn)方法
2.1木質(zhì)素的液化改性反應(yīng)
將秸稈酶解木質(zhì)素、3:1的比例的聚乙二醇400與丙三醇、濃硫酸加入到可分離燒瓶中(液固比為5:2),混勻后油浴鍋加熱至120℃保持50 min,結(jié)束后迅速降溫后加入NaOH,調(diào)節(jié)pH值到中性,即得到木質(zhì)素液化產(chǎn)物。
2.2液化改性聚氨酯泡沫制備
向燒杯中一次加入一定比例的聚醚多元醇4110、聚醚多元醇403、催化劑三乙烯二胺、 DMMP、硅油穩(wěn)泡劑、HCFC、異氰酸酯和1.2.1中的液化產(chǎn)物。放在自動(dòng)攪拌器下攪拌30S,均勻后倒入模具,20℃自由發(fā)泡1min,既得聚氨酯泡沫。其中通過添加不同比例(20%、30%、40%、50%、60%)的液化產(chǎn)物分析多元醇替代物的含量。
2.3聚氨酯泡沫性能測試
聚氨酯泡沫的表觀密度測試按GB/T 6343-1995 泡沫塑料和橡膠表觀(體積)密度的測定》方法進(jìn)行;聚氨酯泡沫靜態(tài)壓縮性能測試按GB 8813~2008《硬質(zhì)泡沫塑料壓縮性能的測定》方法進(jìn)行;聚氨酯泡沫的表觀密度與靜態(tài)壓縮性能是測定去皮后其芯部的性能值。
二、結(jié)果與分析
1.不同比例的液化產(chǎn)物添加量對聚氨酯泡沫凝膠含量的影響
聚合物性能的一個(gè)重要因素指標(biāo)是凝膠含量。試驗(yàn)結(jié)果表明,添加液化產(chǎn)物20%、30%、40%、50%、60%所得到的聚氨酯泡沫的凝膠含量分別是95.7%、97.5%、98.1%、97.8%、93.2%,凝膠含量隨著液化產(chǎn)物的添加量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,當(dāng)添加量為40%時(shí),聚氨酯泡沫的凝膠量達(dá)到98.1%,之后出現(xiàn)降低現(xiàn)象。原因是添加量太多,多元醇替代物隨之多,繼而導(dǎo)致異氰酸酯基與羥基反應(yīng)的黏度變大,這樣不利于交聯(lián)反應(yīng),最終導(dǎo)致泡沫塌陷。
2.不同比例的液化產(chǎn)物添加量對聚氨酯泡沫密度的影響
多異氰酸酯與木質(zhì)素的交聯(lián)反應(yīng)、液化產(chǎn)物添加量的多少都可以影響到聚氨酯泡沫的密度。試驗(yàn)結(jié)果表明,添加液化產(chǎn)物20%、30%、40%、50%、60%所得到的聚氨酯泡沫的密度分別是30.1Kg/m3、40.5 Kg/m3、44.5 Kg/m3、47.2 Kg/m3、52.6 Kg/m3。從結(jié)果可以看出,液化改性型木質(zhì)素基聚氨酯泡沫的密度隨著液化產(chǎn)物含量的增多而呈遞增的趨勢,雖然液化產(chǎn)物添加量達(dá)到60%時(shí),多異氰酸酯與木質(zhì)素的交聯(lián)反應(yīng)會(huì)降低,但是液化產(chǎn)物可以作為填充劑增加材料的密度,所以其密度處于不斷增加的狀態(tài)。
3.不同比例的液化產(chǎn)物添加量對聚氨酯泡沫壓縮強(qiáng)度的影響
不同比例的液化產(chǎn)物添加量對聚氨酯泡沫壓縮強(qiáng)度的影響試驗(yàn)結(jié)果表明,添加液化產(chǎn)物20%、30%、40%、50%、60%所得到的聚氨酯泡沫的壓縮強(qiáng)度分別是252kpa、298 kpa、286 kpa、265 kpa、234 kpa,從結(jié)果可以看出,聚氨酯泡沫的壓縮強(qiáng)度隨著液化產(chǎn)物添加量的增加先升高,在添加物達(dá)到30%時(shí)最高,之后降低。原因是木質(zhì)素衍生物的某種基團(tuán)可以作為填充物和骨架,增加聚氨酯泡沫的壓縮強(qiáng)度,但是當(dāng)液化產(chǎn)物量過大時(shí),產(chǎn)物中木質(zhì)素衍生物官能團(tuán)減少,從而導(dǎo)致材料的壓縮性能降低。
三、結(jié)論
本試驗(yàn)通過液化改性木質(zhì)素的方法制備聚氨酯泡沫,并從聚氨酯泡沫的凝膠含量、密度以及壓縮強(qiáng)度三個(gè)方面進(jìn)行了分析,隨著液化產(chǎn)物添加量的增加凝膠含量先增加后迅速降低,密度處于一直升高的狀態(tài),壓縮強(qiáng)度在30%時(shí)達(dá)到最高,綜合考慮各種因素,最終確定在液化產(chǎn)物添加量為40%時(shí),聚氨酯泡沫的各方面指標(biāo)都較優(yōu)。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介:朱家兵,男,漢,甘肅永登,1982.2.12,工程師,蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院研究生, 目前在職于甘肅銀光集團(tuán)聚銀化工有限公司。
不同于工藝日趨成熟的竹漿粘膠纖維和竹炭纖維,竹原纖維作為一種新型原纖維素纖維,其獨(dú)特的殺菌、除臭、抗紫外線等理化性能在紡織行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。其細(xì)度、可紡性方面的改善在近年也有了相關(guān)進(jìn)展,竹原纖維和改性竹原纖維的各種新制備方法等加工工藝與應(yīng)用也逐漸成為紡織行業(yè)研究的新焦點(diǎn)。
關(guān)鍵詞: 竹原纖維;理化性能;制備工藝
1 前言
不同于近年來市場上所見的竹漿粕纖維和竹炭纖維,竹原纖維是一種真正意義上的環(huán)保天然纖維。竹原纖維吸放濕性能優(yōu)異,具有天然抗菌和抗紫外線等保健功能。竹中含有一種天然物質(zhì)“竹醌”,“竹醌”具有天然的抗菌、抑菌、防螨、防蟲及能產(chǎn)生大量負(fù)離子的特性。經(jīng)中國紡織纖維質(zhì)量檢測中心及上海微生物研究所檢測,“竹醌”在24h內(nèi)能殺滅75%的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和巨大芽孢桿菌。另外,竹原纖維中還含有葉綠素銅鈉,具有良好的除臭功能,因此,竹原纖維有著良好的技術(shù)與市場發(fā)展前景,可廣泛應(yīng)用于紡織品服裝領(lǐng)域。竹纖維是以數(shù)百根單纖維聚集成纖維束的形式分散在竹莖內(nèi),單獨(dú)將單纖維分離出來較為困難。原生竹纖維的一般提取過程:(1)先去除竹節(jié)部分,將其分割成適當(dāng)長度,再去掉外皮;(2)用壓榨機(jī)將竹片壓碎,破壞其柔細(xì)胞組織;(3)用2%~3%的NaOH水溶液煮沸2h;(4)水洗后再行壓榨,破壞柔軟的柔細(xì)胞組織,便于與纖維束分離;(5)在水槽中充分水洗,使纖維束與柔細(xì)胞分離;(6)過濾后即得漿粕狀竹纖維,干燥后用攪拌機(jī)短時(shí)間攪拌便開纖成單纖維。竹原纖維制取過程中為避免單纖維發(fā)生脆化,必須確保原竹未經(jīng)干燥,整個(gè)制取過程必須維持濕潤狀態(tài)[1-3]。
目前,有關(guān)竹纖維束應(yīng)用于紡織上已有大量報(bào)道,并有相關(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,竹纖維用于復(fù)合材料制備也進(jìn)入了起步階段。但天然竹纖維成分中半纖維素和木質(zhì)素含量很高,且單纖維較短,脫膠難度較大,影響了纖維的可紡性,此外在滿足機(jī)械性能的條件下,竹纖維束的提取即是影響竹纖維復(fù)合材料應(yīng)用開發(fā)的技術(shù)難點(diǎn)之一。針對可紡性的改善、細(xì)度改善以及各種制備與改性竹原纖維的方法也正在成為行業(yè)研究的新焦點(diǎn)。
2 竹原纖維的相關(guān)研究進(jìn)展
2.1 新方法與工藝制備竹原纖維和改性竹原纖維
黃慧[4]等人采用10%堿處理、軟化+1%堿煮和酸+1%堿煮等3種不同的預(yù)處理工藝提取獲得竹纖維束,利用光學(xué)顯微鏡和X射線衍射法分別比較3種工藝下竹纖維束的微觀形態(tài)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)。證明了竹材組織結(jié)構(gòu)呈一定規(guī)律性,通過較低堿預(yù)處理后采用機(jī)械工藝可提取竹材中的纖維束。提取竹纖維束為黃褐色絲狀物,并有一定柔韌性,長可達(dá)30cm以上,直徑范圍100μm~200μm。堿處理濃度高有利于竹纖維束分離。研究結(jié)果表明,低堿處理可分離提取竹纖維束,提取的竹纖維束為黃褐色絲狀,直徑范圍為100μm~200μm;微觀形態(tài)下,竹纖維束橫截面呈蜂窩狀,縱面呈多根柱形緊密排列狀。3種工藝中,10%堿常溫處理分離竹纖維最易,分離效果最好,殘留基質(zhì)粘附最少。由竹材經(jīng)3種工藝提取的竹纖維束,結(jié)晶結(jié)構(gòu)未改變,但相對結(jié)晶度均較原竹材有所提高。
張?jiān)蒣5]等人用閃爆—堿煮聯(lián)合工藝的天然竹纖維提取,對閃爆壓力、保壓時(shí)間、堿濃度、堿煮時(shí)間這4個(gè)因素的單因素試驗(yàn)均采用聯(lián)合脫膠,經(jīng)研究表明閃爆—堿煮聯(lián)合脫膠技術(shù)對天然竹纖維脫膠效果明顯,纖維表面比較光滑,纖維直徑明顯減小。閃爆壓力、保壓時(shí)間和堿濃度是影響閃爆—堿煮聯(lián)合脫膠效果的重要因素。在閃爆壓力為0.8MPa、保壓時(shí)間為15min、NaOH質(zhì)量濃度為4g/L、堿煮90min的條件下,脫膠效果比較理想,纖維得率為77.16%,纖維的半纖維素和木質(zhì)素含量分別下降41.61%和31.94%,纖維素含量從40.51%提高到63.59%,處理后纖維分散程度高,柔軟性好,纖維拉伸強(qiáng)度接近麻類工藝?yán)w維。
同時(shí),張?jiān)蒣6]團(tuán)隊(duì)還以慈竹為研究對象,對常壓下乙酸脫除天然竹纖維中的木質(zhì)素進(jìn)行了探討。以反應(yīng)溫度、乙酸體積分?jǐn)?shù)、催化劑硫酸體積分?jǐn)?shù)和反應(yīng)時(shí)間為單因子,考察這些因素對天然竹纖維木質(zhì)素脫除率的影響。結(jié)果表明:影響因素從大到小依次為反應(yīng)溫度、催化劑硫酸體積分?jǐn)?shù)、乙酸體積分?jǐn)?shù)和反應(yīng)時(shí)間。正交試驗(yàn)結(jié)果表明,乙酸在脫除天然竹纖維木質(zhì)素的過程中也脫除了部分半纖維素和纖維素。在乙酸脫除天然竹纖維木質(zhì)素的過程中,脫除木質(zhì)素的同時(shí)也脫除了部分半纖維素和纖維素,脫除率為木質(zhì)素脫除率>半纖維素脫除率>纖維素脫除率,木質(zhì)素被大部分脫除而纖維素只脫除了一小部分。結(jié)合木質(zhì)素脫除率、半纖維脫除率和纖維素脫除率,得到了最佳工藝條件,即90℃、乙酸體積分?jǐn)?shù)88%、硫酸體積分?jǐn)?shù)0.3%、反應(yīng)時(shí)間3h,在該條件下木質(zhì)素的脫除率達(dá)到55.84%。
關(guān)明杰[7]等人,從紡織材料學(xué)[8]出發(fā),研究了竹纖維的性能。用實(shí)驗(yàn)室自制,細(xì)度范圍為793tex~1445tex的竹纖維對幾種不同仿生螺旋結(jié)構(gòu)竹纖維束的縱向拉伸性能進(jìn)行測試分析,結(jié)果表明:平行均布、單螺旋、雙螺旋A、雙螺旋B 型竹纖維束的拉伸強(qiáng)度分別為11.5MPa、51.7MPa、52.2MPa和56.1MPa;螺旋結(jié)構(gòu)能夠消除纖維束中的強(qiáng)度薄弱點(diǎn),改善纖維束中各根纖維的結(jié)合,同時(shí)纖維束各層螺旋角的逐漸變化也有利于拉伸強(qiáng)度的提高。單螺旋、雙螺旋A、雙螺旋B型竹纖維束的拉伸彈性模量分別為9659MPa、5265MPa和491MPa,單螺旋竹纖維束的拉伸彈性模量優(yōu)于雙螺旋竹纖維束。宏觀仿生螺旋結(jié)構(gòu)提高了竹纖維束的拉伸強(qiáng)度,卻降低了彈性模量。由螺旋纖維束的內(nèi)層到外層,螺旋角的逐漸變化使得相鄰層間的結(jié)合強(qiáng)度大為改善,避免了不同層面纖維力學(xué)性能的突變。
樓利琴[9]等人以自制平均線密度16.8dtex的竹原纖維為原料,用堿、漆酶、精練酶通過正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)對竹原纖維進(jìn)行纖細(xì)化處理,測定了處理后的竹原纖維細(xì)度變化率、木質(zhì)素含量及強(qiáng)度。結(jié)果表明:精練酶去除木質(zhì)素的效果比堿和漆酶處理好,木質(zhì)素含量從原來的18.98%降為7.27%,處理后竹原纖維強(qiáng)度幾乎沒有損傷;堿去除木質(zhì)素的效果比漆酶好,但強(qiáng)度損傷比漆酶處理大;生物酶脫膠方法有望成為竹原纖維脫膠加工的實(shí)際生產(chǎn)方法。
生物技術(shù)可以改變傳統(tǒng)化學(xué)改性因大量使用化學(xué)助劑而嚴(yán)重污染環(huán)境的局面,同時(shí)使纖維性能得到改善,如纖維素酶對天然纖維織物進(jìn)行拋光整理可改善其手感和柔軟性。金文俊[10]等利用化學(xué)預(yù)處理結(jié)合纖維素酶的作用對竹原纖維進(jìn)行改性,借助于掃描電鏡、傅里葉紅外吸收光譜、X-射線衍射等試驗(yàn)技術(shù),研究處理前后竹原纖維的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化。研究結(jié)果表明:酶處理切斷并還原纖維素分子鏈為葡萄糖,同時(shí)也降解了部分半纖維素,使竹原纖維的結(jié)晶度降低;酶處理后的竹原纖維橫截面微孔變大,縱面出現(xiàn)明顯的侵蝕,裂紋有所增加;熱穩(wěn)定性基本不變。
2.2 竹原纖維在紡織中應(yīng)用
用摩擦紡紗機(jī)紡織竹原纖維包芯紗具有芯紗與外包纖維雙組分的特點(diǎn),既可解決竹原纖維可紡性差的問題,又可提高竹原纖維紗的強(qiáng)力,提高產(chǎn)品的耐磨性。王顯方[11]等人探討竹原纖維摩擦紡包芯紗紡制方法及工藝優(yōu)化,分析闡述了竹原纖維的特性,通過原料預(yù)處理,合理配置工藝參數(shù),在摩擦紡紗機(jī)上開發(fā)出竹原纖維滌綸包芯紗,并利用正交試驗(yàn)優(yōu)選了摩擦紡工藝參數(shù)。結(jié)果表明:竹原纖維滌綸48.6tex(68dtex)摩擦紡包芯紗較優(yōu)的紡紗工藝參數(shù)為:分梳輥速度5000r/min,紡紗速度150m/min,摩擦輥速度5500r/min。毛雷[12]等針對纖維粗硬、可紡性差的特點(diǎn),通過竹原纖維的預(yù)處理,提高其可紡性。采用原料混合的方式,各工序采用重定量、重加壓、低速度的工藝路線,合理配置工藝參數(shù),解決了梳棉成網(wǎng)困難、并條靜電纏繞等問題,并注意保持各工序較高的相對濕度,使生產(chǎn)正常進(jìn)行,成功試制出竹原/棉50/50的9.7tex混紡紗。
史麗敏[13]等人以線密度6.01dtex、長度80mm的竹原纖維和細(xì)度19.71μm~20.5μm(4.03dtex~4.27dtex)、長度70mm~120mm的羊毛為原料,在保證竹原纖維一定回潮率的前提下,成功紡制毛、竹(50/50)混紡紗線,并且依據(jù)針織面料流行趨勢,結(jié)合毛、竹混紡織物優(yōu)勢互補(bǔ)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)并開發(fā)出了適合春夏季穿著的男裝流行針織面料。面料色彩搭配與圖案機(jī)理的設(shè)計(jì)不僅豐富了大眾視覺,還打破了以往設(shè)計(jì)毛、竹混紡針織物的局限性。此外,還對毛、竹(50/50)混紡紗線的染色工藝進(jìn)行了探討,可為毛、竹混紡面料下游產(chǎn)品的進(jìn)一步開發(fā)提供理論參考。此外,隨著竹原纖維工藝的進(jìn)步和紡織工業(yè)的發(fā)展,更加復(fù)雜的絹/苧麻/竹原纖維混紡物,如緯珠地平針組織、珠地平針橫條組織、緯珠地組織、灰藍(lán)珠地組織和緯平針組織的針織物的織造也有了相關(guān)報(bào)道[14]。
竹原纖維有著很好的抗菌性能,天然竹在制成竹漿粘膠纖維過程中經(jīng)受了一系列化學(xué)和物理的加工,性能與竹原纖維有較大改變,原有的一些天然特性也必然遭到破壞,纖維的除臭、抗菌、防紫外線功能會(huì)有不同程度的下降。池田善光[15]對竹漿粘膠纖維的抗菌性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:竹漿粕試樣并不具有抗菌性能。張慧等人[16]以巨大芽孢桿菌(革蘭氏陽性菌)和黑曲霉(真菌中的霉菌)為菌種原料對竹原纖維抑菌性能的影響因素做了系統(tǒng)研究。采用吸收法對所制取的竹原纖維進(jìn)行單因子試驗(yàn),并通過計(jì)算抑菌率來評(píng)價(jià)其抑菌效果,研究對抑菌性能產(chǎn)生影響的因素。試驗(yàn)得出:回潮率、接種后培養(yǎng)時(shí)間及竹屑都對竹原纖維的抑菌性能有很大影響。
3 結(jié)語
當(dāng)前粘膠纖維工藝已基本成熟,市場上所謂的竹纖維面料、服裝也多是竹漿粕纖維產(chǎn)品或竹漿粕纖維混紡產(chǎn)品,同時(shí)由于大量使用化學(xué)助劑,導(dǎo)致所生產(chǎn)出的“竹纖維”發(fā)生改性,使其不再具有或基本不具備天然竹原纖維的優(yōu)良特性。因此竹原纖維的技術(shù)發(fā)展趨勢表現(xiàn)為:一是改善可紡性,這是竹原纖維應(yīng)用的根本和前提;二是改善細(xì)度,向細(xì)旦或超細(xì)旦方向發(fā)展, 并改善均勻度,為紡高支紗打下基礎(chǔ);三是混紡,特別是與天然纖維、差別化化纖混紡,生產(chǎn)出具有特色的高檔新型面料。在可預(yù)見的將來,竹原纖維、改性竹原纖維的制備和竹原纖維入紗紡織依然是紡織行業(yè)亟待解決的問題。不僅如此,竹原纖維的產(chǎn)業(yè)化還存在技術(shù)和市場兩方面的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)槭且豁?xiàng)新產(chǎn)品,其生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有待探討;新產(chǎn)品的問世,在消費(fèi)者市場仍需要有一個(gè)認(rèn)識(shí)和接受的過程,并且在價(jià)格上將受到價(jià)格相對低廉的化纖等產(chǎn)品的激烈挑戰(zhàn)。
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關(guān)鍵詞:空心箭竹(Fargesia edulis);竹青;竹黃;化學(xué)成分
中圖分類號(hào):S795.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2015)15-3679-04
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2015.15.024
Abstract: The chemical components of Fargesia edulis were investigated. The results showed that the content in bamboo culms were as follows: the ash for 1.82%, the SiO2 for 0.33%, the hot-water extractive contents for 8.69%, the toluence-alcohol extractive for 3.54%, the holocellulose for 70.38%, and the ligin for 21.51%. According to the standards of pulping raw material, F. edulis is suitable for using as pulping raw material, because of superior holocellulose, and medium or low ligin and extractives, what’s more, fewer ash and SiO2.
Key words: Fargesia edulis;outer layer;inner layer;chemical components
近年來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對紙的需求量逐年上升,造紙業(yè)已經(jīng)成為國家建設(shè)的重要經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)之一。竹子作為非木質(zhì)資源,具有生長快、產(chǎn)量高、生長周期短等生物學(xué)優(yōu)勢,因此,竹漿造紙已成為國內(nèi)外竹材開發(fā)利用的共同趨勢[1-3]。云南省竹類資源豐富,卻沒有形成一定的栽培規(guī)模,許多適合造紙的優(yōu)良竹種多為野生,尚需開發(fā)利用。
空心箭竹(Fargesia edulis)屬禾本科(Gramineae)竹亞科(Bambusoideae)箭竹屬(Fargesia)的竹類,主要分布于云南省的瀘水、保山、云龍等地海拔1 900~2 800 m的闊葉林下。竹筍可食,竹材性能優(yōu)良,篾性較好,是很好的編織和造紙?jiān)蟍4]。另外,空心箭竹為中國一級(jí)瀕危保護(hù)動(dòng)物――滇金絲猴冬季的主要取食植物之一[5]。因空心箭竹的分布范圍較小,且多為野生,目前國內(nèi)外學(xué)者對空心箭竹的研究極少,僅王雨B等[5]和唐國建等[6]分別對空心箭竹地上部分生物量模型和纖維形態(tài)特征進(jìn)行了研究,而對空心箭竹化學(xué)成分的研究尚未見相關(guān)的報(bào)道。為此,通過對空心箭竹不同部位、不同齡級(jí)及同一齡級(jí)不同部位的化學(xué)成分含量進(jìn)行測定,以期為空心箭竹的開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ),對竹漿制紙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大的意義。
1 材料與方法
1.1 材料
材料取自云南省西北部大理白族自治州云龍縣境內(nèi)的天池自然保護(hù)區(qū),采樣時(shí)間為2013年7月下旬。參考王雨B等[5]的取材方法,隨機(jī)選取10叢長勢良好的竹叢,目測將這10叢竹子的單株劃分為3個(gè)年齡級(jí)別,即竹齡≤1年為Ⅰ齡級(jí),竹齡1~2年為Ⅱ齡級(jí),竹齡≥3年為Ⅲ齡級(jí),每個(gè)齡級(jí)選取無病蟲害、竹稈通直的空心箭竹3~4株,齊地砍伐,分為基部(從稈基數(shù)第3節(jié))、中部(第8節(jié))以及梢部(15~18節(jié))共3個(gè)部位,帶回實(shí)驗(yàn)室烘干備用。
1.2 化學(xué)成分測定
化學(xué)成分的測定參考王曙光等[7]的方法,并略有改動(dòng),取500~1 000 g(風(fēng)干重)的上述試材,劈成細(xì)片,并將3年生基部(即第3節(jié))節(jié)間分成竹青和竹黃兩部分;分別加工成刨花,刨花用粉碎機(jī)粉碎,過篩,截取能通過40目篩而不能通過60目篩的組分,涼至室溫后,貯存于封口袋中供分析用。
各項(xiàng)指標(biāo)按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行,平行測定3次?;曳趾堪碐B/T 2677.3-1993[8]測定,二氧化硅(SiO2)含量按GB/T 7978-1987[9]測定,水抽提物按GB/T 2677.4-1993[10]測定,苯-醇抽提物按GB/T 10741-1989[11]測定,木素含量按GB/T2677.8-1994[12]和GB/T 10337-2008[13]測定,綜纖維素含量按GB/T 2677.10-1995[14]測定,其中過濾改用定量濾紙過濾。統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù),并用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對不同部位、不同齡級(jí)及同一齡級(jí)不同部位化學(xué)成分的均值進(jìn)行方差分析和多重比較。
2 結(jié)果與分析
竹類植物的化學(xué)成分非常復(fù)雜,不同種之間的竹材化學(xué)成分有較大的差別,同種不同年齡或不同生長環(huán)境的竹材化學(xué)成分也不相同,甚至同一根竹子的各個(gè)部位亦不一樣,竹材不同的化學(xué)成分組成直接影響到竹子造紙的質(zhì)量和性能[7,15-18]。空心箭竹的化學(xué)成分包括灰分、SiO2、木質(zhì)素、苯-醇抽提物、熱水抽提物、綜纖維素等。具體測定結(jié)果見表1。
一般情況下,植物纖維原料中都含有一些礦物質(zhì),燃燒之后便會(huì)產(chǎn)生灰分,主要是SiO2和一些無機(jī)鹽類如鉀、鈣、鈉等,其組成和含量因原料的不同而不同,并對制漿造紙的堿回收操作產(chǎn)生一定的影響,且灰分含量越高,堿回收難度越大,化學(xué)耗費(fèi)也就越大[7]。SiO2含量也會(huì)對堿回收過程產(chǎn)生一定的影響,過高的SiO2含量對黑液的蒸發(fā)、白泥回收等工序具有一定的影響,進(jìn)而影響著經(jīng)濟(jì)效益[7]。對空心箭竹的化學(xué)成分進(jìn)行測試,結(jié)果表明,空心箭竹的灰分和SiO2平均含量分別為1.82%和0.33%。植物纖維原料中的各種抽提物也會(huì)對紙漿性能造成一定的影響,尤其在酸性亞硫酸鹽法制漿過程中,苯-醇抽提物含量越高,蒸煮時(shí)消耗的化學(xué)藥品就越多,且嚴(yán)重時(shí)還會(huì)形成所謂的“樹脂障礙”,對生產(chǎn)工藝很不利[7]。測試結(jié)果顯示,空心箭竹的熱水抽提物和苯-醇抽提物含量分別為8.69%和3.54%。
另外,木質(zhì)素的含量也會(huì)對制漿造紙工藝造成一定的影響,木質(zhì)素含量越高的原料,在蒸煮、漂白過程中消耗的化學(xué)藥品越多,生產(chǎn)成本也就越高。木質(zhì)素是一類具有三維空間結(jié)構(gòu)的天然高分子化合物,由苯丙烷類結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成,含量僅次于纖維素,它賦予了木材一定的強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性,然而,在化學(xué)法制漿過程中,常常需要盡量減少木質(zhì)素的含量[7,15-19]。測試結(jié)果表明,空心箭竹的總木質(zhì)素含量為21.51%。目前,纖維素含量的測定方法存在一定的缺陷,分析結(jié)果往往不能真實(shí)地反映纖維的含量,因此,選擇綜纖維素含量作為評(píng)價(jià)纖維原料紙漿性能的標(biāo)準(zhǔn)更為科學(xué)。綜纖維素是植物纖維原料中碳水化合物的全部,包括纖維素和半纖維素,其含量是衡量植物是否適宜作為制漿造紙的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo),其含量越高,纖維得率可能也越高[7,15-20]。在空心箭竹中,綜纖維含量為70.38%,含量較高。
2.1 竹齡對空心箭竹化學(xué)成分的影響
不同年齡段的空心箭竹化學(xué)成分,除熱水抽提物和木質(zhì)素含量外,其他各項(xiàng)指標(biāo)差異均較為明顯。其中,灰分含量隨著竹齡的增加而逐年下降,而張齊生等[19]對毛竹材質(zhì)生成過程中化學(xué)成分的變化進(jìn)行了研究,研究表明,5年生以下竹材的灰分含量隨著年齡的增加而減少,5年生以上竹材的灰分含量則隨著竹齡的增加而增加;陳友地等[15]認(rèn)為可能是隨著竹子的生長發(fā)育,薄壁細(xì)胞逐漸減少,竹子從土壤中吸收營養(yǎng)成分的能力有所下降。而空心箭竹中SiO2的含量隨著竹齡的增加而逐漸增大,王曙光等[7]認(rèn)為這可能是由于竹子在生長發(fā)育過程中,不斷地從土壤中吸收無機(jī)礦質(zhì)元素,從而增加了SiO2的含量;筆者認(rèn)為這可能與不同竹種間的硅積累機(jī)制以及同種竹子在不同環(huán)境中的各項(xiàng)代謝活動(dòng)程度有關(guān)。熱水抽提物和苯-醇抽提物具有與SiO2類似的變化規(guī)律。Hisham等[20]在分析Gigantochloa scortechinii的化學(xué)成分中指出,苯-醇抽提物含量在不同年齡的竹稈間并沒有明顯的變化趨勢;而在空心箭竹中,這種變化趨勢較為明顯,即Ⅲ齡級(jí)中的苯-醇抽提物含量明顯高于Ⅰ、Ⅱ齡級(jí)。在空心箭竹中,不同竹齡間的木質(zhì)素含量呈現(xiàn)出Ⅲ齡級(jí)>Ⅱ齡級(jí)>Ⅰ齡級(jí)的變化趨勢,但差異并不明顯。在竹齡上,空心箭竹的綜纖維素含量變化規(guī)律為隨著竹齡的增加而逐年減少,與董榮瑩等[18]對紫竹(Phyllostachys nigra)不同變異類型的竹材化學(xué)成分的研究結(jié)果一致;而王曙光等[7]認(rèn)為綜纖維素的含量隨著年齡的增加而增加,并認(rèn)為可能是采樣時(shí)的目測差異及各樣本的個(gè)體差異太大所致。筆者認(rèn)為這種不一致可能與竹種有關(guān),不同竹種間的化學(xué)成分含量及變化規(guī)律并不一致。
2.2 不同部位空心箭竹化學(xué)成分含量比較
不同部位的空心箭竹化學(xué)成分之間差異不顯著(表2),其中,灰分含量變化規(guī)律呈現(xiàn)出從基部至梢部逐漸下降的趨勢,綜纖維素含量的變化趨勢與灰分的一致,而苯-醇抽提物含量的變化趨勢恰好與之相反;同時(shí),SiO2和熱水抽提物的含量變化趨勢為梢部>基部>中部,總木質(zhì)素含量變化趨勢與SiO2和熱水抽提物的類似?;曳衷诨亢枯^高,原因可能與竹子不斷從土壤中吸收礦質(zhì)元素有關(guān),竹子吸收礦質(zhì)元素后,經(jīng)木質(zhì)部由下至上運(yùn)輸,再橫向運(yùn)輸至韌皮部,根據(jù)各器官和組織對養(yǎng)分的需求進(jìn)行雙向運(yùn)輸,并可能向基部方向進(jìn)行積累。梢部的SiO2和木質(zhì)素含量高于中、基部,原因可能是梢部的細(xì)胞優(yōu)先發(fā)育成熟,以增加植物的機(jī)械強(qiáng)度,抵制風(fēng)力的破壞。在竹青和竹黃中,除抽提物外,其他各項(xiàng)指標(biāo)的含量均是竹青>竹黃。竹青中的灰分和SiO2含量遠(yuǎn)高于竹黃中的,主要原因可能是竹青中含有較多的硅化細(xì)胞,增加竹青的硬度以保護(hù)竹子免受外力的侵害。
2.3 竹齡與部位對空心箭竹化學(xué)成分的影響
竹齡和部位對空心箭竹的化學(xué)成分造成了影響,其中,灰分含量在Ⅰ、Ⅱ齡級(jí)中呈現(xiàn)出從竹稈基部至梢部逐漸下降的趨勢,而在Ⅲ齡級(jí)中,卻表現(xiàn)出基部>梢部>中部的規(guī)律;SiO2含量的變化規(guī)律是Ⅰ、Ⅱ齡級(jí)的為梢部>基部>中部,Ⅲ齡級(jí)的為梢部>中部>基部;在Ⅰ、Ⅲ齡級(jí)中,熱水抽提物含量的變化規(guī)律與Ⅰ、Ⅱ齡級(jí)中SiO2含量一致,而在Ⅱ齡級(jí)中的變化規(guī)律為基部>中部>梢部;在Ⅰ、Ⅲ齡級(jí)中,苯-醇抽提物的變化趨勢為中部>梢部>基部,而在Ⅱ齡級(jí)中為梢部>中部>基部;Ⅰ、Ⅱ齡級(jí)中總木質(zhì)素含量變化趨勢與Ⅲ齡級(jí)中灰分含量的類似,Ⅲ齡級(jí)的與SiO2類似,但竹齡和部位對空心箭竹木質(zhì)素含量的影響并不明顯;Ⅰ、Ⅲ齡級(jí)綜纖維素含量的變化規(guī)律與Ⅲ齡級(jí)中SiO2含量的類似,而在Ⅱ齡級(jí)中的變化趨勢為基部>梢部>中部。由此可見,竹齡和部位共同對空心箭竹化學(xué)成分含量的變化產(chǎn)生影響。
2.4 空心箭竹與其他竹種間的化學(xué)成分比較
竹材的化學(xué)成分直接影響著竹漿造紙性能的優(yōu)劣,是合理開發(fā)利用植物纖維原料的重要依據(jù)之一[7]??招募竦幕曳趾繛?.82%,與云南箭竹(F. yunnanensis)的2.51%、料慈竹(Bambusa distegia)的2.23%相比含量較低,但比毛竹(P. edulis)的1.16%、青皮竹(B. textilis)的1.69%高[7,21]。空心箭竹SiO2的含量為0.33%,比云南箭竹的1.70%、料慈竹的1.15%都低[7]??招募竦臒崴樘嵛餅?.69%,比毛竹的5.96%和青皮竹的6.78%都高[21]??招募竦谋?醇抽提物含量為3.54%,與云南箭竹的含量相當(dāng),但與毛竹的0.66%和青皮竹的5.81% 差異較大[21]??招募竦哪举|(zhì)素含量為21.51%,與云南箭竹的24.57%、料慈竹的24.28%、毛竹的30.67%、青皮竹的22.98%相比含量較低[7,21]??招募竦木C纖維素含量為71.71%,含量比云南箭竹的65.29%、毛竹的45.50%高,與料慈竹的75.27%、青皮竹的72.24%相比含量稍低[7,21]。因此,不同竹種間的化學(xué)成分含量并不一致。
3 小結(jié)
研究結(jié)果表明,空心箭竹的綜纖維素含量較高,木質(zhì)素和抽提物含量等中等偏低,灰分與SiO2含量較低,從造紙?jiān)系囊髞砜?,空心箭竹是比較適合造紙的竹種。
不同年齡、不同部位間的空心箭竹化學(xué)成分含量差異較大,年齡和部位共同對空心箭竹化學(xué)成分含量的變化造成了明顯的影響。因此,在選擇空心箭竹作為造紙?jiān)蠒r(shí),應(yīng)綜合考慮竹齡和部位對空心箭竹化學(xué)成分含量的影響,以便最大限度地利用原材料。
致謝:感謝云龍縣天池自然保護(hù)區(qū)為本試驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)材料,感謝徐會(huì)明、張利周副局長對本試驗(yàn)取材的支持!
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