Kemične lastnosti bambusovih materialov

Bambusovi materiali imajo visoko vsebnost celuloze, vitko obliko vlaken, dobre mehanske lastnosti in plastičnost. Kot dober alternativni material za lesene surovine za izdelavo papirja lahko bambus izpolni zahteve glede celuloze za izdelavo papirja srednjega in višjega razreda. Študije so pokazale, da ima bambus kemična sestava in lastnosti vlaken dobre lastnosti kaše. Učinkovitost bambusove celuloze je na drugem mestu za lesno celulozo iglavcev in je boljša od celuloze širokolistnega lesa in travne celuloze. Mjanmar, Indija in druge države so v ospredju sveta na področju proizvodnje bambusove celuloze in papirja. Kitajska bambusova celuloza in izdelki iz papirja se večinoma uvažajo iz Mjanmara in Indije. Močan razvoj industrije bambusove celuloze in papirja je zelo pomemben za ublažitev trenutnega pomanjkanja surovin iz lesne celuloze.

Bambus raste hitro in ga je na splošno mogoče pobrati v 3 do 4 letih. Poleg tega imajo bambusovi gozdovi močan učinek fiksacije ogljika, zaradi česar so gospodarske, ekološke in družbene koristi industrije bambusa vse bolj vidne. Trenutno sta kitajska tehnologija in oprema za proizvodnjo bambusove celuloze postopoma dozoreli, glavna oprema, kot sta britje in obdelava celuloze, pa je bila doma proizvedena. Velike in srednje velike proizvodne linije za izdelavo papirja iz bambusa so bile industrializirane in dane v proizvodnjo v Guizhouju, Sečuanu in drugih krajih.

Kemične lastnosti bambusa
Kot biomasni material ima bambus tri glavne kemične sestavine: celulozo, hemicelulozo in lignin, poleg majhne količine pektina, škroba, polisaharidov in voska. Z analizo kemične sestave in lastnosti bambusa lahko razumemo prednosti in slabosti bambusa kot celuloznega in papirnega materiala.
1. Bambus ima visoko vsebnost celuloze
Vrhunski končni papir ima visoke zahteve za surovine celuloze, ki zahtevajo, da večja kot je vsebnost celuloze, boljši je, nižja kot je vsebnost lignina, polisaharidov in drugih ekstraktov, boljši je. Yang Rendang et al. primerjali glavne kemične sestavine biomasnih materialov, kot so bambus (Phyllostachys pubescens), masonski bor, topol in pšenična slama, in ugotovili, da je bila vsebnost celuloze masonski bor (51,20 %), bambus (45,50 %), topol (43,24 %), in pšenična slama (35,23 %); vsebnost hemiceluloze (pentozan) je bila topol (22,61 %), bambus (21,12 %), pšenična slama (19,30 %) in masonski bor (8,24 %); vsebnost lignina je bila bambus (30,67 %), borov (27,97 %), topol (17,10 %) in pšenična slama (11,93 %). Vidimo lahko, da je bambus med štirimi primerjalnimi materiali surovina za celulozo, takoj za masonskim borom.
2. Bambusova vlakna so daljša in imajo večje razmerje stranic
Povprečna dolžina bambusovih vlaken je 1,49 ~ 2,28 mm, povprečni premer je 12,24 ~ 17,32 μm, razmerje stranic pa je 122 ~ 165; povprečna debelina stene vlakna je 3,90~5,25 μm, razmerje med steno in votlino pa je 4,20~7,50, kar je debelostensko vlakno z večjim razmerjem stranic. Celuloza se v glavnem opira na celulozo iz biomase. Dobre surovine iz biovlaken za izdelavo papirja zahtevajo visoko vsebnost celuloze in nizko vsebnost lignina, kar lahko ne samo poveča donos celuloze, ampak tudi zmanjša pepel in ekstrakte. Bambus ima značilnosti dolgih vlaken in veliko razmerje stranic, zaradi česar se vlakna prepletajo večkrat na enoto površine, potem ko je bambusova celuloza izdelana v papir, in trdnost papirja je boljša. Zato je bambusov učinek kaše blizu lesa in je močnejši od drugih trav, kot so slama, pšenična slama in trsa.
3. Bambusova vlakna imajo visoko trdnost vlaken
Bambusova celuloza ni le obnovljiva, razgradljiva, biokompatibilna, hidrofilna in ima odlične mehanske lastnosti in lastnosti toplotne odpornosti, ampak ima tudi dobre mehanske lastnosti. Nekateri znanstveniki so izvedli natezne teste na 12 vrstah bambusovih vlaken in ugotovili, da njihov modul elastičnosti in natezna trdnost presegata tiste pri umetnih hitro rastočih gozdnih lesnih vlaknih. Wang et al. primerjali natezne mehanske lastnosti štirih vrst vlaken: bambus, kenaf, jelka in ramija. Rezultati so pokazali, da sta natezni modul in trdnost bambusovih vlaken višja kot pri ostalih treh vlaknatih materialih.
4. Bambus ima visoko vsebnost pepela in ekstrakta
V primerjavi z lesom ima bambus višjo vsebnost pepela (približno 1,0 %) in 1 % izvlečka NAOH (približno 30,0 %), kar bo povzročilo več nečistoč med postopkom izdelave celuloze, kar ni ugodno za odvajanje in čiščenje odpadne vode iz celuloze in papirna industrija in bo povečala investicijske stroške nekatere opreme.

Trenutno je kakovost izdelkov iz papirja iz bambusove celuloze družbe Yashi Paper dosegla standardne zahteve EU ROHS, opravila EU AP (2002)-1, ameriško FDA in druge mednarodne standardne teste za živila, opravila FSC 100-odstotno certificiranje gozdov in je tudi prvo podjetje v Sichuanu, ki je pridobilo kitajski certifikat o varnosti in zdravju; istočasno ga je nacionalni inšpekcijski center za papirne izdelke deset let zapored vzorčil kot izdelek, ki je "kvalificiran za nadzor kakovosti, kvalificiran za vzorčenje" in prejel je tudi priznanja, kot je "državna kakovost, stabilna kvalificirana blagovna znamka in izdelek" kitajskega oddelka za kakovost Tour.