Kemijske lastnosti bambusovih materialov

Bambusovi materiali imajo visoko vsebnost celuloze, vitko obliko vlaken, dobre mehanske lastnosti in plastičnost. Kot dober alternativni material za surovine za izdelavo lesnega papirja lahko bambus izpolnjuje zahteve glede celuloze za izdelavo srednjega in visokega cenovnega razreda papirja. Študije so pokazale, da ima bambusova kemična sestava in lastnosti vlaken dobre lastnosti za izdelavo celuloze. Učinkovitost bambusove celuloze je druga takoj za celulozo iglavcev in boljša od celuloze listnatih dreves in celuloze trave. Mjanmar, Indija in druge države so v ospredju sveta na področju proizvodnje celuloze in papirja iz bambusa. Kitajska bambusova celuloza in papirni izdelki se večinoma uvažajo iz Mjanmara in Indije. Energičen razvoj industrije proizvodnje celuloze in papirja iz bambusa je zelo pomemben za ublažitev trenutnega pomanjkanja surovin za lesno celulozo.

Bambus hitro raste in ga je običajno mogoče pobrati v 3 do 4 letih. Poleg tega imajo bambusovi gozdovi močan učinek vezave ogljika, zaradi česar so ekonomske, ekološke in socialne koristi bambusove industrije vse bolj izrazite. Trenutno sta se kitajska tehnologija in oprema za proizvodnjo bambusove celuloze postopoma razvili, glavna oprema, kot sta britje in celuloza, pa se proizvaja doma. Velike in srednje velike proizvodne linije za izdelavo bambusovega papirja so bile industrializirane in uvedene v proizvodnjo v Guizhouju, Sečuanu in drugod.

Kemijske lastnosti bambusa
Kot biomasa ima bambus tri glavne kemične sestavine: celulozo, hemicelulozo in lignin, poleg tega pa še majhno količino pektina, škroba, polisaharidov in voska. Z analizo kemične sestave in značilnosti bambusa lahko razumemo prednosti in slabosti bambusa kot materiala za celulozo in papir.
1. Bambus ima visoko vsebnost celuloze
Vrhunski končni papir ima visoke zahteve glede surovin za celulozo, pri čemer višja kot je vsebnost celuloze, boljša je, nižja kot je vsebnost lignina, polisaharidov in drugih ekstraktov, boljša pa je. Yang Rendang in sodelavci so primerjali glavne kemične sestavine biomasnih materialov, kot so bambus (Phyllostachys pubescens), puhasti bor, topola in pšenična slama, ter ugotovili, da je vsebnost celuloze v puhastem boru (51,20 %), bambusu (45,50 %), topoli (43,24 %) in pšenični slami (35,23 %); vsebnost hemiceluloze (pentosana) je v topoli (22,61 %), bambusu (21,12 %), pšenični slami (19,30 %) in puhastem boru (8,24 %); vsebnost lignina pa v bambusu (30,67 %), puhastem boru (27,97 %), topoli (17,10 %) in pšenični slami (11,93 %). Vidimo lahko, da je med štirimi primerjalnimi materiali bambus druga najboljša surovina za proizvodnjo celuloze, takoj za puhom.
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 pomeni, da gre za debelostenska vlakna z večjim razmerjem stranic. Materiali iz celuloze se v glavnem zanašajo na celulozo iz biomase. Dobre surovine iz biovlaken za izdelavo papirja zahtevajo visoko vsebnost celuloze in nizko vsebnost lignina, kar lahko ne le poveča izkoristek celuloze, temveč tudi zmanjša pepel in ekstrakte. Bambus ima značilnosti dolgih vlaken in velikega razmerja stranic, zaradi česar se vlakna po predelavi bambusove celuloze v papir večkrat prepletajo na enoto površine, trdnost papirja pa je boljša. Zato je zmogljivost bambusa pri predelavi celuloze podobna lesu in je močnejša od drugih travnatih rastlin, kot so slama, pšenična slama in sladkorni trs.
3. Bambusova vlakna imajo visoko trdnost vlaken
Bambusova celuloza ni le obnovljiva, razgradljiva, biokompatibilna, hidrofilna in ima odlične mehanske lastnosti ter odpornost proti vročini, temveč 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 lastnosti umetnih hitro rastočih gozdnih lesnih vlaken. Wang in sodelavci so primerjali natezne mehanske lastnosti štirih vrst vlaken: bambusa, kenafa, jelke in ramije. Rezultati so pokazali, da sta bila natezni modul in trdnost bambusovih vlaken višja kot pri drugih treh vlaknastih materialih.
4. Bambus ima visoko vsebnost pepela in ekstrakta
V primerjavi z lesom ima bambus višjo vsebnost pepela (približno 1,0 %) in 1 % ekstrakta NAOH (približno 30,0 %), kar bo med postopkom predelave celuloze povzročilo več nečistoč, kar ne bo ugodno za odvajanje in čiščenje odpadnih voda v industriji celuloze in papirja ter bo povečalo naložbene stroške nekatere opreme.

Trenutno kakovost izdelkov iz bambusove celuloze podjetja Yashi Paper dosega zahteve standarda EU ROHS, prestala je teste EU AP (2002)-1, ameriške FDA in druge mednarodne standarde za živila, prestala je 100-odstotni gozdni certifikat FSC in je tudi prvo podjetje v Sečuanu, ki je pridobilo kitajski certifikat za varnost in zdravje; hkrati je bil deset let zapored vzorčen kot izdelek, ki je "kvalificiran za nadzor kakovosti", s strani Nacionalnega centra za inšpekcijske preglede papirnih izdelkov pa je prejel tudi priznanja, kot je "Nacionalna stabilna kakovost, kvalificirana blagovna znamka in izdelek" na China Quality Tour.