Proprietățile chimice ale materialelor din bambus

Materialele din bambus au un conținut ridicat de celuloză, o formă subțire a fibrelor, proprietăți mecanice bune și plasticitate. Fiind o alternativă bună pentru materiile prime din lemn pentru fabricarea hârtiei, bambusul poate îndeplini cerințele de celuloză pentru fabricarea hârtiei de calitate medie și superioară. Studiile au arătat că, în ceea ce privește compoziția chimică și proprietățile fibrelor din bambus, performanța celulozei de bambus este a doua după celuloza de lemn de conifere și este mai bună decât cea a celulozei de lemn cu frunze late și a celulozei de iarbă. Myanmar, India și alte țări se află în fruntea lumii în domeniul fabricării celulozei și hârtiei din bambus. Produsele din celuloză și hârtie din bambus din China sunt importate în principal din Myanmar și India. Dezvoltarea viguroasă a industriei de fabricare a celulozei și hârtiei din bambus este de mare importanță pentru atenuarea actualei lipse de materii prime din celuloză de lemn.

Bambusul crește rapid și poate fi recoltat, în general, în 3-4 ani. În plus, pădurile de bambus au un puternic efect de fixare a carbonului, ceea ce face ca beneficiile economice, ecologice și sociale ale industriei bambusului să fie din ce în ce mai importante. În prezent, tehnologia și echipamentele de producție a celulozei de bambus din China s-au maturizat treptat, iar echipamentele principale, cum ar fi așchierea și prelucrarea celulozei, au fost produse pe plan intern. Liniile de producție mari și mijlocii pentru fabricarea hârtiei din bambus au fost industrializate și puse în producție în Guizhou, Sichuan și în alte locuri.

Proprietățile chimice ale bambusului
Ca material biomasă, bambusul are trei componente chimice majore: celuloză, hemiceluloză și lignină, pe lângă o cantitate mică de pectină, amidon, polizaharide și ceară. Analizând compoziția chimică și caracteristicile bambusului, putem înțelege avantajele și dezavantajele bambusului ca material pentru fabricarea celulozei și hârtiei.
1. Bambusul are un conținut ridicat de celuloză
Hârtia finisată superioară are cerințe ridicate pentru materiile prime pentru celuloză, necesitând cu cât un conținut de celuloză este mai mare, cu atât mai bine, iar cu cât un conținut de lignină, polizaharide și alte extracte este mai mic, cu atât mai bine. Yang Rendang și colab. au comparat principalele componente chimice ale materialelor biomasă, cum ar fi bambusul (Phyllostachys pubescens), pinul masson, plopul și paiele de grâu și au constatat că celuloza a fost reprezentată de pinul masson (51,20%), bambusul (45,50%), plopul (43,24%) și paiele de grâu (35,23%); conținutul de hemiceluloză (pentozan) a fost reprezentat de plop (22,61%), bambusul (21,12%), paiele de grâu (19,30%) și pinul masson (8,24%); conținutul de lignină a fost reprezentat de bambus (30,67%), pinul masson (27,97%), plopul (17,10%) și paiele de grâu (11,93%). Se poate observa că, dintre cele patru materiale comparative, bambusul este a doua materie primă pentru celuloză, după pinul masson.
2. Fibrele de bambus sunt mai lungi și au un raport de aspect mai mare
Lungimea medie a fibrelor de bambus este de 1,49~2,28 mm, diametrul mediu este de 12,24~17,32 μm, iar raportul de aspect este de 122~165; grosimea medie a peretelui fibrei este de 3,90~5,25 μm, iar raportul perete-cavitate este de 4,20~7,50, ceea ce înseamnă o fibră cu pereți groși și un raport de aspect mai mare. Materialele pentru celuloză se bazează în principal pe celuloză din biomasă. Materiile prime bune din biofibre pentru fabricarea hârtiei necesită un conținut ridicat de celuloză și un conținut scăzut de lignină, ceea ce poate nu numai să crească randamentul celulozei, dar poate și reduce cenușa și extractele. Bambusul are caracteristicile fibrelor lungi și ale unui raport de aspect mare, ceea ce face ca fibrele să se împletească de mai multe ori pe unitatea de suprafață după ce pulpa de bambus este transformată în hârtie, iar rezistența hârtiei este mai bună. Prin urmare, performanța de fabricare a celulozei a bambusului este apropiată de cea a lemnului și este mai puternică decât a altor plante de iarbă, cum ar fi paiele, paiele de grâu și bagasa.
3. Fibra de bambus are o rezistență ridicată a fibrei
Celuloza din bambus nu este doar regenerabilă, degradabilă, biocompatibilă, hidrofilă și are proprietăți mecanice și de rezistență termică excelente, ci are și proprietăți mecanice bune. Unii cercetători au efectuat teste de tracțiune pe 12 tipuri de fibre de bambus și au constatat că modulul lor de elasticitate și rezistența la tracțiune le depășesc pe cele ale fibrelor artificiale de lemn de pădure cu creștere rapidă. Wang și colab. au comparat proprietățile mecanice la tracțiune a patru tipuri de fibre: bambus, kenaf, brad și ramie. Rezultatele au arătat că modulul de tracțiune și rezistența fibrei de bambus au fost mai mari decât cele ale celorlalte trei materiale fibroase.
4. Bambusul are un conținut ridicat de cenușă și extract
Comparativ cu lemnul, bambusul are un conținut mai mare de cenușă (aproximativ 1,0%) și 1% extract de NAOH (aproximativ 30,0%), ceea ce va produce mai multe impurități în timpul procesului de fabricare a celulozei, ceea ce nu este propice deversării și tratării apelor uzate din industria celulozei și hârtiei și va crește costul investiției unor echipamente.

În prezent, calitatea produselor din hârtie din pulpă de bambus de la Yashi Paper a îndeplinit cerințele standardului ROHS al UE, a trecut testele UE AP (2002)-1, FDA din SUA și alte standarde internaționale de calitate alimentară, a trecut certificarea FSC 100% forestieră și este, de asemenea, prima companie din Sichuan care a obținut certificarea de siguranță și sănătate din China; în același timp, a fost eșantionată ca produs „calificat pentru eșantionarea supravegherii calității” de către Centrul Național de Inspecție a Produselor din Hârtie timp de zece ani consecutivi și a câștigat, de asemenea, distincții precum „Marcă și produs calificat stabil pentru calitatea națională” în cadrul Turneului Calității din China.