خواص شیمیایی مواد بامبو

مواد بامبو دارای محتوای سلولزی بالا، شکل الیاف باریک، خواص مکانیکی و انعطاف‌پذیری خوبی هستند. بامبو به عنوان یک ماده جایگزین خوب برای مواد اولیه کاغذسازی چوبی، می‌تواند نیازهای خمیر کاغذ را برای ساخت کاغذهای متوسط ​​و مرغوب برآورده کند. مطالعات نشان داده است که ترکیب شیمیایی و خواص الیاف بامبو، خواص خمیرسازی خوبی دارد. عملکرد خمیر بامبو پس از خمیر چوب درختان مخروطی در رتبه دوم قرار دارد و از خمیر چوب پهن‌برگ و خمیر چمن بهتر است. میانمار، هند و سایر کشورها در زمینه خمیرسازی و کاغذسازی بامبو در خط مقدم جهان هستند. خمیر و محصولات کاغذی بامبوی چین عمدتاً از میانمار و هند وارد می‌شوند. توسعه جدی صنعت خمیرسازی و کاغذسازی بامبو برای کاهش کمبود فعلی مواد اولیه خمیر چوب از اهمیت زیادی برخوردار است.

بامبو به سرعت رشد می‌کند و عموماً می‌توان آن را در عرض ۳ تا ۴ سال برداشت کرد. علاوه بر این، جنگل‌های بامبو اثر تثبیت کربن قوی دارند و مزایای اقتصادی، زیست‌محیطی و اجتماعی صنعت بامبو را به طور فزاینده‌ای برجسته می‌کنند. در حال حاضر، فناوری و تجهیزات تولید خمیر بامبو در چین به تدریج بالغ شده و تجهیزات اصلی مانند تراشیدن و خمیر کردن در داخل کشور تولید شده‌اند. خطوط تولید کاغذ بامبو در اندازه‌های بزرگ و متوسط ​​صنعتی شده و در گوئیژو، سیچوان و سایر نقاط به بهره برداری رسیده‌اند.

خواص شیمیایی بامبو
بامبو به عنوان یک ماده زیست توده، علاوه بر مقدار کمی پکتین، نشاسته، پلی ساکاریدها و موم، سه جزء شیمیایی اصلی دارد: سلولز، همی سلولز و لیگنین. با تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های بامبو، می‌توانیم مزایا و معایب بامبو را به عنوان ماده خمیر و کاغذ درک کنیم.
۱. بامبو محتوای سلولز بالایی دارد
کاغذ مرغوب با کیفیت بالا، به مواد اولیه خمیر کاغذ نیاز دارد، به طوری که هر چه محتوای سلولز بیشتر باشد، بهتر و هر چه محتوای لیگنین، پلی‌ساکاریدها و سایر عصاره‌ها کمتر باشد، بهتر است. یانگ رندانگ و همکارانش اجزای شیمیایی اصلی مواد زیست‌توده مانند بامبو (Phyllostachys pubescens)، کاج ماسون، صنوبر و کاه گندم را مقایسه کردند و دریافتند که محتوای سلولز کاج ماسون (51.20٪)، بامبو (45.50٪)، صنوبر (43.24٪) و کاه گندم (35.23٪) است؛ محتوای همی‌سلولز (پنتوزان) صنوبر (22.61٪)، بامبو (21.12٪)، کاه گندم (19.30٪) و کاج ماسون (8.24٪) است؛ محتوای لیگنین بامبو (30.67٪)، کاج ماسون (27.97٪)، صنوبر (17.10٪) و کاه گندم (11.93٪) است. مشاهده می‌شود که در بین چهار ماده‌ی قابل مقایسه، بامبو پس از کاج ماسون، دومین ماده‌ی خام خمیر کاغذ است.
۲. الیاف بامبو بلندتر هستند و نسبت ابعاد بیشتری دارند.
طول متوسط ​​الیاف بامبو ۱.۴۹ تا ۲.۲۸ میلی‌متر، قطر متوسط ​​۱۲.۲۴ تا ۱۷.۳۲ میکرومتر و نسبت ابعاد آن ۱۲۲ تا ۱۶۵ است. ضخامت متوسط ​​دیواره الیاف ۳.۹۰ تا ۵.۲۵ میکرومتر و نسبت دیواره به حفره ۴.۲۰ تا ۷.۵۰ است که الیافی با دیواره ضخیم و نسبت ابعاد بزرگتری هستند. مواد اولیه خمیر کاغذ عمدتاً به سلولز حاصل از مواد زیست‌توده متکی هستند. مواد اولیه خوب بیوفیبر برای کاغذسازی نیاز به سلولز بالا و لیگنین کم دارند که نه تنها می‌تواند بازده خمیر کاغذ را افزایش دهد، بلکه خاکستر و عصاره‌ها را نیز کاهش می‌دهد. بامبو دارای ویژگی‌های الیاف بلند و نسبت ابعاد بزرگ است که باعث می‌شود الیاف پس از تبدیل خمیر بامبو به کاغذ، دفعات بیشتری در واحد سطح در هم تنیده شوند و استحکام کاغذ بهتر باشد. بنابراین، عملکرد خمیرسازی بامبو نزدیک به چوب است و از سایر گیاهان علفی مانند کاه، کاه گندم و باگاس قوی‌تر است.
۳. الیاف بامبو از استحکام الیاف بالایی برخوردار است
سلولز بامبو نه تنها تجدیدپذیر، تجزیه‌پذیر، زیست‌سازگار، آب‌دوست و دارای خواص مکانیکی و مقاومت حرارتی عالی است، بلکه خواص مکانیکی خوبی نیز دارد. برخی از محققان آزمایش‌های کششی را روی ۱۲ نوع الیاف بامبو انجام دادند و دریافتند که مدول الاستیک و استحکام کششی آنها از الیاف چوب جنگلی مصنوعی با رشد سریع فراتر رفته است. وانگ و همکارانش خواص مکانیکی کششی چهار نوع الیاف: بامبو، کنف، صنوبر و رامی را مقایسه کردند. نتایج نشان داد که مدول کششی و استحکام الیاف بامبو از سه ماده الیافی دیگر بیشتر است.
۴. بامبو خاکستر و عصاره زیادی دارد
در مقایسه با چوب، بامبو دارای محتوای خاکستر بالاتر (حدود ۱.۰٪) و عصاره ۱٪ NAOH (حدود ۳۰.۰٪) است که در طول فرآیند خمیرسازی ناخالصی‌های بیشتری تولید می‌کند که برای تخلیه و تصفیه فاضلاب صنعت خمیر و کاغذ مفید نیست و هزینه سرمایه‌گذاری برخی از تجهیزات را افزایش می‌دهد.

در حال حاضر، کیفیت محصولات کاغذ خمیر بامبو یاشی پیپر به الزامات استاندارد ROHS اتحادیه اروپا رسیده، آزمون‌های EU AP (2002)-1، US FDA و سایر آزمون‌های استاندارد بین‌المللی درجه مواد غذایی را با موفقیت پشت سر گذاشته، گواهینامه جنگل ۱۰۰٪ FSC را دریافت کرده و همچنین اولین شرکت در سیچوان است که گواهینامه ایمنی و سلامت چین را دریافت کرده است؛ در عین حال، به مدت ده سال متوالی توسط مرکز ملی بازرسی محصولات کاغذی به عنوان یک محصول "واجد شرایط نمونه‌برداری نظارت بر کیفیت" نمونه‌برداری شده و همچنین افتخاراتی مانند "برند و محصول واجد شرایط پایدار کیفیت ملی" را از تور کیفیت چین کسب کرده است.