Chemické vlastnosti bambusových materiálov

Bambusové materiály majú vysoký obsah celulózy, štíhly tvar vlákna, dobré mechanické vlastnosti a plasticitu. Ako dobrý alternatívny materiál pre suroviny na výrobu dreveného papiera môže bambus spĺňať požiadavky na buničinu na výrobu papiera strednej a vyššej triedy. Štúdie ukázali, že chemické zloženie bambusu a vlastnosti vlákna majú dobré vlastnosti pri rozvlákňovaní. Výkon bambusovej buničiny je na druhom mieste po buničine z ihličnatého dreva a je lepší ako buničina zo širokolistého dreva a buničiny z tráv. Mjanmarsko, India a ďalšie krajiny sú na čele sveta v oblasti výroby buničiny a papiera z bambusu. Čínska bambusová buničina a výrobky z papiera sa dovážajú najmä z Mjanmarska a Indie. Intenzívny rozvoj priemyslu výroby buničiny a papiera z bambusu má veľký význam pre zmiernenie súčasného nedostatku surovín na výrobu drevnej buničiny.

Bambus rastie rýchlo a zvyčajne sa dá zbierať za 3 až 4 roky. Bambusové lesy majú navyše silný efekt fixácie uhlíka, vďaka čomu sú ekonomické, ekologické a sociálne výhody bambusového priemyslu čoraz výraznejšie. V súčasnosti čínska technológia výroby bambusovej buničiny a zariadenia postupne dozreli a hlavné vybavenie, ako je holenie a rozvlákňovanie, sa vyrábalo doma. Veľké a stredne veľké linky na výrobu bambusového papiera boli industrializované a uvedené do výroby v Guizhou, Sichuan a ďalších miestach.

Chemické vlastnosti bambusu
Ako materiál biomasy má bambus tri hlavné chemické zložky: celulózu, hemicelulózu a lignín, okrem malého množstva pektínu, škrobu, polysacharidov a vosku. Analýzou chemického zloženia a vlastností bambusu môžeme pochopiť výhody a nevýhody bambusu ako materiálu buničiny a papiera.
1. Bambus má vysoký obsah celulózy
Papier s vynikajúcou povrchovou úpravou má vysoké požiadavky na celulózové suroviny, ktoré vyžadujú čím vyšší obsah celulózy, tým lepšie a čím nižší obsah lignínu, polysacharidov a iných extraktov, tým lepšie. Yang Rendang a kol. porovnali hlavné chemické zložky materiálov biomasy, ako je bambus (Phyllostachys pubescens), borovica masová, topoľ a pšeničná slama a zistili, že obsah celulózy bol borovica masová (51,20 %), bambus (45,50 %), topoľ (43,24 %), a pšeničná slama (35,23 %); obsah hemicelulózy (pentosanu) bol topoľ (22,61 %), bambus (21,12 %), pšeničná slama (19,30 %) a borovica masová (8,24 %); obsah lignínu bol bambus (30,67 %), borovica masová (27,97 %), topoľ (17,10 %) a pšeničná slama (11,93 %). Je zrejmé, že spomedzi štyroch porovnávacích materiálov je bambus surovinou na výrobu buničiny na druhom mieste po borovici mason.
2. Bambusové vlákna sú dlhšie a majú väčší pomer strán
Priemerná dĺžka bambusových vlákien je 1,49 ~ 2,28 mm, priemerný priemer je 12,24 ~ 17,32 μm a pomer strán je 122 ~ 165; priemerná hrúbka steny vlákna je 3,90 až 5,25 μm a pomer steny k dutine je 4,20 až 7,50, čo je hrubostenné vlákno s väčším pomerom strán. Vlákninové materiály sa spoliehajú hlavne na celulózu z materiálov z biomasy. Dobré biovláknité suroviny na výrobu papiera vyžadujú vysoký obsah celulózy a nízky obsah lignínu, čo môže nielen zvýšiť výťažnosť buničiny, ale aj znížiť popol a extrakty. Bambus má vlastnosti dlhých vlákien a veľký pomer strán, vďaka čomu sa vlákno prepletá viackrát na jednotku plochy po tom, ako je bambusová buničina vyrobená na papier, a pevnosť papiera je lepšia. Preto je výkon rozvlákňovania bambusu blízky výkonu dreva a je silnejší ako iné trávové rastliny, ako je slama, pšeničná slama a bagasa.
3. Bambusové vlákno má vysokú pevnosť vlákna
Bambusová celulóza je nielen obnoviteľná, odbúrateľná, biokompatibilná, hydrofilná a má vynikajúce mechanické a tepelne odolné vlastnosti, ale má aj dobré mechanické vlastnosti. Niektorí vedci vykonali ťahové testy na 12 typoch bambusových vlákien a zistili, že ich modul pružnosti a pevnosť v ťahu prevyšujú umelé rýchlo rastúce vlákna z lesného dreva. Wang a kol. porovnávali mechanické vlastnosti v ťahu štyroch typov vlákien: bambusu, kenafu, jedle a ramie. Výsledky ukázali, že modul pružnosti v ťahu a pevnosť bambusového vlákna boli vyššie ako u ostatných troch vláknitých materiálov.
4. Bambus má vysoký obsah popola a extraktu
V porovnaní s drevom má bambus vyšší obsah popola (približne 1,0 %) a 1 % extrakt NAOH (približne 30,0 %), čo bude počas procesu rozvlákňovania produkovať viac nečistôt, čo neprispieva k vypúšťaniu a čisteniu odpadových vôd z buničiny a papierenský priemysel a zvýši investičné náklady na niektoré zariadenia.

V súčasnosti kvalita papierových výrobkov z bambusovej buničiny Yashi Paper dosiahla požiadavky normy EU ROHS, prešla testami EU AP (2002)-1, US FDA a ďalšími medzinárodnými štandardnými testami potravinárskej kvality, prešla certifikáciou FSC 100% pre lesy a je tiež prvou spoločnosťou v Sichuan, ktorá získala čínsku certifikáciu bezpečnosti a zdravia; zároveň bol vzorkovaný ako produkt „kvalifikovaný na vzorkovanie kvality pre dozor nad kvalitou“ Národným inšpekčným centrom papierových výrobkov desať po sebe nasledujúcich rokov a získal aj ocenenia, ako napríklad „National Quality Stabil Qualified Brand and Product“ od China Quality Prehliadka.