Chemické vlastnosti bambusových materiálov

Bambusové materiály majú vysoký obsah celulózy, štíhly tvar vlákien, dobré mechanické vlastnosti a plasticitu. Ako dobrý alternatívny materiál pre suroviny na výrobu dreveného papiera môže bambus spĺňať požiadavky na buničinu na výrobu stredne kvalitného a vysoko kvalitného papiera. Štúdie ukázali, že chemické zloženie bambusu a vlastnosti vlákien majú dobré vlastnosti pri rozvlákňovaní. Výkon bambusovej buničiny je druhý najvýkonnejší hneď po buničine z ihličnatého dreva a lepší ako buničina z listnatého dreva a trávna buničina. Mjanmarsko, India a ďalšie krajiny sú na čele sveta v oblasti výroby buničiny a papiera z bambusu. Čínske výrobky z bambusovej buničiny a papiera sa dovážajú najmä z Mjanmarska a Indie. Energický 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 zozbierať za 3 až 4 roky. Okrem toho majú bambusové lesy silný efekt fixácie uhlíka, vďaka čomu sú ekonomické, ekologické a sociálne výhody bambusového priemyslu čoraz výraznejšie. V súčasnosti čínska technológia a zariadenia na výrobu bambusovej buničiny postupne dozrievajú a hlavné zariadenia, ako je hoblinovanie a rozvlákňovanie, sa vyrábajú v domácom prostredí. Veľké a stredné výrobné linky na výrobu bambusového papiera boli industrializované a uvedené do výroby v Guizhou, Sichuane a ďalších mestách.

Chemické vlastnosti bambusu
Ako biomasa 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 na výrobu buničiny a papiera.
1. Bambus má vysoký obsah celulózy
Papier s vynikajúcou povrchovou úpravou má vysoké nároky na suroviny na výrobu buničiny, pričom čím vyšší je obsah celulózy, tým lepší, a čím nižší je obsah lignínu, polysacharidov a iných extraktov, tým lepší. Yang Rendang a kol. porovnali hlavné chemické zložky biomasových materiálov, ako je bambus (Phyllostachys pubescens), borovica massonová, topoľ a pšeničná slama, a zistili, že obsah celulózy bol v borovici massonovej (51,20 %), bambuse (45,50 %), topoli (43,24 %) a pšeničnej slame (35,23 %); obsah hemicelulózy (pentosanu) bol v topoli (22,61 %), bambuse (21,12 %), pšeničnej slame (19,30 %) a borovici massonovej (8,24 %); obsah lignínu bol v bambuse (30,67 %), borovici massonovej (27,97 %), topoli (17,10 %) a pšeničnej slame (11,93 %). Je zrejmé, že spomedzi štyroch porovnávacích materiálov je bambus druhou surovinou na výrobu buničiny hneď po borovici massonovej.
2. Bambusové vlákna sú dlhšie a majú väčší pomer strán
Priemerná dĺžka bambusových vlákien je 1,49 až 2,28 mm, priemerný priemer je 12,24 až 17,32 μm a pomer strán je 122 až 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. Buničinové materiály sa spoliehajú najmä na celulózu 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 množstvo popola a extraktov. Bambus sa vyznačuje dlhými vláknami a veľkým pomerom strán, vďaka čomu sa vlákna po spracovaní bambusovej buničiny na papier viackrát prepletajú na jednotku plochy a pevnosť papiera je lepšia. Preto je buničina bambusu blízka drevu a je pevnejšia ako iné trávnaté rastliny, ako je slama, pšeničná slama a bagasa.
3. Bambusové vlákno má vysokú pevnosť vlákien
Bambusová celulóza je nielen obnoviteľná, biologicky rozložiteľná, biokompatibilná, hydrofilná a má vynikajúce mechanické a tepelne odolné vlastnosti, ale má aj dobré mechanické vlastnosti. Niektorí vedci vykonali skúšky ťahom na 12 typoch bambusových vlákien a zistili, že ich modul pružnosti a pevnosť v ťahu prekročili vlastnosti umelých rýchlorastúcich lesných drevinových vlákien. Wang a kol. porovnali mechanické vlastnosti v ťahu štyroch typov vlákien: bambusu, kenafu, jedle a ramie. Výsledky ukázali, že modul pružnosti v ťahu a pevnosť bambusových vlákien 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 % extraktu NAOH (približne 30,0 %), čo počas procesu výroby buničiny produkuje viac nečistôt, čo neprispieva k vypúšťaniu a čisteniu odpadových vôd v priemysle celulózy a papiera a zvyšuje investičné náklady na niektoré zariadenia.

V súčasnosti kvalita bambusových papierových výrobkov spoločnosti Yashi Paper spĺňa požiadavky normy EÚ ROHS, prešla testami EÚ AP (2002)-1, US FDA a ďalšími medzinárodnými normami pre potravinársku kvalitu, prešla certifikáciou FSC 100 % lesov a je tiež prvou spoločnosťou v provincii Sichuan, ktorá získala čínsku certifikáciu bezpečnosti a zdravia; zároveň bol desať rokov po sebe vzorkovaný Národným inšpekčným centrom pre papierenské výrobky ako „kvalifikovaný produkt pre dohľad nad kvalitou“ a získal aj ocenenia ako „Národná značka a produkt stabilnej kvality“ z China Quality Tour.