Chemické vlastnosti bambusových materiálů

Bambusové materiály mají vysoký obsah celulózy, štíhlý tvar vláken, dobré mechanické vlastnosti a plasticitu. Jako dobrý alternativní materiál pro suroviny na výrobu dřevěného papíru může bambus splňovat požadavky na buničinu pro výrobu papíru střední a vyšší třídy. Studie ukázaly, že chemické složení bambusu a vlastnosti vláken mají dobré vlastnosti při rozvlákňování. Výkon bambusové buničiny je na druhém místě po buničině z jehličnatého dřeva a je lepší než u buničiny ze širokolistého dřeva a travní buničiny. Myanmar, Indie a další země jsou na světové špičce v oblasti výroby buničiny a papíru z bambusu. Čínská bambusová buničina a výrobky z papíru se dovážejí hlavně z Myanmaru a Indie. Intenzivní rozvoj průmyslu výroby buničiny a papíru z bambusu má velký význam pro zmírnění současného nedostatku surovin na výrobu buničiny.

Bambus roste rychle a lze jej obecně sklízet za 3 až 4 roky. Bambusové lesy mají navíc silný efekt fixace uhlíku, díky čemuž jsou ekonomické, ekologické a sociální přínosy bambusového průmyslu stále významnější. V současné době technologie a zařízení na výrobu bambusové buničiny v Číně postupně dozrály a hlavní zařízení, jako je holení a rozvlákňování, se vyráběly v tuzemsku. Velké a středně velké výrobní linky na výrobu bambusového papíru byly industrializovány a uvedeny do výroby v Guizhou, Sichuan a dalších místech.

Chemické vlastnosti bambusu
Jako materiál biomasy má bambus tři hlavní chemické složky: celulózu, hemicelulózu a lignin, kromě malého množství pektinu, škrobu, polysacharidů a vosku. Analýzou chemického složení a vlastností bambusu můžeme porozumět výhodám a nevýhodám bambusu jako materiálu buničiny a papíru.
1. Bambus má vysoký obsah celulózy
Papír s vynikající povrchovou úpravou má vysoké požadavky na celulózové suroviny, které vyžadují čím vyšší obsah celulózy, tím lepší a čím nižší obsah ligninu, polysacharidů a dalších extraktů, tím lépe. Yang Rendang a kol. porovnali hlavní chemické složky materiálů biomasy, jako je bambus (Phyllostachys pubescens), borovice, topol a pšeničná sláma, a zjistili, že obsah celulózy byl borovice masová (51,20 %), bambus (45,50 %), topol (43,24 %), a pšeničná sláma (35,23 %); obsah hemicelulózy (pentosanu) byl topol (22,61 %), bambus (21,12 %), pšeničná sláma (19,30 %) a borovice masová (8,24 %); obsah ligninu byl bambus (30,67 %), borovice masová (27,97 %), topol (17,10 %) a pšeničná sláma (11,93 %). Je vidět, že mezi čtyřmi srovnávacími materiály je bambus druhou surovinou pro výrobu buničiny po borovici mason.
2. Bambusová vlákna jsou delší a mají větší poměr stran
Průměrná délka bambusových vláken je 1,49~2,28 mm, průměrný průměr je 12,24~17,32 μm a poměr stran je 122~165; průměrná tloušťka stěny vlákna je 3,90~5,25 μm a poměr stěny k dutině je 4,20~7,50, což je silnostěnné vlákno s větším poměrem stran. Buničinové materiály se spoléhají hlavně na celulózu z materiálů z biomasy. Dobré biovláknité suroviny pro výrobu papíru vyžadují vysoký obsah celulózy a nízký obsah ligninu, což může nejen zvýšit výtěžnost buničiny, ale také snížit popel a extrakty. Bambus má vlastnosti dlouhých vláken a velkého poměru stran, díky čemuž se vlákno po vyrobení bambusové buničiny na papír proplétá vícekrát na jednotku plochy a pevnost papíru je lepší. Proto se výkon rozvlákňování bambusu blíží výkonu dřeva a je silnější než jiné travní rostliny, jako je sláma, pšeničná sláma a bagasa.
3. Bambusové vlákno má vysokou pevnost vlákna
Bambusová celulóza je nejen obnovitelná, odbouratelná, biokompatibilní, hydrofilní a má vynikající mechanické a tepelné vlastnosti, ale má také dobré mechanické vlastnosti. Někteří vědci provedli tahové testy na 12 typech bambusových vláken a zjistili, že jejich modul pružnosti a pevnost v tahu převyšují umělé rychle rostoucí vlákna lesního dřeva. Wang a kol. porovnali mechanické vlastnosti v tahu čtyř typů vláken: bambusu, kenafu, jedle a ramie. Výsledky ukázaly, že modul v tahu a pevnost bambusového vlákna byly vyšší než u ostatních tří vláknitých materiálů.
4. Bambus má vysoký obsah popela a extraktu
Ve srovnání se dřevem má bambus vyšší obsah popela (asi 1,0 %) a 1 % extrakt NAOH (asi 30,0 %), což bude produkovat více nečistot během procesu rozvlákňování, což není příznivé pro vypouštění a čištění odpadních vod buničiny a papírenský průmysl a zvýší investiční náklady na některá zařízení.

V současné době kvalita papírových výrobků z bambusové buničiny Yashi Paper dosáhla požadavků normy EU ROHS, prošla testy EU AP (2002)-1, US FDA a dalšími mezinárodními standardními testy potravinářské kvality, prošla certifikací FSC 100% Forest a je také první společností v Sichuanu, která získala čínskou certifikaci bezpečnosti a zdraví; zároveň byl po deset po sobě jdoucích let testován jako produkt „kvalifikovaný pro vzorkování kontroly kvality“ Národním centrem pro kontrolu papírových výrobků a také získal ocenění jako „National Quality Stabil Qualified Brand and Product“ od China Quality Turné.