대나무 재료의 화학적 특성

대나무는 셀룰로오스 함량이 높고, 섬유 형태가 가늘며, 기계적 특성과 가소성이 우수합니다. 목재 제지 원료의 좋은 대체재로서, 대나무는 중고급 용지 제조에 필요한 펄프 조건을 충족할 수 있습니다. 연구 결과에 따르면 대나무의 화학적 조성과 섬유 특성은 우수한 펄프화 특성을 나타냅니다. 대나무 펄프의 성능은 침엽수 펄프 다음으로 우수하며, 활엽수 펄프와 초본 펄프보다 뛰어납니다. 미얀마, 인도 등은 대나무 펄프 및 제지 분야에서 세계를 선도하고 있습니다. 중국은 대나무 펄프 및 제지 제품을 주로 미얀마와 인도에서 수입하고 있습니다. 대나무 펄프 및 제지 산업을 적극적으로 발전시키는 것은 현재 심각한 목재 펄프 원료 부족 문제를 해결하는 데 매우 중요합니다.

대나무는 생장 속도가 빨라 일반적으로 3~4년 안에 수확할 수 있습니다. 또한 대나무 숲은 탄소 고정 효과가 뛰어나 대나무 산업의 경제적, 생태적, 사회적 이점이 점점 더 두드러지고 있습니다. 현재 중국의 대나무 펄프 생산 기술과 설비는 점차 성숙해졌으며, 대나무 깎기 및 펄프 제조와 같은 주요 설비는 국산으로 생산되고 있습니다. 구이저우, 쓰촨 등지에서는 대형 및 중형 대나무 제지 생산 라인이 산업화되어 가동되고 있습니다.

대나무의 화학적 특성
바이오매스 소재인 대나무는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌이라는 세 가지 주요 화학 성분과 소량의 펙틴, 녹말, 다당류, 왁스를 함유하고 있습니다. 대나무의 화학적 조성과 특성을 분석함으로써 펄프 및 제지 원료로서 대나무의 장점과 단점을 이해할 수 있습니다.
1. 대나무는 셀룰로오스 함량이 높습니다.
우수한 품질의 완제품 종이를 생산하려면 펄프 원료에 대한 요구 조건이 높아야 하며, 셀룰로오스 함량이 높을수록 좋고 리그닌, 다당류 및 기타 추출물 함량이 낮을수록 좋습니다. 양렌당(Yang Rendang) 외 연구진은 대나무(Phyllostachys pubescens), 목련, 포플러, 밀짚과 같은 바이오매스 재료의 주요 화학 성분을 비교한 결과, 셀룰로오스 함량은 목련 51.20%, 대나무 45.50%, 포플러 43.24%, 밀짚 35.23% 순이었고, 헤미셀룰로오스(펜토산) 함량은 포플러 22.61%, 대나무 21.12%, 밀짚 19.30%, 목련 8.24% 순이었으며, 리그닌 함량은 대나무 30.67%, 목련 27.97%, 포플러 17.10%, 밀짚 11.93% 순으로 나타났습니다. 비교 대상인 네 가지 재료 중에서 대나무는 소나무 다음으로 펄프 원료로 많이 사용되는 것을 알 수 있다.
2. 대나무 섬유는 길이가 더 길고 종횡비가 더 큽니다.
대나무 섬유의 평균 길이는 1.49~2.28mm, 평균 직경은 12.24~17.32μm, 종횡비는 122~165입니다. 섬유벽의 평균 두께는 3.90~5.25μm이고, 벽 대 공동 비율은 4.20~7.50으로, 종횡비가 큰 두꺼운 섬유입니다. 펄프 재료는 주로 바이오매스 재료의 셀룰로오스에 의존합니다. 제지용 고품질 바이오섬유 원료는 높은 셀룰로오스 함량과 낮은 리그닌 함량을 요구하는데, 이는 펄프 수율을 높일 뿐만 아니라 회분과 추출물을 줄이는 데에도 도움이 됩니다. 대나무는 긴 섬유와 큰 종횡비라는 특징을 가지고 있어, 대나무 펄프로 종이를 만들면 단위 면적당 섬유가 더 많이 얽혀 종이 강도가 우수합니다. 따라서 대나무 펄프의 성능은 목재와 유사하며, 짚, 밀짚, 사탕수수 찌꺼기 등 다른 풀 종류 식물보다 강도가 높습니다.
3. 대나무 섬유는 섬유 강도가 높습니다.
대나무 셀룰로오스는 재생 가능하고, 생분해성이 있으며, 생체 적합성이 뛰어나고, 친수성일 뿐만 아니라 우수한 기계적 및 내열성을 지니고 있습니다. 일부 연구자들은 12가지 종류의 대나무 섬유에 대한 인장 시험을 수행하여 그 탄성 계수와 인장 강도가 인공 속성 생장림 목재 섬유보다 우수하다는 것을 발견했습니다. Wang 등은 대나무, 케나프, 전나무, 라미 등 네 가지 종류의 섬유의 인장 기계적 특성을 비교했는데, 그 결과 대나무 섬유의 인장 탄성 계수와 강도가 다른 세 가지 섬유보다 높은 것으로 나타났습니다.
4. 대나무는 회분과 추출물 함량이 높습니다.
목재와 비교했을 때 대나무는 회분 함량(약 1.0%)과 1% NaOH 추출물 함량(약 30.0%)이 높아 펄프 제조 과정에서 더 많은 불순물을 생성하며, 이는 펄프 및 제지 산업의 배출 및 폐수 처리에 적합하지 않고 일부 설비의 투자 비용을 증가시킵니다.

현재 야시 페이퍼의 대나무 펄프 종이 제품은 EU ROHS 표준 요건을 충족하고, EU AP(2002)-1, 미국 FDA 등 국제 식품 등급 표준 테스트를 통과했으며, FSC 100% 산림 인증을 획득했습니다. 또한 쓰촨성 최초로 중국 안전 및 위생 인증을 받은 기업이며, 10년 연속 국가 제지 제품 검사 센터에서 "품질 관리 샘플링 합격" 제품으로 선정되었고, 중국 품질 투어에서 "국가 품질 안정 우수 브랜드 및 제품" 등의 영예를 안았습니다.