Hemijska svojstva bambusovih materijala

Bambusovi materijali imaju visok sadržaj celuloze, vitak oblik vlakana, dobra mehanička svojstva i plastičnost. Kao dobar alternativni materijal za sirovine za proizvodnju papira od drveta, bambus može zadovoljiti zahtjeve za pulpom za proizvodnju papira srednjeg i visokog kvaliteta. Studije su pokazale da hemijski sastav i svojstva vlakana bambusa imaju dobra svojstva pulpiranja. Performanse bambusove pulpe su druge odmah iza pulpe četinarskog drveta, a bolje su od pulpe širokolisnog drveta i pulpe trave. Mjanmar, Indija i druge zemlje su u prvom planu svijeta u oblasti proizvodnje pulpe i papira od bambusa. Kineski proizvodi od bambusove pulpe i papira uglavnom se uvoze iz Mjanmara i Indije. Energičan razvoj industrije proizvodnje pulpe i papira od bambusa je od velikog značaja za ublažavanje trenutne nestašice sirovina za proizvodnju pulpe od drveta.

Bambus brzo raste i uglavnom se može ubrati za 3 do 4 godine. Osim toga, bambusove šume imaju snažan učinak fiksacije ugljika, što ekonomske, ekološke i društvene koristi industrije bambusa čini sve istaknutijim. Trenutno su kineska tehnologija i oprema za proizvodnju bambusove pulpe postepeno sazrijevale, a glavna oprema, poput struganja i pulpiranja, proizvodi se u Kini. Velike i srednje proizvodne linije za proizvodnju bambusovog papira industrijalizirane su i puštene u proizvodnju u Guizhouu, Sečuanu i drugim mjestima.

Hemijska svojstva bambusa
Kao biomasa, bambus ima tri glavne hemijske komponente: celulozu, hemicelulozu i lignin, pored male količine pektina, škroba, polisaharida i voska. Analizom hemijskog sastava i karakteristika bambusa možemo razumjeti prednosti i nedostatke bambusa kao materijala za proizvodnju pulpe i papira.
1. Bambus ima visok sadržaj celuloze
Vrhunski gotovi papir ima visoke zahtjeve za sirovine za pulpu, što je veći sadržaj celuloze, to je bolje, a što je niži sadržaj lignina, polisaharida i drugih ekstrakata, to je bolje. Yang Rendang i saradnici su uporedili glavne hemijske komponente biomase kao što su bambus (Phyllostachys pubescens), masonski bor, topola i pšenična slama i otkrili da je sadržaj celuloze bio masonski bor (51,20%), bambus (45,50%), topola (43,24%) i pšenična slama (35,23%); sadržaj hemiceluloze (pentosana) bio je topola (22,61%), bambus (21,12%), pšenična slama (19,30%) i masonski bor (8,24%); sadržaj lignina bio je bambus (30,67%), masonski bor (27,97%), topola (17,10%) i pšenična slama (11,93%). Može se vidjeti da je među četiri uporedna materijala bambus druga sirovina za pulpu, odmah iza masonskog bora.
2. Bambusova vlakna su duža i imaju veći omjer stranica
Prosječna dužina bambusovih vlakana je 1,49~2,28 mm, prosječni prečnik je 12,24~17,32 μm, a odnos stranica je 122~165; prosječna debljina stijenke vlakna je 3,90~5,25 μm, a odnos stijenke i šupljine je 4,20~7,50, što znači da su vlakna debelih stijenki s većim omjerom stranica. Materijali od pulpe se uglavnom oslanjaju na celulozu iz biomase. Dobre sirovine od biovlakana za proizvodnju papira zahtijevaju visok sadržaj celuloze i nizak sadržaj lignina, što ne samo da može povećati prinos pulpe, već i smanjiti pepeo i ekstrakte. Bambus ima karakteristike dugih vlakana i velikog omjera stranica, što uzrokuje da se vlakna više puta isprepliću po jedinici površine nakon što se bambusova pulpa pretvori u papir, a čvrstoća papira je bolja. Stoga su performanse pulpiranja bambusa bliske onima drveta i jače su od drugih travastih biljaka poput slame, pšenične slame i bagase.
3. Bambusova vlakna imaju visoku čvrstoću vlakana
Bambusova celuloza nije samo obnovljiva, razgradiva, biokompatibilna, hidrofilna i ima odlična mehanička svojstva i otpornost na toplinu, već ima i dobra mehanička svojstva. Neki naučnici su proveli ispitivanja zatezanja na 12 vrsta bambusovih vlakana i otkrili da njihov modul elastičnosti i zatezna čvrstoća premašuju one kod umjetnih vlakana brzorastućeg šumskog drveta. Wang i saradnici su uporedili mehanička svojstva zatezanja četiri vrste vlakana: bambusa, kenafa, jele i ramije. Rezultati su pokazali da su modul zatezanja i čvrstoća bambusovih vlakana bili veći od onih kod ostala tri vlaknasta materijala.
4. Bambus ima visok sadržaj pepela i ekstrakta
U poređenju sa drvetom, bambus ima veći sadržaj pepela (oko 1,0%) i 1% ekstrakta NAOH (oko 30,0%), što će proizvesti više nečistoća tokom procesa proizvodnje pulpe, što ne pogoduje ispuštanju i tretmanu otpadnih voda u industriji celuloze i papira, te će povećati investicione troškove neke opreme.

Trenutno, kvalitet proizvoda od bambusove pulpe kompanije Yashi Paper dostigao je standarde EU ROHS, prošao je EU AP (2002)-1, US FDA i druge međunarodne standarde za prehrambenu industriju, prošao je FSC 100% šumski certifikat, a ujedno je i prva kompanija u Sečuanu koja je dobila kineski certifikat o sigurnosti i zdravlju; istovremeno, Nacionalni centar za inspekciju papirnih proizvoda uzorkuje proizvod kao "kvalificiran za nadzor kvalitete" deset godina zaredom, a osvojio je i priznanja poput "Nacionalni kvalificirani brend i proizvod stabilnog kvaliteta" od strane China Quality Toura.