我國幾種桉樹和相思樹的制漿造紙性能研究

2024年3月25日發(作者：自我規劃怎么寫)

中國桉樹種植與制漿造紙研討會論文集

我國幾種桉樹和相思樹的制漿造紙性能研究

李忠正

（南京林業大學江蘇南京市）

摘要：文章研究了我國不同樹齡的主要桉樹和相思樹樹種，即尾葉桉、雷林一號桉、

巨尾桉、檸檬桉、剛果１２桉、蘭桉、史密斯桉、亮果桉、馬占相思、大葉相思和厚夾

相思等的化學組成、纖維形態和制漿性能、造紙特性等。

研究表明，桉樹的抽出物含量較一般闊葉樹高，并隨樹種和樹齡有很大差別，而

在同一樹種中，心材和邊材的抽出物含量也有很大差別，抽出物含量高會使紙漿色深，

漂白困難，黑液粘度增加。桉木的纖維平均長度一般為０．８～１．Ｏｍｍ，但其長徑比較大，

纖維細胞壁也較薄，有利于打漿，紙張強度高于一般闊葉樹漿。

相思樹是優良纖維用材樹種，其纖維形態、化學組成和制漿造紙性能與桉木非常

相近，特別是大葉相思為最好，優于一般桉木。

Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

Ｓｔｕｄｙ

ｏｎ

Ｓｅｖｅｒａｌ

Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ

ａｎｄ

Ａｃａｃｉａ

ｆｏｒ

Ｐｕｌｐ

ａｎｄ

Ｐａｐｅｒ

Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ

Ｌｉ

Ｚｏｎｇｚｈｅｎｇ

Ｎａｎｊｉｎｇ

Ｆｏｒｅｓｔｒｙ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｎａｎｊｉｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ

ｅｓｓａｙｅｘｐｌｏｒｅｓ

ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌ

ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｆｉｂｒｅ

ｆｏｒｍａｔｉｏｎ

ａｓ

ｗｅｌｌ

ａｓ

ｓｐｅｃｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ

ｔｈａｔ

ｂｅｎｅｆｉｔ

ｐｕｌｐ

ａｎｄ

ｐａｐｅｒ

ｍａｋｉｎｇ

ｉｎ

ｓｅｖｅｒａｌ

ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ

ａｎｄ

ａｃａｃｉａ

ｓｐｅｃｉｅｓ，ｎａｍｌｙ

Ｅ．ｕｒｏｐｈｙｌｌａ，Ｅ．ＬｅｉｚｈｏｕＮｏ．１，Ｅ．ｇｒａｎｄｉｓｘＥ．ｕｒｏｐｈｙｌｌａ，Ｅ

ｃｉｔｒｉｏｄｏｒａ，Ｅ．ｃｏｎｇｏ

１

２，Ｅ．ｇｌｏｂｕｌｕｓ

Ｌａｂｉｌｌ，Ｅ．ｓｍｉｔｈｉｉ

Ｂａｋｅｒ，Ｅ．ｎｉｔｅｎｓ

Ｍａｌｄｅｎ，

Ａｃａｃｉａ

ｍａｎｇｉｕｍ

Ｗｉｌｌｄ，Ａｃａｃｉａ

ａｕｒｉｃｕｌｉｆｏｒｍｉｓ

Ａ．Ｃｕｎｎ．ｅｘＢｅｎｔｈ

ａｎｄ

Ａ．

ｃａｖａｓｉｃａｐａ．

Ｓｔｕｄｉｅｓ

ｈａｖｅ

ｉｎｄｉｃａｔｅｄ

ｔｈａｔ

ｔｈｅ

ｌｅｖｅｌ

ｏｆ

ｅｘｔｒａｃｔｅｄｓｕｂｓｔａｎｃｅ

ｉｎ

ｔｈｅ

ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ

ｉｓ

ｇｅｎｅｒａｌｌｙｈｉｇｈｅｒ

ｔｈａｎ

ｏｔｈｅｒｈａｒｄｗｏｏｄ．Ｇｒｅａｔ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎ

ｔｈｅ

ｌｅｖｅｌ

ｏｆｅｘｔｒａｃｔｅｄ

ｓｕｂｓｔａｎｃｅ

ｉｓａｌｓｏ

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ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ

ｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

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ａｎｄ

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ｍｉｌｌｉｍｅｔｒｅｓ

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ａｎｄ

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ａｕｒｉｃｕｌｉｆｏｒｍｉｓ

Ａ．Ｃｕｎｎ．ｅｘ

Ｂｅｎｔｈ．

１５９

中國桉樹種植與制漿造紙研討會論文集

前言

２０世紀八十年代起，世界造紙纖維用材中闊葉材的比重逐漸增大，現今已超過針葉材，

成為主要造紙用材，其中桉樹占有重要地位。這主要是由于桉樹生長快，纖維形態好，紙

頁強度高，表面性能好，特別適合于制造印刷文化用紙，另外桉樹還具有單位體積木材的

紙漿得率和制漿生產效率高等優點，使桉樹成為目前紙業最重要的造紙樹種之一。

中國大約從１９世紀九十年代開始引種桉樹，距今已有“Ｏ多年的歷史，近二十年來

發展很快，現有人工林面積僅次于巴西，居世晁第二位，引種并培育了許多優良品種。

桉木用于造紙的研究始于１９１７年于葡萄牙，１９２０年投入生產，以后巴西、澳大利亞、

印度、日本等國相繼使用桉木造紙。我國最早于２０世紀七十年代開始研究檸檬桉、隆緣

桉、雷林一號桉及草律桉等桉木的制漿造紙性能。“八五”期間又對我國的主要桉木的化

學結構、纖維形態及其制漿造紙性能進行了系統研究，應該說，我國主要桉樹品種的制漿

造紙性質已基本清楚。

我國從２０世紀三十年代初最早從澳大利亞和巴不亞新幾內亞引種相思樹。相思樹是

一類優良的速生山地造林樹種，適應性強，耐干旱，耐貧瘠能固氮改良土壤。我國引種的

主要相思樹種有：馬占相思（Ａｃａａｉａ

ｍａｎｇｕｉｍ

ｗｉｌｌｄ），大葉相思（Ａｃａｃｉａ

ａｕｒｉｃｕｌｉｆｏｒｍｉＳ）

和厚夾相思（ＡｃａｃｉａＣＦａＳＳｉｃａｒｐａ）。現在相思樹已成為我國華南地區的重要造林樹種。

１桉樹、相思樹的基本密度

木材的基本密度是造紙工業用材的重要指標，基本密度過大（＞０．７克／厘米３），木材

堅硬，制漿藥液浸透困難，或磨漿電耗增高；基本密度過小（＜０．３５克／厘米３，則每噸漿

木材消耗量增加，制漿設備的生產能力下降。理想的木材基本密度最好在０．４～０．６克／厘

米３之間。

表１

幾種桉木和相思木的基本密度

單位：克／厘米３

樹種

樹齡

基本密度

（年）

心材邊材

尾葉桉

４Ｏ．５２１０．４６２

雷林９０５１

４０．５４２０．４９９

巨尾桉

３０．４１４０．４２６

檸檬桉

１６

０．７２８

０．６２６

檸檬桉

７０．６０３

雷林一號桉

７

０．６５００．５２７

雷林一號桉

１５Ｏ．６７１Ｏ．６１５

１６０

中國桉樹種植與制漿造紙研討會論文集

剛果１２桉

藍桉

史密斯桉

亮果桉

大葉相思

厚夾相思

馬占相思

ｌｌ

４

４

４

６

６

６

０．５７２

Ｏ．４９１

Ｏ．４９ｌ

０．４５４

０．４９０

０．４７０

０．４５０

整體來看，桉木是一種密度大的木材。桉木的基本密度隨樹種、樹齡、心材和邊材有

很大差異。特別像檸檬桉、隆緣桉等的木材基本密度都在０．６以上，同時，樹齡越高，密

度越大；一般幼齡桉木（４～７年）的基本密度多在０．５克／厘米３左右，是很理想的木材。

２桉木和相思木的化學組成特征

表２

樹種

樹齡

（年）

熱水

４．２１

幾種桉木和相思木的化學組成

抽提物（％）

Ｉ％ＮａＯＨ

１５．８１

１４．２４

１２．２６

１５．５０

１０．３３

木質素

（％）

２０．０３

１９．２７

２６．７３

２９．８１

聚戊糖

（％）

２４．０３

２２．８５

１６．４２

１６．３０

１８．２０

１６．３３

１８．８７

綜纖維素

（％）

４９．４９＊

７９．９５

７７．６７

７６．４５

８１．６５

苯一醇

１．２１

２．３９

１．８８

１．３４

檸檬桉

檸檬桉

雷林一號桉

隆緣桉

６

１３

７

１５

６

３．２２

３．６０

５．７１

１．７２

５．７８

３．９８

１．０２

２．４６

１．０９

２３．０５

２８．１６

２３．４５

剛果１２

１３

６

６

６

５

４

４

６

６

６

６

１５．６９

１６．８

１１．９５

１５．６１

１４．８０

１５．４３

１４．０１

１４．０５

１４．０３

１３．６１

１５．４４

７１．３６

４４．５６＊

４８．ｉ０．

４５．０４＊

８１．４７

７８．３１

８２．０３

７８．５０

７８．２１

７７．１８

７９．３７

柳桉

巨桉

史密斯

２．１ｌ

３．６３

２．１ｌ

２．１０

１．１４

０．６４

２．９０

Ｏ．７１

１．０２

０．６５

２５．９

２１．４４

２０．４２

２２．４０

２１．２０

２４．８２

２６．９２

亮果桉

蘭桉

尾葉桉

大葉相思

厚夾相思

馬占相思

２４．０２

２４．８８

２４．２３

１８．５８

２３．７５

６．１０

３．６６

６．０３

４．０７

１．２９

２．９７

３．６２

２４．２０

２４．２２

２３．２０

２３．１５

、、

２１．２８

２０．３５４．２０

木為克一貝纖維素

桉木和相思木的主要化學組成（纖維素、木質素、半纖維素）與一般闊葉樹材含量基

本相似，桉木和相思木化學組成的主要特點是抽提物（‘以單寧和黃烷酮為主）含量較高。

不同樹種之間其含量有很大差別，在同一樹種中，又與樹齡有關，樹齡大者，抽提物含量

高，紙漿色深，漂白較難；同時，黑液粘度大，造成堿回收系統障礙；見表２。

Ｉｄｌ

中國桉樹種植與制漿造紙研討會論文集

另外，在同一株樹木中心材的抽提物含量較邊材高得多，見表３。

表３

樹種

樹齡

焦

尾葉桉

雷林８０５

４

不同桉木心材與邊材抽提物的含量

基本密度

（克／厘米３）

心材邊材

０．５１２

心材率

（％）

１％ＮａＯＨ

（％）

熱水抽提物（％）

心材邊材

０．３２

２．２９

２．５１

０．９９

３．１１

３．２３

９．５３

２．６９

０．７８

３．６６

Ｏ．２６

Ｏ．７５

０．５５

重量比體積比

０．４０８

０．６６８

０．２５０

心材邊材

１６．１２

０．４６２

０．５４２

０．４２６

０．３４６

０．５５０

０．２９３

１１．５８

７．８２

１０．９１

４

３

７

１６

７

０．４９９

Ｏ．４１４

９．１０

１５．３１

巨尾桉

檸檬桉

檸檬桉

雷林一號

ｉ２．９６

０．６６６

Ｏ．５２７

０．６７１

０．７３２

０．６５０

０．６１５

０．３１９

Ｏ．４５７

０．４６ｉ

０．６６８

Ｏ．３７９

１６．２２

１１．９４

１７．２２

１４．１４

８．８５

１０．７３

雷林一號

１５０．３８４

作者曾對桉木抽提物的成分進行分析研究，發現１％ＮａＯｌｑ抽提物主要是由鞣花酸類單寧、

黃烷酮類單寧及少量酯類化合物構成，其中部分單寧與木質素有一定化學聯結。這些抽提

物在蒸煮過程中可與木質素發生縮合反應，而影響木質素的脫除，使蒸煮困難，篩渣率增

加，得率下降，漂白困難。另外，三種相思木的化學組成與尾葉桉木非常相近。

３幾種桉木和相思木材的纖維形態特征

幾種桉木和相思木材的纖維形態特征。見表４。

表４

樹種

幾種桉木和相思木材的纖維形態特征

樹齡

（年）

纖維平均平均寬度

長寬比

壁腔比

長（ｍ）

１．０４１

（Ｈｍ）

１８．０９

ｉ７．７４

５６．０５

７０．５２

４９．６

５７．３

５１．６

Ｏ．６０

０．５７１

檸檬桉

檸檬桉

尾葉桉

７

１７

６

ｌｌ

４

１．２５１

０．８１

Ｏ．８３

０．８１

１６．２０

１４．５０

１５．６０

０．６３７

０．８５

０．６９７

剛果１２桉

史密斯桉

蘭桉

亮果桉

大葉相思

厚夾相思

馬占相思

４

４

６

０．８１

Ｏ．８４

Ｏ．９６

１６．１０

１５．４０

１７．９０

１５．８０

５０．５

５４．４

０．４７６

０．４６４

Ｏ．５５

０．５３

０．６ｌ

５３．８

５６．４

６

６

０．８９

Ｏ．９３２１．４０４３．２

由表４可見，桉木的纖維平均長只有０．８～１．０左右，但纖維較細，壁腔比較小（即細

胞壁較薄）；相思樹的纖維平均長度較桉木稍長，長寬比和壁腔比與桉木相似。

一般認為，纖維的壁腔比小有利于打漿，有利于紙頁強度的提高，有利于制簿頁紙。如尾

１６２

中國桉樹種植與制漿造紙研討會論文集

葉桉（６年生）打漿度為５４．７ＳＲｏ時，裂斷長可達６．５５Ｋｍ，剛果１２桉打漿度５７ＳＲｏ時裂斷長

為６．９８Ｋｍ，三種相思樹一般都可達到７．ＯＫｍ左右，都高于一般闊葉材，不愧為是一種優良

的造紙纖維速生樹種。

４桉木和相思木的制漿造紙性能

桉木和相思木與一般闊葉樹（如樺木、楊樹）的主要差別是樹木抽提物含量高，目前

的研究表明，桉樹中主要含有：桉膠類（一般為花色素、高聚合度的黃烷酮類化合物），

鞣花單寧，兒茶酸，鞣花酸，二苯乙烯類化合物等。這些成分造成木材（特別是心材）的

顏色，并在空氣中顏色加深。見表５。

表５幾種桉木中的抽提物成分

樹種抽提物類別心材顏色

隆緣桉，巨桉，花白素，兒茶素紅色

赤桉

美葉桉，白桉，斑皮桉均二苯乙烯，鞣花酸

褐色，淡褐色

檸檬桉，王桉，大桉

尾葉桉鞣花單寧，鞣花酸，甲基鞣花酸，水解類單寧淡黃色

鞣花單寧，，黃烷酮類化合物

抽提物是影響桉木造紙的主要因素，其代表成分是鞣花酸，主要以鞣花單寧的形式存

在，幾乎所有的桉木中都有。

抽提物對桉木制漿性能有重大影響，主要表現在：

（１）降低蒸煮藥劑對木片的滲透能力；

（２）蒸煮時抽提物與木質素縮合，造成脫木質素困難，篩渣量增加，紙漿得率下降；

（３）消耗蒸煮藥劑；

（４）產生深色物資，特別與鐵反應生成絡合物，造成腐蝕并使紙漿色深，并使漂白

劑消耗量增加；

（５）黑液粘度較高，使黑液濃縮和燃燒困難等等。

成熟的桉木在堿性條件下，很容易形成穩定的金屬～鞣花酸絡合物，難溶于水或有機

溶劑，而沉淀在紙漿和黑液中，所以桉木黑液的粘度比一般針、闊葉材高，妨礙了蒸發，

金屬～鞣花酸絡合物還易粘附于蒸發器表面，形成結垢，使蒸發器效率下降。另外，在蒸

煮的高溫階段，鞣花單寧與木質素產生縮合，影響木片中木質素進一步脫除，同時也加大

了漂白的難度。作者曾用１５年生雷林一號桉心材觀察木質素的脫除情況和蒸煮劑消耗量

變化，結果見表６。

此外，桉木在儲存過程中，多酚類物資易被空氣氧化和細菌作用，產生難溶于水和有

機溶劑的物資，使木材顏色加深，這類物資在制漿過程中同樣產生很大影響。

１６３

中國桉樹種植與制漿造紙研討會論文集

表６

樣品

時間（ｍｉｎ）

１５年生雷林一號桉心材制漿過程中抽提物的影響

Ｏ

９０

Ｏ

Ｏ

０

０

４５

１２０

４．９９

３５．Ｏ

７５１０５

１２０

１７０

９．０７

７９

１５０

１７０

９．６４

９０．０

１１．１４

６７．５

１８０

１７０

１０．９２

９１．０

１１．１７

６８．０

溫度（℃）

堿消耗量（ｇ／１００９）

Ｉ

１４０

６．９４

３８．０

９．２９

２４．Ｏ

１６０

９．０４

５９．０

１０．１２

３２．Ｏ

脫木質素（％）

堿消耗量（ｇ／１００９）

８．１２

１１．０２

５８．０

ＩＩ

脫木質素（％）

１８．Ｏ

［注］：Ｉ：樣品為桉木經丙酮抽提除去大部分抽提物；

ＩＩ：樣品未經丙酮抽提；蒸煮用堿量為１８％（Ｎａ。０計）；

為此，為了減少抽提物對桉木制漿造成的障礙目前造紙界多采用以下措施。

（１）選擇造紙性能優良的品種，即基本密度范圍適宜（０．４—０．６克／立方厘米）的樹

種；抽提物含量盡可能少，心材率盡可能低的優良樹種，如柳桉、巨桉、尾葉桉ＭＬＡ、藍

桉、巨尾桉ＧＵＩ、檸檬桉、赤桉、雷林８０５１桉、等。

（２）研究表明，樹齡是桉木制漿的重要影響因素，桉樹隨著樹齡的增長，基本密度、

心材率、抽提物含量、木質素和桉膠含量都相應增加，而纖維素含量卻相應下降。因此桉

木制漿應選用幼齡材，以４—７年比較理想。

（３）對于桉樹天然林或成熟的桉樹（樹齡１０年以上）材，抽提物對制漿的影響非常

明顯，此種木材在蒸煮之前最好先經稀堿液預處理除去抽提物后再進行制漿造紙。

本文所研究的大葉、馬占、厚夾相思樹，都是比較好的制漿造紙樹種，實驗結果表明，

６年生大葉相思在紙漿得率、堿耗和木材消耗量、紙漿強度等方面都優于馬占、厚夾相思；

其中厚夾相思樹又優于馬占相思樹。

參考文獻：

［１］李忠正“林紙一體化與中國主要速生人工造紙樹種的制漿造紙性能”中華紙業，２２（７）６－１２，２００１

定

［２］歐義芳，李忠正“桉樹抽提物對制漿過程的影響”中國造紙，１６（１）４８—５２，１９９７

［３］彭毓秀，李忠正“桉木化學漿造紙性能研究”中國造紙，１４（５）３５—４０，１９９５

［４］Ｄａｖｉｄ

［５］Ｂｏａｓ

Ｅ．Ｂ．Ａｐｐｉｔａ

Ｉ．Ｓ．

３４（４）：２９１，１９８５

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［７］龔木榮，李忠正，“值得大力推廣的造紙速生材一相思木”中華紙業，２２（１２）４２～４４，２００１年

［８］龔木榮，李忠正“六年生馬占、大葉、厚夾三種相思樹制漿性能比較”中國造紙２１（１）卜３，

２００２年：