Bambusmaterjalide keemilised omadused

Bambusmaterjalidel on kõrge tselluloosisisaldus, peenike kiudkuju, head mehaanilised omadused ja plastilisus. Hea alternatiivmaterjalina puitpaberi tootmise toorainena vastab bambus keskmise ja kõrge kvaliteediga paberi tootmiseks vajalikele tselluloosi nõuetele. Uuringud on näidanud, et bambuse keemiline koostis ja kiudomadused omavad häid tselluloosi omadusi. Bambusmassi omadused on okaspuidu tselluloosi järel teisel kohal ning paremad kui laialehelise puidu ja rohu tselluloos. Myanmar, India ja teised riigid on bambusmassi ja paberi tootmise valdkonnas maailmas esirinnas. Hiina bambusmassi ja paberitooteid imporditakse peamiselt Myanmarist ja Indiast. Bambusmassi ja paberi tootmise tööstuse jõuline arendamine on väga oluline praeguse puitmassi tooraine puuduse leevendamiseks.

Bambus kasvab kiiresti ja seda saab üldiselt koristada 3–4 aastaga. Lisaks on bambusmetsadel tugev süsiniku sidumise efekt, mis muudab bambusetööstuse majanduslikud, ökoloogilised ja sotsiaalsed eelised üha silmapaistvamaks. Praegu on Hiina bambusest tselluloosi tootmistehnoloogia ja -seadmed järk-järgult küpsenud ning peamised seadmed, nagu habemeajamis- ja tselluloosiseadmed, on toodetud kodumaal. Suured ja keskmise suurusega bambusest paberitootmisliinid on industrialiseeritud ja tootmisse võetud Guizhous, Sichuanis ja mujal.

Bambuse keemilised omadused
Biomassimaterjalina on bambusel kolm peamist keemilist komponenti: tselluloos, hemitselluloos ja ligniin, lisaks väikesele kogusele pektiini, tärklist, polüsahhariide ja vaha. Bambuse keemilise koostise ja omaduste analüüsimisel saame aru bambuse eelistest ja puudustest tselluloosi- ja paberimaterjalina.
1. Bambusel on kõrge tselluloosisisaldus
Kvaliteetsel viimistletud paberil on tselluloosi toorainele kõrged nõuded, kusjuures mida kõrgem on tselluloosi sisaldus, seda parem, ja mida madalam on ligniini, polüsahhariidide ja muude ekstraktide sisaldus, seda parem. Yang Rendang jt. võrdlesid biomassimaterjalide, näiteks bambuse (Phyllostachys pubescens), massoni männi, papli ja nisuõlgede peamisi keemilisi komponente ning leidsid, et tselluloosi sisaldus oli massoni männis (51,20%), bambuses (45,50%), paplis (43,24%) ja nisuõlgedes (35,23%); hemitselluloosi (pentosaani) sisaldus oli paplis (22,61%), bambuses (21,12%), nisuõlgedes (19,30%) ja massoni männis (8,24%); ligniini sisaldus oli bambus (30,67%), massoni männis (27,97%), paplis (17,10%) ja nisuõlgedes (11,93%). On näha, et nelja võrdlusmaterjali hulgas on bambus tselluloosi toorainena teisel kohal, jäädes alla vaid massoni männile.
2. Bambuskiud on pikemad ja neil on suurem kuvasuhe
Bambuskiu keskmine pikkus on 1,49–2,28 mm, keskmine läbimõõt 12,24–17,32 μm ja külgsuhe 122–165; kiu keskmine seinapaksus on 3,90–5,25 μm ja seina ja õõnsuse suhe 4,20–7,50, mis tähendab, et tegemist on paksuseinalise ja suurema külgsuhega kiuga. Tselluloosimaterjalid põhinevad peamiselt biomassist saadud tselluloosil. Head biokiudtoorained paberi valmistamiseks vajavad suurt tselluloosi ja väikest ligniini sisaldust, mis mitte ainult ei suurenda tselluloosi saagist, vaid vähendab ka tuhka ja ekstrakte. Bambusel on pikkade kiudude ja suure külgsuhe omadused, mis põhjustab kiudude põimumist pinnaühiku kohta pärast bambusmassi paberiks töötlemist rohkem kordi ja parandab paberi tugevust. Seetõttu on bambuse tselluloosi tootmisomadused puidu omadega sarnased ja tugevamad kui teistel rohttaimedel, näiteks õlgedel, nisupõhul ja suhkrurool.
3. Bambuskiul on kõrge kiudtugevus
Bambustselluloos ei ole mitte ainult taastuv, lagunev, bioühilduv, hüdrofiilne ning omab suurepäraseid mehaanilisi ja kuumakindluse omadusi, vaid sellel on ka head mehaanilised omadused. Mõned teadlased viisid läbi tõmbekatseid 12 tüüpi bambuskiududega ja leidsid, et nende elastsusmoodul ja tõmbetugevus ületasid kunstlike kiiresti kasvavate metsapuidukiudude omadusi. Wang jt. võrdlesid nelja tüüpi kiudude – bambus, kenaf, kuusk ja ramjee – tõmbemehaanilisi omadusi. Tulemused näitasid, et bambuskiudude tõmbemoodul ja tugevus olid kõrgemad kui ülejäänud kolmel kiudmaterjalil.
4. Bambusel on kõrge tuha- ja ekstraktisisaldus
Võrreldes puiduga on bambusel suurem tuhasisaldus (umbes 1,0%) ja 1% NAOH ekstrakti (umbes 30,0%), mis tekitab tselluloosiprotsessi käigus rohkem lisandeid, mis ei soodusta tselluloosi- ja paberitööstuse heitvee ja reovee puhastamist ning suurendab mõnede seadmete investeerimiskulusid.

Praegu on Yashi Paperi bambusmassist paberitoodete kvaliteet saavutanud EL-i ROHS-i standardi nõuded, läbinud EL-i AP (2002)-1, USA FDA ja muud rahvusvahelised toidukvaliteediga standardi testid, läbinud FSC 100% metsasertifikaadi ning on ka esimene ettevõte Sichuanis, mis on saanud Hiina ohutus- ja tervisesertifikaadi; samal ajal on Riiklik Paberitoodete Inspektsioonikeskus seda kümme aastat järjest valinud "kvaliteedijärelevalve proovivõtu kvalifitseeritud" tooteks ning see on võitnud ka Hiina Kvaliteedituurilt selliseid auhindu nagu "Riikliku kvaliteedi stabiilselt kvalifitseeritud kaubamärk ja toode".