植物秸秆纤维在纸浆模塑中的应用分析

　　植物秸秆纤维在纸浆模塑中的应用分析摘要：随着禁塑限塑政策和十四五规划的实施，秸秆纤维餐具工厂如雨后春笋般涌现，如何将植物秸秆纤维更好的应用在纸浆模塑产品中成为当前的热议话题，本文旨在介绍了各类常见植物纤维的特性以及在不同结构、不同环境中的应用。

　　甘蔗、小麦、稻草、芦苇等都是大家常见熟知的一年生禾本科植物纤维，在日常生活中大多被焚烧或者是还田，没有被真正的利用起来。近些年，国家发改委、农业部、财政部等各部委发出文件，鼓励对植物秸秆进行综合利用，提高秸秆的利用价值，减少秸秆焚烧对大气的污染..........因此关于植物秸秆纤维综合利用的技术成果不断涌现，如植物秸秆加工油品、植物秸秆加工板材、植物秸秆纤维与树脂结合生产花盆、秸秆纤维发电、植物秸秆纤维生产模塑产品等等，在这里重点介绍一下关于植物纤维原料在纸浆模塑产品中的应用及特点。

　　纸浆模塑广义上是指以使用纸浆、秸秆纤维等原料通过碎浆、注浆（或吸浆、捞浆）、成型、定型（或整形）、切边、挑选、消毒、包装等一些列工序通过模压做成的各类工业包装、餐具、农业包装、面具、装饰墙板等立体产品，属于立体造纸的一种；狭义上是指通过使用黄浆、报纸浆等废纸浆模压做成的工业内衬、蛋托等简易低端的立体产品。

　　1.2.1甘蔗纤维制品（也称甘蔗渣制品），是指使用经过生物制浆后，把湿浆或浆板通过碎浆后再次成定型后的模塑制品。甘蔗纤维是中长纤维，具有强度适中、韧性适中的优点，是目前来说最合适模塑制品的原料，因此甘蔗浆制品是目前适用范围最为广泛的。甘蔗渣是糖厂的副产品,是具有广西特色的造纸纤维原料。甘蔗是一年生长的茎状植物纤维原料,国内外的数据表明,各种甘蔗的纤维形态有所不同、种植地域、气候条件及生长期不同,也可能造成纤维形态的差异。一般来说,甘蔗纤维的长度为1.0-2.0mm,宽度为14-28um、宽度比为60-80,壁腔比远小于1,具有长度中等、宽度较大、壁腔比很小的特点。与木材纤维相比,甘蔗渣纤维的长度仅为针叶木的一半,和阔叶木基本相当甚至略优,宽度小于针叶木,而与阔叶木纤维相近,长度比与多数木材纤维相似,而壁腔比则远小于木材原料。在禾本科类原料中,甘蔗渣纤维原料的长度比较长,宽度远大于其他品种,壁腔比则是禾本科原料中的最小者，因此甘蔗纤维在纸浆模塑这种立体造纸中的结合力较强。

　　1.2.2小麦秸秆纤维浆制品，分为机模纤维麦草浆模塑制品、化机麦草浆模塑制品和化学麦草浆模塑制品。小麦秸秆纤维木质化程度低，蒸煮和漂白过程时间短，但是同时具有硅含量高、滤水性差等特点。小麦秸秆纤维的平均长度大约为1.32mm，大于阔叶木（1.03mm），远远小于针叶木（3.40mm），宽度平均值为12.9μm，低于阔叶（21.58μm），更低于针叶木（50.5μm），平均长宽比为102乐鱼app，远高于阔叶木（50.8）和针叶木（67.6），平均壁腔比值为4.06,从上数纤维形态上来看麦草纤维具有将硬度高，造成纤维之间结合力差，但是在纸浆模塑的成品中麦草纤维浆产品硬度好。另外麦草纤维的木质素含量高、纤维素的聚合度低，保水值和打浆度高的特点。总体来说麦草纤维在纸浆模塑中适合生产高度较低、斜度较小、结构简单且对产品硬度要求较高的产品，特别是常见的湿压餐具中盘、碗、碟之类产品，但是对于生产结构复杂及深度较深的杯类产品需要更多的长纤维进行中和增加其韧性，同时提高纤维之间的结合力，避免和减少模塑产品中的透光和拉裂现象。

　　1.2.3竹浆纤维制品，竹纤维属于中等纤维，壁腔比低，纤维柔软，结合度高，性能介于针叶木与阔叶木之间，利用竹浆生产的产品韧性较强，表面光滑细腻，但是容易出现毛绒状的绒毛纤维，竹浆纤维很少在纸浆模塑中独立适用，多数是对于形状复杂、斜度和R角较小的产品作为进行添加使用。

　　1.2.4木浆制品，主要分为针叶木浆和阔叶木浆，针叶木浆纤维长且细，一般长度在2.56-4.08mm左右，宽度在40.9-50.4μm之间，其长宽比一般在70以下，针叶木浆纤维比较纯净，杂质少，戌糖含量较低，大约在9%-12%之间，纤维不易吸水润涨，打浆度高，不易打碎；阔叶木浆纤维粗且短，一般长度在0.8-1.08mm左右，长宽比在60以内，且含有较多的杂质，成品强度相对低，成品比较疏松，松厚度高，戌糖含量高，一般在21%-24%，吸收性能强，容易碎浆，因此不同木浆所生产的产品厚度、密度会有所不同。在纸浆模塑产品中木浆仅仅是作为添加使用，根据纸浆模塑产品形状、高度、角度等因素，一般添加量在10-20%左右，针叶木浆的添加和使用可以加强纤维之间的产结和交织，提高了模塑产品的合格率，但是针对国际FSC森林体系认证的要求，多数工厂在实际生产过程中尽量的减少了木浆纤维的使用。

　　1.2.5芦苇浆制品，主要用于造纸，模塑制品中多用于低档产品中，芦苇浆原料纤维长度较短，一般长度在0.5-1.8mm左右，在生产过程中苇节不易去除，杂细胞含量多，因此杂质较多，白度较低，但是价格低廉，松厚度高，成品占用空间较大，纸浆模塑产品定型后脆性大，打浆宜采用低强度打浆方式。芦苇浆纤维多数应用在干压工包产品中，主要是考虑到成本价格和松厚度的因素。

　　1.2.6棕榈纤维浆制品，是指利用棕榈果和棕榈叶提取的纤维生产的制品。棕榈纤维舒适与短纤维，一般长度在0.5-0.7mm左右，平均宽度18μm左右，长宽比约为49%左右，木素含量较低，杂细胞含量较少，这类浆种很少应用，主要是棕榈中含油量较高，不易去除，但是挺度较好。棕榈类的纤维目前在东南亚国家数量较多，国内的工包纸塑工厂可以考虑更多的应用到工包的产品中去。

　　1.2.7瓜藤浆制品，瓜藤浆是泛指，黄花藤、丝瓜藤等家种瓜类植物都可以用于生产模塑制品，但是不同种类纤维也会有很大的区别，这类纤维多数属于短纤维，挺度较差，而且杂质不易处理，因此不被广泛应用。

　　1.2.8棉杆浆制品，只利用棉杆，在去除表面表层以后利用棉杆中间组织生产加工的制品，棉杆纤维模塑制品纤维比较蓬松，挺度较差，但是纤维韧性较好，吸水性较强，多数会用在图画纸造纸工艺中，在纸浆模塑中仅为少量添加使用。

　　产品结构是影响植物纤维应用的最主要的因素，因为植物纤维浆料在成型或定型过程中直接作用于模具中，如果产品结构过于复杂（如深度较深、斜角角度小于7度、凹凸部位形状复杂且较多）往往需要结合力较强、韧性较好、壁腔比较大的植物纤维浆料。反之，使用了结合力较差的短纤维，就会出现成、定型过程中拉裂现象，且深腔产品还会造成湿胚成型含水量高，抽吸难度大等问题。

　　模具间隙是模具受热膨胀后植物纤维浆料填充的空隙，例如产品设计厚度为0.8mm厚度，模具膨胀间隙为0.6mm，则湿胚浆料很容易因为间隙较小或设备气缸（或液压缸）压力过大造成挤压力拉裂，此时需要使用纤维长度较长，松厚度较低的植物纤维浆料去减少和降低拉裂现象的出现。

　　使用水质较硬的工厂建议使用中长纤维为主，较硬的水质容易造成结构现象，特别是在定型过程中被挤压出来的细小纤维和水垢结合以后造成水汽孔堵塞，从而使得产品底部出现黄点（黄水点）乐鱼app，增加了模具清理的频率，降低了定型效率！此类情况建议使用中长纤维，减少细小纤维的堵孔，降低清理模具的频率或者是通过反渗透等水处理装置对水质进行软化后再进行使用。

　　在实际生产过程中为了解决一些防水、防油功能性的作用往往要添加一些助剂在植物纤维浆料里面，目前主要的就是防水剂（丙烯酸酯或AKD）、防油剂（氟化物），助剂价格昂贵，其使用量也是生产成本的重要因素，因此植物纤维浆料越短，就会造成助剂使用量越高。主要是因为浆液中细小纤维比较活跃，更容易与助剂中的电荷进行结合，本应该结合的纤维却没有结合，造成用量加大。

　　对植物纤维的应用技术人员的经验也是至关重要的一条，几年来新上的工厂较多，缺乏真正懂得工艺的技术人员，造成了不管做什么类型的产品、不管用什么水质、什么助剂全部就用一种或两种浆料，甚至有的工厂运营两年后还不敢贸然调整空压机压力，因为稍微变动就会出现各类问题，这就是典型的只知其一不知其二，因此技术经验丰富的人员往往可以事半功倍乐鱼app，让工厂可以使用不同浆料生产更多别人不能生产的产品，让企业更具备市场竞争力。

　　随着纸浆模塑近几年不断地发展，更多的植物纤维浆料被广泛的应用在模塑产品中，如何有效的应用最重要是结合工厂本身的环境、温度、水质、助剂、设备压力、产品结构、运费成本、技术员工的经验等情况而定。即使同类型的植物纤维浆料在不同的工厂其实现的效果也会大相径庭，因此在纸浆模塑的应用中要不断的通过实验数据寻找适合自己工厂的植物纤维浆料，达到与现场生产的产品结构、温度、压力等因素相匹配。