本研究的目的在探討速生樹種(雲南石梓 Gmelina arborea)生長-材質-製漿間 ▔▔▔▔▔▔▔▔ 之關係,以2.5 年生和9.5 年生之雲南石梓分別進行化學組成分析、製漿試驗及紙 漿物理性質試驗,並以9.5 年生材依年輪分成具不同生長材質之四種材料,分別探 討生長與化學性質、紙漿物理性質及製漿適性之分析以做為最適輪伐期之參考,並 以硫酸鹽法進行雲南石梓材之脫木質素反應動力學。綜合所得結果歸納如下: 1.隨著樹齡的增長,本質素 (23.57∼26.56﹪) 和醇苯抽出物含量(5.78∼8.88﹪) 有增加的趨勢,而全纖維素含量 (74.20∼65.84﹪) 和灰分則有降低的趨勢。 2.卡巴值在約30時,2.5 年生和9.5 年生雲南石梓皆有50﹪以上的得率,但2.5 年 生材比9.5 年生材有較高的得率,在一般批式蒸煮條件下其最佳蒸煮用藥量為活 性鹼15﹪(對絕乾木片)。 3.2.5 年生材由於本身有較高的纖維強度,綜合各項紙力評估9.5 年生材所製之紙 漿的物理性質略優於9.5 年生材製之紙漿。各項試驗顯示,2.5 年生雲南石梓在 製漿性或紙漿物理性質皆有不錯的表現,且已具有良好的製漿適性。 4.由生長-材質-製漿關係之探討中可以發現低齡紙部分由於低木質素、高全纖維 素所以比高齡級部分有較高的得率;也由於低齡級部分的纖維本身纖維強度較高 所以在某些項目比高齡級部分具較佳之紙漿物理性質。 5.雲南石梓硫酸鹽法蒸煮之脫木質素反應動力學 蒸煮的過程可分為初始相 (Initial phase)、主體相 (Bulk delignification phase)及殘餘相(Final phase) 三部分,藉由製漿動力學的研究可獲得最佳的操 作與控制。 (1) 初始相脫木質素動力學方程式如下,其活化能為17.460kcal/mol頻率因子則為 1.575×10 dL -8787/T - ─ = 1.575×10e .L dt (2) 主體相+殘餘相之脫木質素動力學方程式如下,其活化能為 22.0438kcal/mol 10 頻率因子則為1.913×10 ,氫氧化鈉和硫化鈉的反應級數分別為 0.7917 和 0.5711。 dL 10 -11094/T 0.7917 0.5711 - ─ = 1.913×10 e .[OH﹣] [HS﹣] .L dt (3) 雲南石梓的低脫木質素活化能和高蒸解藥品濃度的反應級數,顯示其易蒸煮的 特性,所以雲南石梓為一優良的製漿樹材。
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