竹子是我国重要的造纸纤维原料。竹材原料的合理利用是解决我国造纸工业原料匮乏的重要途径之一。但高得率竹浆光学性能较差,漂白浆白度偏低且白度稳定性差,严重制约了高得率竹浆的应用范围。高得率竹浆的抽出物对白度及稳定性有重要影响。因此对竹子抽出物的主要成分、化学结构,及其对漂白影响等的研究可以推动我国高得率竹浆的发展,对合理高效利用竹子资源等具有重大意义。本论文以慈竹、马尾松和尾叶桉磺化化学机械浆(SCMP)为研究对象,以慈竹SCMP为研究重点,通过对慈竹、马尾松、尾叶桉SCMP的纤维形态研究发现慈竹SCMP纤维平均长度与马尾松SCMP相当,接近于尾叶桉SCMP的2倍,宽度则略大于尾叶桉。磺化处理过程中Na2SO3用量为15%,NaOH用量为4%时,纤维平均长度有所增加,纤维平均宽度则出现下降。采用一段H2O2用量为6%的过氧化氢漂白,尾叶桉SCMP漂白浆白度最高,为84.47%ISO,且白度稳定较好;慈竹SCMP不仅初始白度最低,且漂白浆的白度也较低,仅为61.21%ISO,PC值则有4.45,说明慈竹SCMP不仅难漂白而且容易返黄。利用GC-MS、UV-Vis对慈竹SCMP的苯醇抽出物、二氯甲烷抽出物和甲醇抽出物研究发现,慈竹SCMP中有机溶剂抽出物含量较低,主要由小分子酚类、脂肪酸类和甾醇类等物质组成,其中部分物质在紫外330 nm左右有吸收,对纸浆发色及漂白有较大影响。有机溶剂抽提后的纸浆较易漂白,苯醇抽提后的浆料最终漂白浆白度提高了近9%ISO;甲醇和苯醇抽出物中含有较多易发色的物质,其去除后纸浆白度稳定性也得到提高,甲醇抽提的慈竹SCMP的漂白浆PC值下降了65.8%。对比慈竹、马尾松和尾叶桉SCMP的甲醇抽出物可知,马尾松未漂浆中的甲醇抽出物含量最高,为0.57%;过氧化氢漂白后出现不同程度的下降。马尾松SCMP甲醇抽出物中含有较多的小分子酚类和树脂酸类,慈竹SCMP中则是小分子酚类和甾醇类含量较多,漂白后小分子酚类和树脂酸类物质基本被除去,但甾醇类含量仅降低了33.3%。慈竹SCMP甲醇抽出物小分子酚类和甾醇类、马尾松SCMP中的小分子酚类和树脂酸类是它们较难漂白的重要原因。慈竹甲醇抽出物制浆漂白过程中变化较大,磺化处理后的甲醇抽出物含量为原料中的22.3%,磨浆后含量为原料中的11.2%,而过氧化氢漂白浆中的甲醇抽出物含量仅为原料中的7.38%。慈竹甲醇抽出物中的主要由小分子烷烃类、小分子芳香类、糖类、脂肪酸类及甾醇类等物质组成。在制浆漂白过程中,小分子类及糖类在磺化处理中大部分被除去,甾醇类物质的去除率只有约50%。研究发现漂白前的碱抽提处理可以提高慈竹SCMP漂白浆白度和白度稳定性能,在NaOH用量为2.0%,浆浓10%,70 oC,30 min的碱抽提条件下,单段过氧化氢漂白浆的白度可达64.23%ISO,比未处理浆料提高了6.91%ISO,PC值由3.24降至1.07,下降了66.9%。碱抽提后慈竹SCMP的两段过氧化氢漂白(QPP)白度可达77.13%ISO,PC值降至0.86。GC-MS分析表明碱抽出物中的化学成分可以分为短链类小分子、酚类和脂肪酸类,其中酚类是最重要的组成部分。碱抽提过程中酚类物质的溶出量随NaOH的用量增加而增多。慈竹SCMP碱抽出物在UV-Vis光谱中280 nm和330 nm处的吸收,也表明其中含有较多的酚类物质。这些酚类物质是造成慈竹SCMP难以漂白的一个重要原因。模拟碱抽出物在纤维表面的吸附试验表明,溶液中的碱抽出物易于吸附在纤维表面上,吸附在纤维表面的抽出物随溶液pH升高而增多,随着溶液中抽出物的浓度的增大而增加。制浆和漂白过程中溶出酚类抽出物容易吸附而留在纸浆中,尤其是碱性条件下抽出物更易于吸附在纤维表面。通过对过氧化氢与碱抽出物模拟物反应的研究发现,溶液中抽出物浓度较大时,过氧化氢被迅速消耗,即使碱抽出物浓度较低仍有较大量的过氧化氢被消耗。由此可见,慈竹SCMP中的抽出物在碱性条件下容易与过氧化氢发生反应,使得溶液中过氧化氢浓度迅速降低,漂白效率下降。根据SEM-EDS、XPS和AFM分析表明,SCMP纤维表面覆盖有一层木素和抽出物,占纤维表面较大比例,高于纸浆中总木素和抽出物含量,经过氧化氢漂白前后SCMP纤维表面木素含量变化不大。慈竹SCMP未漂浆纤维表面的抽出物占总纤维表面的7.11%,尾叶桉SCMP纤维表面分布的抽出物更多;过氧化氢漂白后慈竹SCMP纤维表面的抽出物的比例出现下降但不明显,大部分酚类物质主要分布于纤维内部。尾叶桉SCMP纤维表面抽出物以脂肪酸类为主,在漂白过程中溶出较多。漂白中过氧化氢主要作用于纤维内部,尾叶桉SCMP纤维内抽出物较少,过氧化氢漂白效率较高;慈竹SCMP纤维内部含量较多酚类物质造成过氧化氢的消耗,影响了漂白效率,使纸浆中残留较大量的发色基团,这是高得率竹浆难漂白、易返黄的主要原因。