Структурно-морфологические свойства волокон сосны скрученной, выращенной в условиях интродукционного стресса

Представлены результаты сравнения структурно-морфологических свойств волокон целлюлозы, полученной сульфатным способом из интродуцированной сосны скрученной (Pinus contorta var. latifolia Engelm) и сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) из образцов древесины одного диаметра с точки зрения оценки их бумагообразующего потенциала для использования в производстве бумаги и картона. Целлюлоза для сравнения получена по одинаковому режиму сульфатной варки. Выход целлюлозы составил 53,6 и 42,0 %, а число каппа 39 и 41 у сосны скрученной и сосны обыкновенной соответственно. Определение структурно-морфологических характеристик волокна проводилось на автоматическом анализаторе волокна L&W Fiber Tester для образцов без размола и после размола в мельнице Йокро до 30 ºШР. Для обработки данных использована оригинальная технология сравнительного анализа свойств волокон в MS Excel, данные представлены в табличном виде, и в виде сравнительных диаграмм свойств и фракционного состава, а также двумерные диаграммы длина-ширина по волокнам. Результаты показали большую схожесть структурно-морфологических свойств волокон сульфатной небеленой целлюлозы из сосны скрученной и обыкновенной. По сравнению с целлюлозой из сосны обыкновенной, неразмолотые волокна сосны скрученной несколько более длинные (2,098 мм против 2,064 мм), и широкие (33,7 мкм против 33,5 мкм), содержит меньше мелочи (0,9 против 1,2 %). Различия во фракционном составе по длине волокна более заметны для неразмолотых образцов. Наибольшие различия проявляются для фракций 1,7–2,3 мм, в которых больше доля у сосны обыкновенной, за счет чего появляются различия в средней длине волокна. В результате размола, под действием гидромеханических нагрузок, свойства волокон сосны скрученной изменяются в более сильной степени, а размол до одинаковой степени помола сглаживает различия во фракционном составе по длине волокна. Результаты свидетельствуют о меньшей прочности стенки волокна целлюлозы из сосны скрученной, что связано с ускоренным ростом. 

1. Стафеев Б. Л. Северо-американская сосна скрученная – перспективная порода для интродукционного испытания в Архангельской области // Вопросы интродукции хозяйственно-ценных древесных пород на Европейский Север. Архангельск : АИЛиЛХ, 1989. С. 35–43.

2. Дроздов И. И., Дроздов Ю. И. Культуры сосны скрученной в решении сырьевой проблемы балансовой древесины // Лесн. вестник МГУЛ. 2005. № 5. C. 83–84.

3. Нилов В. Н., Павлова М. А., Стафеев Б. Л. О качестве древесины североамериканской сосны скрученной на Европейском Севере // Лесной журнал. 1987. № 3. С. 56–60. (Изв. высш. учеб. заведений).

4. Раевский Б. В., Мордась А. А. Ход роста культур сосны скрученной в подзоне средней тайги // Лесной журнал. 2005. № 1–2. С. 23–33. (Изв. высш. учеб. заведений).

5. Алексеев В. М., Жигунов А. В., Бондаренко А. С., Бурцев Д. С. Интродукция сосны скрученной в условиях Ленинградской области // Лесной журнал. 2011. № 3. С. 24–33. (Изв. высш. учеб. заведений)

6. Демидова Н. А., Дуркина Т. М., Гоголева Л. Г., Демиденко С. А., Быков Ю. С., Парамонов А. А. Рост и развитие сосны скрученной (Pinus contorta Loud. var. latifolia S. Wats) в условиях северной тайги // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. 2016. № 2. С.45–59.

7. Феклистов П. А., Бирюков С. Ю., Федяев А. Л. Сравнительные эколого-биологические особенности сосны скрученной и обыкновенной в северной подзоне европейской тайги // Архангельск : Изд-во АГТУ, 2008. 118 с.

8. Гутий Л. Н., Федорков А. Л. Экспериментальные культуры сосны скрученной в Сыктывкарском лесничестве республики Коми // Лесной журнал. 2016. № 1. С. 48–54. (Изв. высш. учеб. заведений).

9. Bäcklund S. The Introduction of Pinus contorta in Sweden. Implications for forest diversity : Doctoral Thesis Swedish University of Agricultural Sciences Uppsala / Sofia Bäcklund // SLU Service/Repro, Uppsala. 2016. 56 p.

10. Elfving B., Ericsson T., Rosvall O. The introduction of lodgepole pine for wood production in Sweden – a review // Forest Ecology and Management. 2001. № 141. P. 15–29

11. Sable I. Comparison of the properties of wood and pulp fibers from lodgepole pine (Pinus contorta) and scots pine (Pinus sylvestris) / I. Sable, U. Grinfelds, A. Jansons, L. Vikele, I. Irbe, A. Verovkins, A. Treimanis // “Pine wood and fibers” BioResources. 2012. 7(2). P. 1771–1783.

12. Казаков Я. В. Характеристика геометрических параметров волокон целлюлозных полуфабрикатов с использованием вероятностных методов // Химия растительного сырья. 2014. № 1. C. 269–275.

13. Лебедев И. В., Казаков Я. В. Характеристика структурно-размерных свойств волокон хвойной сульфатной целлюлозы с применением статистического моделирования // Хвойные бореальной зоны. XXXVII, 2016. № 5–6. С. 333–337.

14. Казаков Я. В., Манахова Т. Н. Бумагообразующий потенциал хвойной небеленой целлюлозы: современный взгляд через автоматический анализатор волокна // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2013. № 5. С. 34–39.

15. Пенкин А. А., Казаков Я. В. Изменение структурно-морфологических свойств вторичного волокна из влагопрочного сырья при мягком размоле. Часть 1. Характеристика волокон // Лесной журнал. 2022. № 5. C. 157–172 (Изв. высш. учеб. заведений).

16. Масленникова А. А., Окулова Е. О., Казаков Я. В., Бабич Н. А. Бумагообразующие свойства целлюлозы из древесины интродуцированных лесных культур // Проблемы механики целлюлознобумажных материалов : матер. V Междунар. науч.техн. конф. (Архангельск, 11–14 сентября 2019 г.) // Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М. В. Ломоносова. Архангельск : САФУ, 2019. С. 148–153.

17. Масленникова А. А., Окулова Е. О., Казаков Я. В., Бабич Н. А. Получение и свойства целлюлозы из древесины сосны скрученной интродуцированной // Физикохимия растительных полимеров : матер. VIII междун. конфер. (01–05 июля 2019 г.) / Архангельск : Сев. (Арктич.) федер. ун-т имени М. В. Ломоносова, 2019. С. 245–249.

18. Казаков Я. В., Корельская Е. А. Технология расширенной сравнительной характеристики структурно-размерных свойств волокнистых полуфабрикатов по данным автоматического анализатора волокна // Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов : матер. VII Междунар. науч.-техн. конф. имени профессора В. И. Комарова (Архангельск, 14–16 сентября 2023 г.). Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М. В. Ломоносова. Архангельск : САФУ, 2023. С. 31–37.