以国产废纸、美废12^#进口废纸浆、高得率浆3种浆料为原料，利用光学显微镜、纤维质量分析仪对纤维微观形态进行对比分析；采用零距抗张强度仪、X射线衍射仪、偏光显微镜、纤维质量分析仪等检测手段对纤维本身强度、形貌及形态进行对比分析；通过多次回用次数下纸张各项物理强度的变化对3种浆料成纸性能进　行对比分析。

　　高得率浆与国产废纸纤维形态分布近似（见图1），中等纤维组分含量较多，长纤维组分较少，但纤维长　度较短，细小纤维含量较高（见表1）。美废12^#纸浆则长纤维组分较多，占比接近50%，纤维长度较长（见表2）。高得率浆与国产废纸在纤维长度分布、分丝帚化方面具有一定的相似度，如要达到国产废纸的纸张性能，应通过化学预处理对纤维进行充分的润胀，降低对纤维长度的损伤、改善纤维长度分布、减少细小纤维组分，从而提高其造纸性能。

图1  国产废纸浆、美废12^#和高得率浆的纤维形态图

表1 不同浆料的纤维长度分布

表2 不同浆料的纤维性能分析

　　由表3可知，3种纸浆的干-零距抗张指数相差不大，美废12^#略优，但高得率浆和国产废纸的湿-零距抗张指数低于美废12^#（低21%左右），3种纤维原料纤维本身强度性能比较，美废12^#纤维强度性能更优，国产废纸和高得率浆还不能达到对进口废纸的替代。

表3  零距抗张强度分析

　　由表4可知，美废12^#纸浆保水值最高，高得率浆略高于国产废纸浆。国产废纸浆的灰分接近是美废12^#的3倍，经过ICP-OES分析，国产废纸含有较多的钙元素和硅元素，可能是因为国产废纸浆含有非木材原料以及碳酸钙填料的原因。

表4  不同浆料的保水值和灰分的分析　 %

　　随着回用次数的增加，纸张的强度性能均呈现下降的趋势。2种再生纸浆均呈现出1次回用后，纸张强度性能下降趋势较大，2~4次回用下降趋势呈平缓状态。高得率浆的强度性能下降趋势呈平缓状态。多次回用后，与国产废纸浆比较，高得率浆仍保持较好的环压强度和耐破度，具体见图2。

图2 不同回用次数下纸张强度性能的变化

　　✅ 国产废纸的灰分为美废12^#的3倍左右，灰分中Ca和Si含量均高于美废12^#，较高的灰分含量影响废纸的回收利用性能；没有经过实际造纸工艺过程的高得率浆灰分为0.6%。

　　✅ 从纸浆的回用性能来看，美废12^#和国产废纸纸浆回用后纸张强度性能呈现较大幅度的下降，高得率浆下降幅度较小。多次回用后，与国产废纸浆比较，高得率浆仍保持较好的环压强度和耐破度。

　　万金泉，二级教授，博士生导师，国际木材科学院院士（Fellow of IAWS），享受国务院特殊津贴专家，全国优秀科技工作者，广东“特支计划”杰出人才，获广东省五一劳动奖章、广东杰出专利发明人奖、广东省丁颖科技奖、广州市十大优秀留学归国人员等。任华南理工大学广东植物纤维高值化清洁利用技术研究中心主任、教育部工业聚居区污染控制与生态修复重点实验室副主任、中国造纸学会再生纤维专委会副主任、中国造纸协会环境保护专委会副主任、中国环境学会水处理与回应专业委员会会员。

　　万金泉教授课题组隶属于华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室、广东省植物纤维高值化清洁利用工程技术研究中心。在万金泉教授的带领下长期从事制浆造纸清洁生产新技术的研究，提出了一整套造纸废水短程低耗深度处理与资源化利用的的新理论、新技术，建立了国内外首个千吨级造纸工业废水PS无酸高级氧化处理的工程应用，首次实现造纸废水水质指标的准确、实时、快速智能软测量的工程应用和废水处理过程的智能化高效稳定运行，阐明了植物纤维细胞壁孔、晶态及表面化学基团等超微结构与其宏观循环利用造纸性能的关系，在造纸工业率先倡导的“造纸废水的封闭循环及细小纤维资源化回收利用”“造纸工业的碳核算及增汇方法”等清洁生产理论已普遍被学术界认可。

　　团队先后获得国家科技进步二等奖、广东省科学技术一等奖、中国轻工业联合会技术发明一等奖等省部级以上科技奖励13项。