Retention of cellulose, xylan and lignin in kraft pulping of eucalyptus studied by multivariate data analysis: influences on physicochemical and mechanical properties of pulp

Effects of pulping variables on the retention of carbohydrates and lignin in fast kraft pulping of eucalyptus were investigated using a complete factorial design. Influences of pulp chemical composition on physicochemical and mechanical properties were evaluated using Principal Component Analysis. Active alkali (AA) significantly affected the macromolecular degradation of cellulose and retention of xylan and lignin. Cellulose retention was unaffected. The use of low AA in pulping improved all mechanical properties, but increased the kappa number and reduced ISO brightness. The degree of polymerization of cellulose was related to tensile index and elastic modulus while xylan affected the apparent sheet density. Tear index had a positive influence of fiber length and uronic acid groups, which were preserved in xylan by a combination of low AA, thin wood chips and a short pulping cycle. The characteristics, rather than the content of xylan, were suggested to be relevant to tear index.Um planejamento fatorial completo foi empregado na investigação dos efeitos das variáveis de polpação kraft de eucalipto nas retenções de carbohidratos e lignina. As influências da retenção desses componentes nas propriedades físico-químicas e mecânicas da polpa foram avaliadas usando o método de Análise de Componentes Principais. O álcali ativo (AA) foi a variável que mais afetou a degradação macromolecular da celulose e as retenções de xilana e lignina. A retenção da celulose não foi afetada. O uso de baixo nível de AA na polpação favoreceu todas as propriedades mecânicas da polpa, porém apresentou efeito negativo na alvura ISO e número kappa. O grau médio de polimerização da celulose apresentou relação com o módulo elástico e com o índice de tração enquanto que a xilana apresentou relação com densidade aparente das folhas. O índice de rasgo apresentou influência positiva do comprimento médio das fibras e dos ácidos urônicos, que foram preservados na xilana possivelmente devido a combinação de baixo AA, baixa espessura dos cavacos e curto ciclo de polpação. A característica, mais do que o conteúdo de xilana na polpa, foi sugerido como fator relevante ao índice de rasgo