植物纤维化学

杨冬梅

目录

  • 1 前言
    • 1.1 绪论
  • 2 植物纤维原料的生物结构及化学成分
    • 2.1 植物纤维原料的分类
    • 2.2 植物纤维原料的化学组成
      • 2.2.1 随堂测验1
      • 2.2.2 随堂测验2
    • 2.3 木材纤维原料的生物结构及细胞形态
    • 2.4 阔叶材的显微结构
      • 2.4.1 随堂测验3
    • 2.5 非木材纤维原料的生物结构及细胞形态
    • 2.6 纤维形态参数及对纸张的强度的影响
      • 2.6.1 随堂测验4
    • 2.7 植物纤维细胞壁的微细结构
      • 2.7.1 随堂测验5
    • 2.8 课后习题
    • 2.9 木材显微结构分析作业
    • 2.10 第一章 PPT
  • 3 木素
    • 3.1 概述
      • 3.1.1 课堂作业
    • 3.2 木素的分离与精制
    • 3.3 木素的定量方法
      • 3.3.1 随堂测验6
    • 3.4 木素的化学结构及其研究方法
      • 3.4.1 随堂测验7
    • 3.5 木素的物理性质
    • 3.6 木素的化学性质1
    • 3.7 木素的化学性质2
      • 3.7.1 随堂测验8
    • 3.8 木素的化学性质3
    • 3.9 木素的综合利用
      • 3.9.1 木素的综合利用
      • 3.9.2 翻转课堂
    • 3.10 课后习题
    • 3.11 第二章 PPT
  • 4 纤维素
    • 4.1 概述
    • 4.2 纤维素的分子结构
      • 4.2.1 随堂测验9
    • 4.3 纤维素的聚集态结构
      • 4.3.1 随堂测验10
    • 4.4 纤维素的物理和物理化学性质
      • 4.4.1 随堂测验 11
    • 4.5 纤维素的相对分子量和聚合度
      • 4.5.1 随堂测验12
    • 4.6 纤维素的酸水解降解反应
    • 4.7 纤维素的碱性降解和氧化降解
      • 4.7.1 随堂测验13
    • 4.8 纤维素纤维的化学反应与化学改性
      • 4.8.1 随堂测验14
    • 4.9 章节习题
    • 4.10 纤维素 PPT
  • 5 半纤维素
    • 5.1 半纤维素的种类及含量
    • 5.2 半纤维素的化学结构
    • 5.3 半纤维素的分离与提取
    • 5.4 半纤维素的聚集态结构和物理性质
    • 5.5 半纤维素的化学性质
    • 5.6 半纤维素的利用
    • 5.7 章节习题
    • 5.8 半纤维素PPT
  • 6 实验课程内容
    • 6.1 实验一  造纸原料水分含量的测定
      • 6.1.1 视频
      • 6.1.2 课堂作业
    • 6.2 实验二 造纸原料苯-醇抽提物含量的测定
      • 6.2.1 视频
      • 6.2.2 课堂作业
    • 6.3 实验三 酸不溶木素含量的测定
      • 6.3.1 视频
    • 6.4 实验四 综纤维素含量的测定
      • 6.4.1 视频
    • 6.5 实验五 聚戊糖含量的测定
木材纤维原料的生物结构及细胞形态






一、木材的宏观(粗视)结构 

   由于造纸主要利用木材的木质部,所以木材的宏观结构介绍木质部的粗视构造。

木质部:

1)心材、边材。

颜色深的部分称为心材(heart wood or Inner wood ),颜色浅的靠近树皮的部分称为边材(Outerwood orSapwood )。

边材材质松软,制浆时易于药液渗透,易成浆。

2)早材和晚材

每个年轮一般由两层构成,内层是在每年的春季与夏季之间形成的,称之为早材(或春材);外层是夏末及秋天形成的,称为晚材(秋材或夏材)。

早材:腔大壁薄,材质松软。

晚材:腔小壁厚,材质紧密。

早材细胞柔软易打浆,成纸强度高。

3)木射线

横切面上窄的径向条纹。

二、木材的微观结构

木材解剖的三个切面:

                   横切面:与树干的轴垂直的切面;

                  径切面:通过树干髓心与横切面垂直的切面,又称辐射切面。

                 弦切面:垂直横切面与年轮相切的切面,又称切线切面。

1、针叶材的微观结构

   构成针叶材的细胞有:管胞、木射线细胞和树脂道周围的分泌细胞。

 

(1)管胞

管胞是针叶材的造纸纤维,占木质部总体积的90% ~95%

管胞的平均长度一般为3 ~ 5mm,宽为0.03 ~ 0.05mm,长宽比约为100

早材管胞胞腔大,胞壁较薄,纹孔大而多,导水性好。晚材管胞胞腔窄,胞壁较厚,纹孔小而少,主要起机械支持作用。

(2)木射线

木射线沿径向与年轮相交,大部分木射线是窄条状的。宽度为一个木射线薄壁细胞的,称为单列木射线,这是针叶材的特征。

木射线细胞占木材体积的5-10%

木射线细胞的长度较短,常随抄纸系统的白水而流失。

(3)树脂道

树脂道是由分泌细胞所围成的一种胞间空隙,是细胞间隙,中间充满树脂。

2、阔叶材的微观构造

细胞构成包括:木纤维、导管、薄壁细胞

1木纤维

木纤维是阔叶木的造纸纤维,约占60~80%,是机械支撑组织。

形态细长、两端尖削、细胞壁厚、多数带具缘纹孔(呈现缝状)的纤维细胞。

在横切面上呈四角形或多角形;在径切面上为细长的纺锤状细胞。

木纤维平均长度约1 mm左右,宽度一般小于0.02 mm

2)导管

导管是阔叶木最明显的特征,是分布于木纤维之间的较大孔眼。

导管是输导组织,由许多导管细胞两端开口,首尾相接而成,衔接的横隔膜上有明显特征的梯状穿孔。沿树轴方向形成许多通道,输送树液。

导管胞壁较薄,细胞腔较大,形体短小,长度一般为0.3-0.8mm,直径为0.04-0.08mm

是鉴别阔叶木树种的重要依据。(看各种树木的显微图片。)

树木根据导管的大小和排列形状可分为环孔材、半环孔材和散孔材。

薄壁细胞由木射线薄壁细胞和轴向薄壁细胞构成。木射线多数为多列木射线。

• 木薄壁细胞的胞壁薄、形体小,对造纸细胞的贡献不大。

(4)纹孔

    具缘纹孔、单纹孔。

作用:

在活立木中是相邻细胞间水分和养料的通道。

制浆过程中药液渗透的主要通道。

在木材工业中木材的干燥、防腐和阻燃浸注、化学反应、提取物浸出都与纹孔的渗透性有关。