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
纤维形态参数及对纸张的强度的影响




纤维形态除了包括纤维的长度、宽度、壁厚、细胞腔直径等基本形态指标外,还包括长宽比、壁腔比、纤维粗度、卷曲和扭结等。这些指标代表原料的特征,与纸张的性质有密切的关系。

一、纤维的长度

数量平均纤维长度:所测纤维长度总和除以纤维总根数。

质量平均纤维长度:所测各长度级分的平均纤维长度与相应级分质量乘积的总和。

二重质量平均纤维长度。

对成纸的影响:长的纤维相对于短纤维,成纸时纤维间相互交织的摩擦力加大,可以提高纸页抗张强度、撕裂度、耐破度和耐折度等物理强度指标。

有些纤维太长,必须进行切断处理,否则不利于纸张的匀度,如棉、麻纤维和一些韧皮类纤维。

二、宽度:一般指纤维中段的直径。

三、长宽比

对成纸的影响:长宽比大的纤维,成纸时单位面积中纤维之间相互交织的次数多,纤维分布细密,成纸强度高。一般认为,长宽比小于45的原料,应用价值很低。

注意:长宽比不能进行木材与草类原料的对比评价。长度是最基本最重要的指标。

四、壁腔比

壁腔比=2×细胞单壁厚度/细胞腔直径

纤维的壁腔比的大小反映纤维的柔软程度的不同。

对成纸的影响:纤维的壁腔比小,即纤维的柔软性好,成纸时纤维的接触面积增加,故结合力强,成纸的强度高;反之,壁腔比大的纤维则僵硬,成纸时纤维的接触面积减少,结合力小,成纸的强度差。

壁腔比< 1,为上等原料;

壁腔比=1,为好原料;

壁腔比> 1,为劣等原料。

壁腔比大的纸浆纤维,可通过打浆使纤维分丝帚化,提高纤维成纸结合力,改善纸页的紧度和强度。北方的落叶松和南方的马尾松均以纤维细胞壁厚度大著称。

壁腔比并非越小越好。壁腔比太小,纤维本身的强度太差,成纸强度不高;

五、纤维的粗度

    100m长度的单根绝干纤维的重量(mg),用decigrex表示。缩写成“dg”。

纤维的粗度与细胞腔的大小、细胞壁的厚度、密度、纤维的平均直径等因素有关。

粗度大(>30dg)的纤维原料,成纸松厚度高,纸页粗糙,平滑度也较低,裂断长、耐破度、撕裂度、耐折度等强度指标较低。反之,粗度小(<10dg)的纤维成纸细腻,平滑度好。

六、卷曲指数

七、扭结指数

微细结构:是指超越光学显微镜所观察到的细胞壁的更细节构成。这部分细节可以用电子显微镜等仪器观察到,也叫超结构。

微细结构包括:细胞壁的层次构成、层次的厚度、不同层次微细纤维的取向、各主要组成在细胞壁中的分布和微细纤维的精细结构等。