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
木素的定量方法


一、Klason木素和酸溶木素的测定

1Klason木素(酸不溶木素)

        用硫酸水解木质原料以除去碳水化合物,得到的木素残渣称为硫酸木素或Klason木素。

测定方法如下:

1)抽提:用苯醇混合液抽提木质原料6~8h成为无抽提物试样。

2)浓酸水解:将抽提后原料用72%H2SO418~20条件下水解,这时试样中聚糖的聚合度下降,2h后聚合度下降至10左右。

3)稀酸水解:加水使H2SO4的浓度稀释至3%,煮沸至聚糖完全水解,余下的残渣即为Klason木素。

注意:1)草类原料需测定灰分含量(灰分校正),木材原料无需测定。

2)原料受到高浓度酸的作用,木素结构受到破坏,与原本木素的化学构造不同。

3)用于木素的定量测定。可测定原料中和未漂浆中的木素含量。

     2、酸溶木素的测定

    在测定Klason木素时,有少部分木素溶于72% H2SO4。这部分木素常采用紫外光谱进行测定。

1)基本原理

使用紫外分光光度计,在205nm280nm波长下测定。

由于滤液中还有被酸水解的碳水化合物及降解产物(如糠醛,羟甲基糠醛等)在280nm处也有吸收峰,会干扰木素的测定结果。因此,测定酸溶木素选用在短波长205nm处的吸收峰定量测定。

2)测定步骤

将测酸不溶木素时所得到的滤液,放入石英比色皿中进行光谱测定,用3%H2SO4作参比溶液,测定205nm处的吸光度。如吸光度高于0.7,则需稀释滤液使吸光度在0.2-0.7范围内。

一般测针叶木酸溶木素时,滤液稀释比为2;测阔叶木时,稀释比为10;非木材原料,则为5~10。具体为几,可在实际操作时掌握。

3)结果计算:

根据朗伯-比尔关系式:       A=a b c     

        式中:

                     A:为试样测定时的吸光度;

                     b:为石英比色皿的厚度,25px

                     c:为木素的浓度,g/L

                     a :为吸光系数,110 L/(g·cm)

因此,对于未被稀释的滤液,c=A/110;对于稀释的滤液则c=A·D/110D为稀释因子。 

针叶材和硫酸盐浆中酸溶木素约有0.2%~0.5%;阔叶材、非木材纤维、亚硫酸盐浆中约有3%~5%。这部分溶解木素我们称之为“酸溶木素(acid soluble lignin)”。

原料中总木素含量 = Klason木素(酸不溶木素) + 酸溶木素