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
半纤维素的化学性质






从半纤维素的组成特征来看,基环间的连接是苷键,含还原性末端基,基环上也具有羟基,因此,与纤维素相似,易发生酸性水解、剥皮反应,也可以进行氧化、酯化和醚化反应。

由于半纤维素的聚合度低,且有支链,支链不能形成紧密的结合,而使无定形区增大,试剂可及度增大,因而溶解度、化学活性、化学反应速度都比纤维素大。

1、酸性水解

半纤维素苷键在酸性介质中会被裂开而使半纤维素发生降解,这一点与纤维素酸性水解是一样的。但半纤维素的水解反应情况比纤维素复杂。

由于构成的糖基不同、构型不同、连接方式不同,都会引起水解性能的差异。 

糖基:   戊糖基(吡喃型、呋喃型)

           己糖基(吡喃型、呋喃型)

键型:   a-苷键

           β-苷键 

半纤维素均相酸水解的水解速率有差异。

(见表4-54-6 4-7   P230

从酸水解速率的大小来看:

戊糖己糖

β α

呋喃吡喃

非葡萄糖醛酸配糖葡萄糖醛酸配糖

酸水解产物:低聚糖或单糖。 

2、半纤维素的碱性降解 

半纤维素在碱性条件下可以降解,碱性降解包括:碱性水解与剥皮反应。也能发生终止反应。

例如在5%NaOH溶液中,170时,半纤维素苷键可被水解裂开,即发生了碱性水解。在较温和的碱性条件下,也发生剥皮反应。此外,在碱性条件下,半纤维素分子上的乙酰基易于脱落。

1)半纤维素的碱性水解

碱性条件下,苷键断裂,产生了更多的还原性末端基,使剥皮反应加剧。

2)半纤维素的剥皮反应

半纤维素的剥皮反应从聚糖的还原性末端基开始,逐个、逐个糖基进行。但是由于半纤维素是由多种糖基构成的不均聚糖,所以半纤维素的还原性末端基有各种糖基,而且还有支链,故其剥皮反应更复杂。但也有一定的规律性。

不同的连接方式,剥皮反应情况有所不同。

14连接          同纤维素

13连接          直接发生剥皮反应

12连接                     不发生剥皮反应

16连接                    不发生剥皮反应