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
纤维素的分子结构









一、纤维素的分子结构

1、纤维素分子的结构单元及其连接方式

(1)结构单元:β-D-吡喃式葡萄糖。

(2)连接方式:1,4-β苷键连接。


 2、纤维素大分子的结构特点

(1)每个基环均具有3个醇羟基。

(2)纤维素大分子链的两个末端羟基。一端为还原性末端基(C1位上的苷羟基),另一端为非还原性末端基(C4位上的羟基)。

3、纤维素的分子构象

1 D-葡萄糖基的构象 纤维素的D-葡萄糖基的构象为4C1椅式构象。

二、纤维素的聚集态结构(二次结构)

纤维素大分子的聚集态结构也叫超分子结构,它表示纤维素大分子之间的排列情况,即由纤维素大分子排列而成的聚集体的结构。它存在于原细纤维中。

1、纤维素分子聚集态结构——两相结构理论  纤维素的聚集态由结晶区(crystallineregions)和无定形区(amorphous regions)交替排列而成。此为两相结构理论。

2、纤维素单元晶胞的结晶结构

至今发现,固态下的纤维素存在着五种结晶变体:

(1)纤维素Ⅰ(2)纤维素Ⅱ(3)纤维素Ⅲ(4)纤维素Ⅳ(5)纤维素Ⅹ。

这5种结晶变体属同质多晶体。同质多晶体:对某些晶体来讲,它们具有相同的化学结构,但单元晶胞不同,称之同质结晶体。

1)Meyer-Misch模型

纤维素Ⅰ晶形属单斜晶系,单位晶胞在各方面重复延展,形成结晶区。

其单位晶胞参数为:


b =10.3Å(纤维轴)

a =8.35Å;

c =7.9Å;β=84°(β=c^a)。

此为伸直链构象,后被Hermans弯曲链

构象所代替。

2)BlackWell模型。

其单位晶胞参数为:

a =8.17Å,b =7.86Å,  c =10.28Å(纤维轴),γ=97.0°