植物纤维原料中半纤维素对原料刚性的影响

要化学物质为木素以及果胶等 。胞 间层厚度为 ０ ． ２ ～
１ ． ０ ｉ ｎｏ
２ ． ２ 半纤维素在植物纤维原料 的超微结构 中的分布
经过 对植 物纤 维 原料 超微 结构 的分 析 ， 总结 出半
的强度 、 刚度 以及稳定性 ， 则这个构件或原料就具有 较好 的结 构刚性 。
本 研 究 的 目的 ， 是 通过 对半 纤维 素在 植 物纤 维原
料 中的分布 、植物纤维原料 的超微结构等 问题的分 析， 从 而进 一 步讨 论 半 纤 维素 的作 用 ， 且 明确 结 构 刚 性的定义及其形成 的原因， 以说 明在植物纤维原料 中 半纤 维 素对原 料 刚性 的影 响 ， 用 以讨 论 原料 软化 的工 艺方 向， 确定具体的软化手段 ， 为Ｈ Ｙ Ｐ 生产技术 中的 软化 工段 的操作 奠定 理论 基础 。
成初生壁 的主要成分 。包括葡萄糖 、 木糖、 甘露糖 、 阿 拉伯糖和半乳糖等 ，单糖聚合体间分别 以共价键 、 氢 键、 醚键和酯键连接 ， 他们与伸展蛋 白、 其他结构 蛋
作 者联 系方 式 ： ｌ ａ ｎ ｘ ｉ ａ ｏ ｌ ｉ ｎ １ ２ ３ ０ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ

２ ４
２ 植 物纤 维原 料超 微结构 的分 析
纤维素广泛存在 于植物细胞壁构成纤维素小纤维间
的 间质凝 胶 的多糖 群 中 除去果 胶质 以外 的物 质 ， 是构
２ ． １ 植物纤维原料的超微结构 ２ ． １ ． １植 物 纤维原 料超微 层 次结 构 木材横切面的超薄切片在高分辨率 的电子显微 镜下观察 时， 可以看到木材纤维细胞壁具有层状结构
作 者 简 介 ： 兰 晓琳 本 科 东北林业 大学材料 科 学 与 工 程 学 院 轻 化
工程专业
方 向
的各 个层 次 ， 自外 至 内有胞 间层 （ ＭＬ ） 、 初 生壁 （ Ｐ ） 、 次
生壁 （ Ｓ ） 。
２ ． １ ． ２ 初 生壁
制 浆 造 纸
各种 植 物细胞 的生长 都是 由外 至 内的 ， 最初 形成 的是 液囊 状 物质称 之 为初 生壁 （ Ｐ ） 。初 生 壁与胞 间层 紧 密相 连 ， 其厚度为 ０ ． ０ ５～０ ． １ ｍ， 含 有 大 量 的半 纤
是 聚半 乳糖 葡 萄甘 露糖 类 ， 而 阔叶材 和 禾本 科草 类 的
工 艺技 术 、 清 洁 生产 环 境保 护
２ ０ １ ６年 第 ４期
白、 壁酶 、 纤维 素 和 果胶 等 构 成 具 有 一定 硬 度 和 弹 性 的细胞 壁 ， 因而呈 现稳 定 的化学 结 构 。原来 是从 总 纤 维素 中以 １ ７ ． ５ ％Ｎ ａ Ｏ Ｈ 以致 ２ ４ ％Ｋ Ｏ Ｈ 提 取 出来 的 多
维素 之 中。
２ ． １ ． ３ 次生壁
次 生壁 （ Ｓ ） 是 在 细 胞 停 止 生长 、 初 生壁 不 再增 加
表 面积后 ， 由原生质体代谢产生的细胞壁物质沉积在
初生 壁 内侧 而形成 的壁层 ［ １ ］ 。 由于次生壁 中微 细纤 维 排列 有 一 定 的方 向性 ， 次 生 壁通 常 分 为 ３层 ， 即次 生 壁 外层 （ Ｓ １ ） 、 次 生 壁 中层 （ Ｓ ２ ） 和 次生 壁 内层 （ Ｓ ３ ） ， 各 层 的纤维 素微 细纤 维 的排 列方 向各 不相 同 ， 这种层 层
１ 结构 刚性 的基本概 念 １ ． １ 结 构 刚性 的定 义 结构 的含 义是 组成 整 体 和各部 分 的安排 ； 刚性 的 含义 是坚 硬 不易 变化 。综 合两 者 的含 义 ， 结 构 刚性 的 定义各 部 分相互 结合 而产 生极好 的稳 定性 。
维素以及木素纤维素 以微 细纤维 的形 式在初生壁 上 做不规则 的网状排列 ， 镶嵌在无定形物质木素和半纤
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植物纤维原料中半纤维素 对原料刚性的影响
兰晓琳 李波 东北林业大学材料科 学与工程 学院 黑龙江 哈 尔滨 （ １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
摘 要： 通过对半纤维素在植物 纤维原料的分布 以及植物纤维原料 的超微 结构的分析 ， 利用 材料力学的有关知识分析植物纤维原料 中半纤维素对原料刚性的影响。 关键词 ： 植物 纤维原料 ； 刚性 ； 半纤维素
３ ． ２ 半纤维素在植物纤维原料 中的分布 半纤维素广泛存在于植物 中，针叶材含 １ ５ ％ ２ ０ ％， 阔叶材和禾本科 草类含 １ ５ ％一 ３ ５ ％， 但其分 布因 植物种属 、 成熟程度 、 早晚材 、 细胞类型及其形态学部 位 的不 同而有 很 大差异 。 例 如针 叶材 的 主要半 纤 维素
本骨架 ， 但其芳香核部分有所不 同， 根据 － Ｏ Ｃ Ｈ ， 数量
的差别 ， 大 致分 为 ３种类 型 ， 即： 愈 创 木 基 丙烷 、 紫 丁
香基 丙烷 和对 羟 苯基丙 烷 。
糖成分 的总称 ， 而没有相应 的特定的化学结构。碱提
取 液用 醋 酸 中和沉 淀 的部 分是 半 纤维 素 Ａ， 上清 液 用
这 三个方 面的共 同作 用下 ， 使 得材 料或 由材 料 构成 的 构件 具有 结构 刚性 。 因此 若一 个构件 或原 料具 有较 好
叠加的结构使细胞具有较高的强度。
２ ． １ ． ４ 胞 间层
细胞 与 细 胞 之 间 的粘 连 层 称 之 为 胞 间 层 （ ＭＬ ） ， 在 细胞 角隅 部位 成为 胞 间层细 胞 角 区（ ＭＬ Ｃ Ｃ ） 。其 主
１ ． ２ 结构刚性的基本构成 结构 刚性 的基本构成包括 以下三个方面 ：强度 、 刚度 和稳 定性同 。 强度是指材料或由材料做成的构件抵抗破环的 能力 ； 刚度是 指材 料 或 由材 料 做成 的构 件抵 抗变 形 的 能力 ； 稳 定性 是指 构件 保持 原有 平衡 状 态 的能力 。在