第二节 植物纤维原料的化学成分.
植物纤维化学
植物纤维化学植物纤维化学是研究植物中纤维素及其化学加工和应用的一门学科。
植物纤维作为一种自然的、可再生的生物大分子材料，在生产和生活中具有广泛的应用。
例如，纸张、纺织品、建筑材料等众多行业都离不开植物纤维这一重要资源。
植物纤维化学旨在深入了解植物纤维的化学组成、结构与性质，制定优化的加工工艺，拓展其新的使用领域。
一、植物纤维的化学组成植物纤维的主要化学成分是纤维素和半纤维素。
纤维素是一种多糖，由葡萄糖单元通过β-1,4-糖苷键连接而成。
半纤维素也是一种多糖，包括木聚糖、半乳糖、甘露聚糖等。
此外，植物纤维还有少量的酚类物质和蛋白质。
纤维素和半纤维素的含量和比例因植物种类和部位不同而变化。
在棉花中，纤维素含量占80%以上，半纤维素含量较低；而在木质植物中，两者含量相近。
二、植物纤维的结构植物纤维的结构可分为两种类型：原生纤维和次生纤维。
原生纤维是由原生细胞壁构成的，例如棉纤维和亚麻纤维。
原生纤维的直径较细，一般小于20微米；因其生长仅发生一次，其结构较简单，只包括纤维素、半纤维素和细胞壁质量。
次生纤维是由次生细胞壁构成的，例如木质素。
次生纤维的直径较粗，一般为20-50微米；其结构复杂，包括三部分：原生细胞壁、次生细胞壁的中层和次生细胞壁的内层。
三、植物纤维化学加工植物纤维在工业上常通过化学方法进行加工。
主要包括以下几个步骤：去除杂质、碱处理、漂白、纤维素膨胀、染色和强化。
去除杂质：将植物纤维进行筛分、清洗、熬软等步骤，去除与纤维相连的非纤维物质，如叶片、树枝等。
碱处理：将去除杂质后的植物纤维浸泡在碱液中，使纤维得到脱脂、脱胶、脱色等处理。
常用的碱液包括氢氧化钠、碳酸钠及亚硫酸等。
漂白：碱处理后的植物纤维中仍含有少量的杂质和色素。
漂白是将这些杂质和色素分离出来，使纤维得到漂白和增白的效果。
漂白剂主要有氯和过氧化氢等。
纤维素膨胀：纤维素膨胀是将处理后的植物纤维浸泡在化学溶液中，使其膨胀，并形成纤维素膜。
《植物纤维化学》PPT课件全文
3、学习内容与相关课程的关系
本课程牵涉有机化学、分析化学（包 括仪器分析）、物理化学、高分子化学、 高分子物理、生物合成等相关基础课程。 有关生物结构方面的内容，在《植物纤维 形态与结构》课程中专门讲述；
有关木质素、纤维素和半纤维素在蒸 煮和漂白化学反应过程中的影响因素，在 《制浆原理与工程》课程中专门讲述。
垂直方向切开的面称为横切面。
弦切面(Tangetial Section)：沿着与射
线垂直方向切开的面称为弦切面。
径切面(Radial Section)：沿着射线切
开的面称为径切面
树脂道：针叶材的特征
有些针叶材在横切面的晚材部分，凭肉 眼就可看见一些针头状的小白点，这就
是轴向树脂道或称纵行树脂道。
种子植物
木本—针叶树类
裸子植物：
木本—阔叶树类
种子植物
双子叶植物：草类、麻类、豆类
被子植物
单子叶植物—多数为草本，如禾本科类、禾本亚科、
竹亚科
1.1.1 植物纤维原料的分类
1.1.1.1 、木材纤维原料：
针叶材（又称软木，Softwood） 如云杉、红松、落叶松、马尾松、
思茅松等； 阔叶木（又称硬木，Hardwood）
应。 由于纤维素大分子每个糖基上有三个–OH（C2，C3，
C6），可发生各种酯化、醚化反应，在很大程度上可 改变纤维素的性质，生产出许多有价值的纤维素衍生 物。
纤维素衍生物的制备
纤维素酯化和醚化反应是制备纤维素衍 生物的重要反应。
由于纤维素大分子每个糖基上有三个– OH（C2，C3，C6），可发生各种酯化、 醚化反应，在很大程度上可改变纤维素 的性质，生产出许多有价值的纤维素衍 生物。
第一章
植物纤维化学复习
第一章植物纤维原料的结构主要：细胞壁的层状构造；微纤丝；纹孔及其类型；纹孔对及其类型；针叶材的三切面及其细胞组成；阔叶材的三切及其细胞组成。
1、木材纤维原料：针叶材（又称软木，Softwood）如云杉、红松、落叶松、马尾松、思茅松等；阔叶木（又称硬木，Hardwood）如杨木、桦木、桉木、榉木、相思木等。
2、非木材纤维原料：（1）草类纤维原料：即禾本科植物纤维原料。
如稻草、麦草、芦苇、荻、甘蔗渣、竹、龙须草等；（2）韧皮纤维原料：包括各种麻类及某些树种的树皮，如亚麻、黄麻、红麻、桑皮、构皮、檀皮等；（3）种毛纤维原料：如棉短绒纤维。
3、植物细胞学基础：活的细胞腔内充满原生质、成熟后形成空腔。
成熟细胞的构造主要为细胞壁【复合胞间层（胞间层M、初生壁P）、次生壁S】的构造，其中包括细胞壁的层状构造。
4、各层的精细构造：通过电子显微镜研究，可进一步了解纤维细胞壁的层状结构是由不同走向的微纤丝构成。
微纤丝：纤维素分子的聚集体是细胞壁中用电镜能鉴别出的最小天然结构单位，在电镜下呈细丝状。
微纤丝外围是半纤维素，微纤丝相互之间镶嵌着木质素和半纤维素，须脱去木质素才能在电镜下看到微纤丝。
5、S1（外）层微纤维结晶度较高，对化学作用较稳定，与P层结合较紧密，S1紧紧套住S2（中）使S2不易分丝纵裂，打浆时先将P、S1剥离，S1-S2结合较松弛，生产半化学浆时往往在S1-S之间分离，S2层是否易散开，与微纤丝夹角有关，角度越小，越容易分丝量化，P层薄而易碎。
稻草、麦草与木材纤维相似，但分层较厚，S2层角度较大多年生禾本科植物（如竹）次生壁层状构造较为特殊，具有多层结构，每层由厚、薄不一，微纤丝走向不同的两个薄层交替排列而成。
窄层：走向几乎与轴垂直（85-90度），且恒定。
宽层：走向几乎与轴平行（2-20度）。
胞间层——腔缓慢增加。
木质素浓度：窄层>宽度。
禾草类纤维超微结构有四种类型，见“中国造纸原料纤维特性及显微图谱”P33。
第二章植物纤维素化学
3、取代度 取代度（degree of substitution, DS）是 指纤维素分子链上平均每个失水葡萄糖 单元上被反应试剂取代的羟基数目。
由于纤维素分子链中每个失水葡萄糖单 元上有3个羟基，所以，取代度只能小于 或等于3.
二、纤维素的多相反应与均相反应
1、纤维素多相反应的主要特点 天然纤维素的高结晶性和难溶性，决定 了多数的化学反应都是在多相介质中进 行的。 纤维素分子内和分子间氢键的作用，导 致多相反应只能在纤维素的表面上进行。
第六节 其它植物纤维
半纤维素 木素
一、 半纤维素
高等植物细胞壁中非纤维素也非果胶类 物质的多糖
己糖：葡萄糖、甘露糖、半乳糖 戊糖：木糖、阿拉伯糖
半纤维素比纤维素更易水解，在纸浆 中的含量少于原木中。
二、木素
木素是由苯基丙烷结构单元通过醚键和 碳-碳键连接而成的高分子化合物。
木素的作用：组成胞间层，将纤维素粘 结在一起的胞间物质。
4）有机碱类
如季铵碱（CH3）4·OH和胺氧化物 （amine oxide）等。
其中胺氧化物是一种新溶剂。近年来， 应用胺氧化物溶剂溶解纤维素，制造人 造纤维，取得很大的进展。
5）配合物类
配合物类是纤维素最早使用的溶剂，如 铜氨(由氢氧化铜溶解于浓氨水制得)、铜 乙二胺、钴乙二胺、锌乙二胺、鎘乙二 胺、酒石酸铁钠等配合物体系。
第二章 植物纤维
木材的化学组分
碳水化合物
纤维素
45%
半纤维素 25-35%
木素 20-25%
抽提物 2-8%
植物纤维的主要化学成分
植物纤维 (以木材为主)
木素
碳水化合物
抽提物
纤维素
苯丙烷 C6-C3
植物纤维原料的化学组成
聚-4-0-甲基葡萄糖醛酸木糖 聚葡萄糖甘露糖
阔叶材：
01
聚半乳糖葡萄糖甘露糖 聚阿拉伯糖-4-0-甲基葡萄糖醛酸木糖
针叶材：
02
聚阿拉伯糖-4-0-甲基葡萄糖醛酸木糖
禾本科：
03
木素（木质素，Lignin）
木素含量：针叶材>阔叶材>禾本科>棉花。
2．的概念
1964年Timell提出：半纤维素是低分子量的聚糖类（其平均聚合度近200），它和纤维素一起正常地产生在组织中，它们可以从原来的或从脱去木素的物料中被水或碱水溶液（这是常用）抽提出来。
木糖(Xylose)、阿拉伯糖(Arabinose)、甘露糖(Mannose)、葡萄糖(Glucose)、半乳糖(Galactose)、4-0-甲基葡萄糖醛酸(4-0-Methyl-Glucuronic Acid)、半乳糖醛酸(Galacturonic Acid)、葡萄糖醛酸(Glucuronic Acid)。
3、禾本科原料抽出物
比木材的更低：蜡质、高级脂肪酸、高级醇
2、阔叶材的抽出物
含量少：脂肪酸、中性物等。
不同原料的有机溶剂抽出物
01
主要组成：松香酸、松节油、萜烯类化合物、脂肪酸及不皂化物等。
02
含量：较高，如：红松的乙醚抽提物为4.69%，马
03
尾松乙醚抽提物为4.43%。
04
存在位置：树脂道和射线薄壁细胞中。
第二节 植物纤维原料的化学成分
利用原料、制定生产工艺条件的基本依据 与产品的产量和质量有密切关系 影响生产过程及综合利用等方面
汇报人姓名
少量组分 细胞壁的主要组分
有机溶剂抽出物 纤维素 半纤维素
植物纤维原料的化学成分及生物结构
细胞壁的化学组成与结构特征
化学组成
植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中纤 维素含量最高，木质素和半纤维素含量因植物种类而异。
结构特征
细胞壁具有层次结构，从外到内依次为胞间层、次生壁和初 生壁。胞间层主要由果胶和少量蛋白质组成，次生壁主要由 纤维素、半纤维素和木质素组成，初生壁主要由蛋白质、脂 类和碳水化合物组成。
04
植物纤维原料的物理性质与化学 性质
物理性质
密度
吸湿性
植物纤维原料的密度通常较低，具有轻质 的特点，这使得植物纤维原料在纺织、造 纸等领域具有广泛的应用。
植物纤维原料具有较强的吸湿性，能够吸 收大量水分，这与其多孔性和表面积较大 的结构有关。
弹性与可塑性
导热性与绝缘性
植物纤维原料具有一定的弹性和可塑性， 能够在加工过程中适应不同的形状和尺寸 要求。
分类
根据来源和性质，植物纤维原料可分 为天然纤维素纤维和再生纤维素纤维 。
பைடு நூலகம்
植物纤维原料的应用领域
纺织业
造纸业
生物医学
食品包装
用于制作衣物、床单、 毛巾等纺织品。
用于制造纸张、纸板等。
用于制造医疗用品，如 绷带、手术缝合线等。
用于制造食品包装材料。
植物纤维原料的重要性
可再生资源
植物纤维原料是可再生资源， 来源广泛，可持续利用。
THANKS
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细胞壁的超微结构与功能
超微结构
细胞壁具有复杂的超微结构，包括微纤维、微孔和微纤丝等。这些结构在细胞 壁中形成交错的网状结构，赋予细胞壁强度和韧性。
功能
细胞壁作为植物细胞的支撑结构，具有保护细胞免受机械损伤、维持细胞形态、 参与物质运输和信号转导等功能。同时，细胞壁还参与植物的生长、发育和生 理过程。
植物资源化学_第二章资料
第一章第二节植物纤维主要化学成分主要成分（细胞壁物质）纤维素碳水化合物有机物半纤维素木质素芳香族化合物少量成分（非细胞壁物质）提取物萜类、脂肪族、酚类化合物灰分无机盐等无机物2.1.1 主要化学成分概述2.1 植物纤维的主要化学成分植物纤维原料的化学组成百分比2.1.1.1 细胞壁物质纤维素：由 -D-葡萄糖单元通过1→4苷键连接而成的线型高分子化合物。
纤维素是自然界贮量最丰富的可再生资源。
半纤维素：细胞壁中非纤维素高聚糖（习惯上不包括果胶和淀粉）的总称。
由两个或两个以上的糖基组成，通常有分枝结构，可用热水或冷碱提取。
木质素：由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的，具有三度空间结构的复杂的高聚物。
木质素和半纤维素在一起，填充在细胞壁的微纤丝之间，同时也存在于胞间层。
2.1.1.2 非细胞壁物质植物纤维原料中的非细胞壁物质通常指存在于细胞腔和细胞间隙的、不参与细胞壁结构的物质，大部分可溶于中性有机溶剂或水，又称提取物。
提取物：用水、水蒸汽或中性有机溶剂可提取的物质。
在植物原料中含量少（一般2~5%），但种类繁多（约700余种）。
提取物可分为三大类：萜类化合物：树脂、萜类等。
脂肪族化合物：蜡、脂肪、单糖和低聚糖、淀粉、果胶、树胶、蛋白质、生物碱等。
酚类化合物：茋(芪) 、木酚素、黄酮类化合物、单宁等。
2.1.2 植物纤维化学成分分析主要名词2.1.2.1 综纤维素综纤维素：经脱脂的植物纤维原料除去木质素后保留下来的全部高聚糖，即纤维素和半纤维素的总和。
2.1.2.2 α-、β-和 γ -纤维素综纤维素(化学浆)不溶部分α-纤维素溶解部分不溶部分溶解部分17.5%NaOH 或24%KOHHAc 中和β-纤维素γ-纤维素根据起始物的不同，分为综纤维素的a-、β-、γ-纤维素和化学浆的a-、β-、γ-纤维素注意：a-、β-、γ-纤维素的主要成分，及其与纤维素的区别2.1.2.3 Klason 木质素与总木质素不溶残渣溶解部分72%H 2SO 4 20℃, 2 hrKlason 木质素 或硫酸木质素、酸不溶木质素脱脂木粉3%H 2SO 4 回流, 4 hr酸溶木质素总木质素 = Klason 木质素 + 酸溶木质素Total lignin = Klason lignin + Acid soluble lignin为什么测定木质素需要保留少量碳水化合物？相当于植物纤维原料中全部五碳糖的总和。
植物纤维原料成分分析课件
第六节 综纤维素含量的测定
❖ 综纤维素是指植物纤维原料中纤维素和半纤维 素的全部，也是碳水化合物的总量。综纤维素含量 以原料种类和部位不同而异，一般针叶木为 65%~73%；阔叶木为70%~82%；禾本科植物为 64%~80%。
❖ 制备综纤维素所用试样，一般均须先用有机溶 剂抽提，使之成为无抽提物试样，然后再除去木素。 在除去木素的过程中，亦有少量碳水化合物被损失， 最后所得综纤维素也含有少量木素。
第一部分包括造纸植物纤维原料的化学成份 分析；造纸生产过程所用化工原料的分析：另 外还有水和煤的分析测定等。在这一部分我们 重点讲几个植物纤维原料成份分析。第二部分 包括从备料、蒸煮、漂白、打浆到生产出成品 纸各个工序的分析检验，是我们学习的重点。 第三部分是有关纸张质量性能的检测，简要介 绍。
❖ 纤维素的测定方法有多种，最常用的有： 硝酸—乙醇法和氯化法也称克—贝纤维素。 硝酸—乙醇法的优点是不需要特殊装置，操 作较简便、迅速，不但适用于木材原料也适 用非木材纤维原料的测定,并且所用试样不用 有机溶剂抽提。最后所取得的纤维素仅含少 量的木素和半纤维素，纯度比氯化法高。所 以此法更被广泛使用。
第四节 苯—醇抽出物的测定
❖ 植物纤维原料抽出物的测定有冷水和热水抽出物、 1%NaOH抽出物和有机溶剂抽出物几种。
❖ 有机溶剂有多种，最常用的是： 苯—醇混合液和 乙醚溶液。另外还有：苯、乙醇、四氯化碳和二氯 甲烷等。苯—醇混合液与乙醚溶液相比，不但可以 抽提树脂、蜡和脂肪，而且还可以抽提原料中的单 宁和色素。乙醚的最大缺点是容易着火。
造纸植物纤维原料的分析项目很多，主要 包括：水分、灰分、水抽出物、有机溶剂抽 出物、多戊糖、木素、纤维素和果胶等成分 的分析。我们准备讲几个主要项目，即水分、 灰分、多戊糖、木素、纤维素和有机溶剂抽 出物中的苯醇抽出物。
第一章 植物纤维原料的化学成分及生物结构
第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构第一节植物界的基本类群授课学时：2 学时授课类别：理论课●教学目的及要求让学生了解制浆造纸专业要学习的课程；了解制浆造纸的过程、制浆造纸业在我国经济中的地位以及世界制浆造纸业的发展状况；了解植物的分类，植物的拉丁学名、组成及含义。
要求学生掌握的内容有：现代植物的基本类群及其与制浆造纸的关系；造纸植物纤维原料的分类及其代表性植物。
●教学内容提要一、绪论部分1、造纸史话2、现代造纸3、造纸的发展趋势4、我国的造纸原料方针二、造纸纤维原料种类1、植物纤维原料2、非植物纤维原料三、植物纤维原料的分类1、木材纤维原料2、非木材纤维原料3、半木材纤维原料●教学重点、难点及处理办法教学重点、难点：1、制浆造纸在国民经济中的地位2、制浆造纸的过程3、造纸纤维原料种类4、植物纤维原料的分类处理办法：对于本次课涉及到的重点和难点均采用多媒体辅助教学和举例子的方法，使学生掌握这两个知识要点。
●教学组织与设计1、教学过程的组织本次课，重在让学生掌握制浆造纸用的植物纤维原料、制浆造纸的过程，了解植物纤维化学这门课程与制浆造纸的关系，所以在讲这节课时，要先讲制浆造纸的发展历程，现代造纸的过程，国内外发展概况，制浆造纸业在国民经济发展中的地位、意义，纸的功能；再讲植物纤维化学这门课与制浆造纸的关系，让同学们知道这门课的重要性；最后讲第一章第一节的内容造纸用纤维原料以及造纸用植物纤维原料的种类等等。
本门课程采用多媒体教学，在举例子或讲授制浆造纸过程等知识的时候，多给学生展示相关的图片，可以加深学生对知识的理解。
2、讨论、练习、作业的布置与安排讨论：问题1：你们知道纸用什么造出来的吗？问题2：你们知道纸是怎么样造出来的吗？问题3：你知道我们平时生活中用到的纸有哪些种类吗？3、教学手段采用多媒体教学。
●参考资料1、谢来苏,詹怀宇.制浆原理与工程，中国轻工业出版社.2、卢谦和，造纸原理与工程，中国轻工业出版社.3、邬义明，植物纤维化学，中国轻工业出版社.●教学实施小结第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构第二节植物纤维原料的化学成分授课学时：2 学时授课类别：理论●教学目的及要求本次教学的目的是让学生掌握制浆造纸用纤维原料的化学成分，其中包括主要成分、次要成分以及与制浆造纸的关系。
22第二节植物纤维原料的化学成分PPT课件
5
2、半纤维素（hemicellulose）
定义：
半纤维素是由两种或两种以上单糖基（葡萄 糖基、木糖基、甘露糖基、半乳糖基、阿拉 伯糖基及鼠李糖基等）组成的非均一聚糖， 并且分子中往往带有数量不等的支链。
6
半纤维素的性质及对制浆造纸的影响 1、造纸用化学浆应尽量多保留半纤维素，
15
1、抽提剂及抽出物
抽提剂：水、碱、丙酮、乙醚、乙醇、苯醇混合液。
抽出物：无机盐、糖类、植物碱、单宁、 色素、淀粉、果胶质、脂肪、脂肪酸、树 脂、树脂酸、酚类物质、蜡、香精油等。
16
2、不同原料的有机溶剂抽出物
① 针叶木的抽出物
针叶木中，松木和柏木的有机溶剂抽出物的含量是
比较高的（尤其在心材中），其主要成分为松香酸、 萜烯类化合物、脂肪酸及不皂化物。 针叶木有机溶剂抽出物主要存在于树脂道和射线薄 壁细胞中，心材含量比边材含量高。
纤维素
水解产物 D－ 葡 萄 糖
半纤维素
水解获得 各种单体
己糖 （ D－ 葡 萄 糖 ） （ D－ 甘 露 糖 ） （ D－ 半 乳 糖 ）
造纸植物纤维原料的化学组成组成
戊糖 （ D－ 木 糖 ） （ D－ 阿 拉 伯 糖 ）
糖醛酸
乙酰基
3
一、植物纤维原料的主要成分
1、纤维素(cellulose)
21
4、灰分
① 定义
造纸植物纤维原料都含有一定量的矿物质。纤维原料 燃烧和灰化后剩下的物质。
② 木材与草类原料的灰分含量与组成有很大差别
22
说明： a、大多数木材原料灰分为0.3－0.5％，禾本科原料
的灰分多数在2－5％；
b、原料不同、位置不同、年龄不同，灰分含量以 及灰 分中各种元素的比例不同，与植物生长环境 也有关系
2-2第二节+植物纤维原料的化学成分
1.7 43.24 6
0.7 45.50
己糖 （ D－ 葡 萄 糖 ） （ D－ 甘 露 糖 ） （ D－ 半 乳 糖 ）
戊糖 （ D－ 木 糖 ） （ D－ 阿 拉 伯 糖 ）
糖醛酸
乙酰基
一、植物纤维原料的主要成分
1、纤维素(cellulose)
定义： 纤维素是由D－吡喃式葡萄糖基通过1，4—β苷键
联结而成的线状高分子化合物。 纤维素是植物原料的最主要化学成分，也是纸浆、
4、灰分
① 定义
造纸植物纤维原料都含有一定量的矿物质。纤维原料 燃烧和灰化后剩下的物质。
② 木材与草类原料的灰分含量与组成有很大差别
说明： a、大多数木材原料灰分为0.3－0.5％，禾本科原料
的灰分多数在2－5％；
b、原料不同、位置不同、年龄不同，灰分含量以 及灰 分中各种元素的比例不同，与植物生长环境 也有关系
4、与纤维素有关的几个概念
随制备方法、条件的不同，半纤维素和木素溶出程度、 纤维素降解程度的不同而有各种“纤维素”。
① 综纤维素(Holocellulose)
指造纸植物纤维原料除去抽出物和木素后所留下的部 分(即纤维素和半纤维素的总和)。
综纤维素制备四法: ⑴、氯化法：(1937年Ritter（里特）提出)
1、抽提剂及抽出物
抽提剂：水、碱、丙酮、乙醚、乙醇、苯醇混合液。
抽出物：无机盐、糖类、植物碱、单宁、 色素、淀粉、果胶质、脂肪、脂肪酸、树 脂、树脂酸、酚类物质、蜡、香精油等。
2、不同原料的有机溶剂抽出物
① 针叶木的抽出物
针叶木中，松木和柏木的有机溶剂抽出物的含量是
比较高的（尤其在心材中），其主要成分为松香酸、 萜烯类化合物、脂肪酸及不皂化物。 针叶木有机溶剂抽出物主要存在于树脂道和射线薄 壁细胞中，心材含量比边材含量高。
第二节 植物纤维原料的化学成分
综纤维素制备四法:
⑴、氯化法：(1937年Ritter（里特）提出)
无抽提物试料
氯气 木素被氧化 乙醇胺的乙醇溶液 抽提
氯化木素
+
（白色） 综纤维素
⑵、亚氯酸纳法（1942年Jayme(杰姆)提出）
无抽提物试料
NaClO2 HAc 6% pH=4.5
综纤维素 （白色）
⑶、二氧化氯法：（1921年Schmitlt(施密特)提出）
续5
a、禾本科原料有机溶剂抽出物对制浆造纸影响不大；
b、蒸煮时抽出物会阻碍药液浸透，增加蒸煮时的药品消耗； 延缓蒸煮过程；碱法制浆中树脂、脂肪酸与碱生成皂化物— tall oil。这些皂化物都是表面活性物质，可在酸处理后作为 工业副产品；酸法制浆这些抽出物只是被加热、软化成油状
物，因此他们漂浮在纸浆悬浮液中易黏附在浆池壁、管道内
化学制浆就是溶解木素，分离出纤维；木素是原料 及纸浆发色的主要原因。因此原料及纸浆中的木素含量 是制定蒸煮及漂白工艺条件的重要依据。 按照被保留在纸浆中木素的含量不同，可将纸浆区分为： 软浆：2%（木素） 半化学浆：15% 硬浆：8%（木素） 说明： 1、三类代表性原料的主要化成分见表1－1 2、造纸工业中除使用植物纤维外，有时也是用其他纤维 如合成纤维、矿物纤维及金属纤维 3、植物纤维原料的化学成分是我们利用原料、制定生产 工艺条件的基本依据，与产品的产量和质量有密切关系， 对生产过程及综合利用等方面也有影响。 4、植物纤维原料中的碳水化合物主要质纤维素和半纤维 素，但有些植物中还含有单糖、低聚糖、淀粉等碳水化 合物。
造 纸 植 物 纤 维 原 料
少 量 组 分 （ 低 分 子 量 物 质 ）
细 胞 壁 的 主 要 组 分 （ 高 分 子 量 物 质 ）
植物纤维原料的主要化学组成及其特点
植物纤维原料的主要化学组成及其特点
1. 纤维素呀，那可是植物纤维原料的一大主角呢！就像房子的大梁一样重要。
你看纸，主要就是纤维素做的呀。
它的特点就是特别坚韧，能让植物有很好的支撑和结构。
想象一下，如果植物没有坚韧的纤维素，那岂不是都软趴趴的啦！
2. 半纤维素呢，就像是个好帮手。
比如说在木材里，它和纤维素配合得可好啦！它能让纤维原料更容易被加工处理。
就像团队里那个默默辅助的人，没了它还真不行呢，对吧？
3. 木质素啊，虽然有点麻烦，可也是不可或缺的呀！它就像是胶水一样把纤维粘在一起。
但处理它可得费点功夫呢，不然会影响产品质量哟！好比你要去掉一块顽固的污渍一样。
4. 果胶也很有意思呢！在水果里特别常见。
它能让水果保持形状和口感。
这不就像给水果穿上了一件小铠甲嘛，保护着它们。
要是没有果胶，水果恐怕都不成样子啦！
5. 淀粉也是植物纤维原料的一部分哟！你想想土豆呀、玉米呀，里面都有大量淀粉呢。
它可以为植物储存能量，就像我们给自己存点小积蓄一样重要呢。
6. 植物蜡就像是一层保护膜，它能让植物表面光滑有光泽。
就像给植物涂了一层保护油，让它们能更好地抵御外界环境呢，神奇吧！
7. 还有一些其他的化学成分呢，它们虽然不太起眼，但也都有着各自的作用呀！就像一个大家庭里的每个成员，都有自己的位置和价值。
植物纤维原料
就是这么奇妙，有着这么多不同的化学组成，共同造就了它们独特的特点呢！我觉得呀，了解这些真的超有趣，能让我们更懂得大自然的奥秘呢！。
植物纤维原料的化学成分26页PPT
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。
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综纤维素制备四法:
⑴、氯化法：(1937年Ritter（里特）提出)
无抽提物试料
氯气 木素被氧化 乙醇胺的乙醇溶液 抽提
氯化木素
+
（白色） 综纤维素
⑵、亚氯酸纳法（1942年Jayme(杰姆)提出）
无抽提物试料
NaClO2 HAc 6% pH=4.5
综纤维素 （白色）
造 纸 植 物 纤 维 原 料
少 量 组 分 （ 低 分 子 量 物 质 ）
细 胞 壁 的 主 要 组 分 （ 高 分 子 量 物 质 ）
有 机 物 organic compound
无 机 物 inorganic (灰 分 )(ash)
木 素 (lignin)
碳 水 化 合 物 (Carbohydrate )
(polymerization degree)
(polydispersity)
棉花初生壁：2000-6000 次生壁：1400 草类较低
与木、麻 相同
棉：95－99％
苧麻：80－90％
木材：40－50％ 竹：40－50％ 麦草：30－49％
化学浆：1000左右
天然纤维素：大于1000
降解：高分子化合物在受到光照、加热、机械等作用
3、造纸用化学浆应尽量多保留半纤维素，这样不但 可提高制浆得率，而且对纸浆的性能及成纸性能有 良好的影响。 4、精制浆：尽量去除木素和半纤维素，只保留纤维 素的纸浆，又称为溶解浆。 5、生产纤维素衍生物用化学浆时，半纤维素应尽量 除去，以免影响纤维素的化学加工。
三）、木素 定义：木素是由苯基丙烷结构单元通过碳-碳键和醚键连 接而成的具有三度空间结构的高分子聚合物 。 结构与含量： 硝基苯氧化或乙醇解的方法已经证明： 1 、针叶木木素与阔叶木木素化学结构不同，草类木素也 不同于木材木素。 2、木素结构在植物体内不同部位变化很大。 结论：木素不是单一物质，而是代表植物中某一共同 性质的一群物质。 凡是木质化的植物都含有木素，但不同原料木素含量不同。 针叶木：30％左右，禾本科：20％，阔叶木木素含量介 于前两者之间，棉纤维不含木素或含量极少。
半纤维素的4个特点：
常见的半纤维素： （禾草类）：聚阿拉伯糖木糖、聚4-o-甲基葡萄糖醛酸木糖
（木材原料）：聚葡萄糖甘露糖、聚半乳糖葡萄糖甘露糖、 聚木糖葡萄糖
半纤维素的性质及对制浆造纸的影响 1 、无定形物质，作为填充物填充在纤维之间和微细 纤维之间，聚合度较低（小于 200 ），易吸水润胀。
2、原料不同，半纤维素的组成和含量不同。即使是 同一种原料，半纤维素结构与不尽相同。
一）、纤维素
定义：纤维素是1.不溶于水的均一聚糖。它是由2.D—葡萄糖 基构成的链状高分子化合物。纤维素大分子中的3.D—葡萄糖 基之间按照纤维素二糖连接的方式连接。纤维素4.具有特性 的x-射线图。（纤维素二糖连接：就是1-4-β 苷键连接）
纤维素的4个特点：
纤维素的化学结构： 1-4-β -D- 吡喃式失水聚葡萄糖（ pyran ） 聚合度：纤维素分子中的 β -D- 葡萄糖基的数目即为纤维素分 子聚合度。
纤 维 素 Cellulose
半 纤 维 素 H e m ic e llu lo s e 水 解 获 得 单 位 单 体
有 机 溶 剂 抽 出 物
芳 香 族 化 合 物
水 解 产 物 (D-葡 萄 糖 ) (D-glucose)
己 糖 (D-葡 萄 糖 ) (D-甘 露 糖 ) (D-mannose) (D-半 乳 糖 ) ( D - g o la c t o s e )
第二节 植物纤维原料的化学成分
引言： 植物通过光合作用形成细胞壁物质。在这一过 程中，植物由碳、氢、氧等元素组成一系列有机物 质，如纤维素、半纤维素、木素三种高分子聚合物。 而且含量高，占纤维原料组成的大部分。此外还含 有少量的单宁、果胶质、树脂、脂肪、腊、配糖物 以及不可皂化物等。这些物质的物理、化学性质虽 然不同，但其元素组成大致相同。绝干木材平均含 碳 50% 、氢 42.6% 、氧 6.4% 、氮 1% 。不同植物原料的 化学组成差别较大。化学组成见下页表。
是聚合度下降的现象。
纤维素的性质和功能是由纤维素分子聚集体所形成的 结晶态和细纤维结构决定的。而纤维素也是纸浆纸张 的最主要最基本的化学成分，原料的纤维素含量高低 是评价原料制浆造纸价值的基本依据。
二）、半纤维素 定义：半纤维素是由1。两种或两种以上的单糖组成的不均 一聚糖。2。大多带有支链，3。构成半纤维素线型聚糖主 链的单糖主要是木糖、甘露糖和葡萄糖，4。构成半纤维 素短的侧链糖基有：木、葡、阿、半、岩藻、鼠李、葡 萄醛酸、半乳糖醛酸等。
萜 烯 类
பைடு நூலகம்
脂 肪 酸
戊 糖 (D-木 糖 )
脂 肪 与 腊
(L-阿 拉 伯 糖 ) L-arabinose 糖 醛 酸 和 甲 氧 基
醇 类
糖 醛 酸 化 物 methoxy 酰 基
(ethanoy)
一、主要化学成分
纤维素－－－骨架物质 碳水化合物 半纤维素－－填充物质 占总质量的80～95％ 木素－－－－粘合物质
四）、与纤维素有关的几个概念
1、综纤维素：指植物纤维原料中的全部碳水化合物，即纤维素与 半纤维素之和。故又称全纤维素（Holocellulose）
制样步骤：取样
有机溶剂抽提
原料粉碎
无酯试料
40目-60目之间的试样
除木素 各种方法制纤维素
注：（目：每英寸（25.4mm）宽度内经线的根数或网孔的个数）
化学制浆就是溶解木素，分离出纤维；木素是原料 及纸浆发色的主要原因。因此原料及纸浆中的木素含量 是制定蒸煮及漂白工艺条件的重要依据。 按照被保留在纸浆中木素的含量不同，可将纸浆区分为： 软浆：2%（木素） 半化学浆：15% 硬浆：8%（木素） 说明： 1、三类代表性原料的主要化成分见表1－1 2、造纸工业中除使用植物纤维外，有时也是用其他纤维 如合成纤维、矿物纤维及金属纤维 3、植物纤维原料的化学成分是我们利用原料、制定生产 工艺条件的基本依据，与产品的产量和质量有密切关系， 对生产过程及综合利用等方面也有影响。 4、植物纤维原料中的碳水化合物主要质纤维素和半纤维 素，但有些植物中还含有单糖、低聚糖、淀粉等碳水化 合物。