第一章 植物纤维原料
植物纤维课堂笔记重点
第一章原料1 第一节植物界的基本类群一、植物的分类原则自然界植物的分类单位：界、门、纲、目、科、属、种种：具有相似性态特征，表现出一定的生物学特征有一定的生存条件，能够产生遗传特性相似的后代，在自然界有一定的分布区域的无数个体的总和。
它是植物分类学中最基本的单位。
2 "我们以马尾松为例说明植物..." 我们以马尾松为例说明植物的分类原则：1、各分类之间的联系是：亲缘关系相近的种归为同属，亲缘关系相近的属归为同科……，依此类推，最后都归属植物界。
2、各分类单位还可以分为更细的单位：比如，可分为亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、变种等。
马尾松-油松组-双维管束松亚属-松属-松亚科-松科-松杉目-松柏纲-裸子植物亚门-种子植物门-植物界3 二、植物的拉丁学名、组成及含义原因：植物的名称因语言不同而异、因不同地区而异，出现了同种异名或同名异种等现象。
由来：瑞典植物学家林奈（Carl von Linne）首创，经国际植物学会确认－－“双名法”双名法：以两个词来指给物命名的，第一个词是植物的属名，第二个词是“种名”。
完整的命明还须附上命名者的姓名缩写。
即“属名+种名+命名者的姓名”。
举例说明：柠檬桉－－Eucalyptus citriodora Hook.马尾松－－Pinus massioniana Lamb.云杉－－Picea asperata Mast.火炬松－－Pinus taeda Linn.4 三、现代植物的基本类群及其与制浆造纸的关系说明：1、自然界植物物种纷繁复杂，但可用于造纸的植物物种却只有少数种子植物。
2、裸子植物是国际造纸工业的最主要用木材原料。
造纸工作者致力于开发新的速生原料，主要是阔叶木，如桉木、意大利黑杨、三倍体毛白杨以及中林46号杨等。
3、我国裸子植物种类中多－－共11科41属238种47变种。
造纸用植物纤维原料分类简图种子植物——1）裸子植物-松柏纲（松科、杉科）2）被子植物-1单子叶植物（禾本科）、2双子叶植物（木本植物(阔叶木)）5 四、造纸植物纤维原料的分类及其代表性植物一）、木材纤维原料针叶木（软木）：云杉、冷杉、铁杉、落叶松、红松、马尾松……。
植物纤维化学第一章复习思考题.doc
第一章复习思考题名词解释1、a -纤维素2、纹孔3、纤维的粗度4、纤维素5、灰分6、（植物）纤维7、应变组织8、壁腔比9、0-纤维素10、果胶质11、柔性系数12、磨木木素13、综纤维素Y-纤维素15、杂细胞16、木质素17、树脂障碍18、硅干扰19、具缘纹孔20、二次纤维21、半纤维素22、树脂道23、管胞24、复合胞间二、判断题1、心材就是晚材，边材就是早材。
（）2、木材纤维原料可以分为两类：即针叶木和阔叶木。
针叶木有：云杉、冷杉、红松、马尾松、杨木等；阔叶木有柏木、桦木、桜木、樺木等。
（）3、所有的植物细胞都能用于造纸，如管胞、木射线薄壁细胞、木纤维、导管、木薄壁细胞等都是适合于造纸的。
（）4、一般來说，胞间层木素浓度最大，其总最也最多。
（）5、胞间层纤维素浓度最高，仅有少量木素.（）6、壁腔比〈1为劣等原料；壁腔比"为优等原料；壁腔比＞1为屮等原料.（）7、针叶木主要细胞是导管，其含量在95%以上，还有少量石细胞。
阔叶木主要细胞是管胞,其含量约为60%左右，木纤维约占30%左右。
（）8、纤维素是可以溶于水的不均一聚糖。
9、纤维索是由D-葡萄糖基构成的链状高分子芳香族化合物。
（）10、综纤维素是指植物原料中碳水化合物的全部。
理论值与实验测定值是一致的。
（）11、春材就是边材，秋材就是心材，树木由边材转变为心材后对造纸是有利的。
（）12、壁腔比大的纤维，成纸时纤维间的接触曲积较大，故结合力强，成纸的强度高。
（）13、针叶木与阔叶木、草类原料中木素的化学单元结构相同，都是由苯丙烷单元组成的线型大分子。
（）14、半纤维索含量在针叶木中含量最多，其次是阔叶木，含量最少的是草类原料。
（）15、有机溶剂抽出物是指用有机溶剂抽提植物纤维原料，能被有机溶剂抽提出来的那些成分称为有机溶剂抽出物。
（）16、纤维形态主要是指：纤维长度、宽度。
（）17、针叶木以其叶了的形状多为针形、条形或鳞形而得名，又由于此类植物材质大部比较坚驶，故国外多称之为硬木。
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。
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
植物纤维第一章习题参考答案
第一章1.如何将造纸住屋纤维原料进行分类？根据原料的形态特征、来源及我国的习惯，可大体上分类如下：一、木材纤维原料（针叶材原料、阔叶材原料）二、非木材纤维原料（禾本科纤维原料、韧皮纤维原料、籽毛纤维原料、叶部纤维原料）三、半木材纤维原料（棉秆）2、造纸纤维原料中，主要化学组成是什么？写出定义或概念纤维素：由β、D-葡萄糖基通过1，4-苷键联结而成的线状高分子化合物；纤维素在细胞壁中自外至内，含量逐步增多，次生壁中，S2 S3中，纤维素含量很高半纤维素：由多种糖基、糖醛酸基所组成的，并且分子中和往往带有支链的复合聚糖的总称；半纤维素的浓度趋势是胞间层及细胞外层较高，次生壁特别是S2层中含量最低木素：由苯基丙烷结构单元通过醚键、碳-碳键联结而成的芳香族高分子化合物。
木素浓度分布CC（胞间角隅）＞CML（复合胞间层）＞S3＞S1＞S2，含量上S2最多3、比较纤维素和半纤维素的区别。
纤维素与半纤维素共同存在于大多数植物细胞壁中。
纤维素全部由葡萄糖单位聚合而成，而半纤维素是一种杂聚多糖，在酸性环境下半纤维素远较纤维素易于水解。
半纤维素比纤维素的分子要小，大约含有500到3000个单糖单位，后者大约含有7000到15000个。
半纤维素是分支的聚糖，而纤维素是不分支的。
半纤维素具有亲水性能，可以造成细胞壁的润胀，赋予纤维弹性。
一般木材中，纤维素占40～50%，10～30%的半纤维素纤维素体现了纸浆纤维的聚合度。
生产过程中必须尽量保护，以免造成得浆率下降，半纤维素填充在纤维之间和微细纤维之间的粘合剂，聚合度低，4.写出综纤维素的定义及四种制备方法、并指出哪种方法比较好？定义：又称总纤维素，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称）氯化法、亚氯酸钠法、二氧化氯法、过醋酸法5.如何自综纤维素制备α－纤维素？并指出其化学组成。
17.5%NaOH在20℃下处理总纤维素45min，将其中的非纤维素的碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物即为α—纤维素6.如何自漂白化学浆制备α－纤维素、β－纤维素、γ－纤维素？并指出各自的化学组成。
植物纤维
亚麻工艺纤维
亚麻织物
亚麻织物
（三）黄麻
Jute
产地：生长于亚热及热带，有圆果种、长果种 形态：长1~2.5mm，宽10~20um 多边形截面，有中腔 公定回潮率: 14%
黄麻绳索
黄麻产品
（四）汉麻（工业用大麻） 形态：长16~20mm, 宽18um，纵向有裂 纹和微孔与中腔相连 性能：抗菌、抗静电、
主链价键: 1,4 甙键 官能团: 三个羟基， 甙键 空间构型: 椅式结构
2. 形态结构:
外皮 由蜡质、脂肪和果胶组成 初生层 棉纤维横截面 次生层 中腔 初生胞壁 S1 S2 S3 由网状原纤组成
棉纤维横、纵向
截面结构
双边结构: 棉纤维干涸后，次生胞壁的各个部位在 断面结构上有显著不同的现象.
3)按原棉色泽分
白棉: 正常成长、吐絮的棉花
主要纺织原料，洁白、乳白或淡黄色
白色棉 黄棉: 受霜冻的棉
灰棉: 产自多雨地区
彩色棉：棕、绿、红、黄、蓝、紫、灰
彩棉
纯棉织物 Cotton fabric
(二)棉纤维的形态及结构
1.化学组成
纤维素(94%), 多缩糖(0.9%),蛋白质(1%),脂肪与脂腊质 (0.6%),水溶性物质(3.3%) 灰分(1%) 纤维素单基: β－葡萄糖剩基,
剑麻 Sisal
剑 麻
剑 麻
剑麻产品
二
蕉麻
马尼拉麻、菲律宾麻 产于热带、亚热带， 工艺纤维长1~3米 工艺纤维: 半脱胶的束状 纤维，经梳理加工制成的 适合于纺纱工艺要求的麻 纤维
三 菠萝叶纤维 （凤梨麻） Pineapple
凤梨麻工艺品
椰子纤维
实验
纤维细度测试 天然纤维: 白棉、彩棉、羊毛 化学纤维：粘胶、涤纶、腈纶、氯纶 两人一组，天然纤维任选一种，化学纤维任选一种， 报给课代表。 纺织纤维鉴别 棉、羊毛、麻、涤纶、腈纶、锦纶
档案保护技术学第一章第一节造纸植物纤维原料的质量与纸张耐久性
第一章纸质档案耐久性——纸张纸张的定义：由悬浮在流体中的纤维（造纸纤维）在网上互相交织，再经过压榨和干燥后生产的薄页物。
纸张纤维交织图档案制成材料的耐久性(durability)：是指在保存和使用过程中，档案制成材料抵抗外界理化因素的损坏和保持原来理化性能的能力。
耐久性的好坏是决定物质寿命的重要因素。
第一节造纸植物纤维原料的质量与纸张耐久性一、造纸植物纤维（plant fiber）原料的种类（一）木材纤维原料1.针叶木：杉、松、柏等2. 阔叶木：杨、桦、榉等（二）非木材纤维原料1.种毛纤维：主要是棉花、木棉等2.韧皮纤维：麻纤维，如亚麻、大麻、黄麻等树皮纤维，如檀皮、桑皮、楮皮等3.禾本科纤维：竹子、芦苇、龙须草等二、植物纤维细胞的结构（一）植物纤维细胞植物纤维细胞概念：植物体内的一种两头尖、中间空、细而长、细胞壁厚的死细胞。
这类细胞成纺锤状，富有挠曲性(flexibility)和柔韧性，彼此有交织结合力。
（二）植物纤维细胞壁的结构细胞腔和细胞壁。
细胞壁有一定厚度，又分为初生壁、次生壁(外、中、内三层)两个相邻纤维细胞之间的细胞间隙质，称为胞间层。
胞间层把各个相邻细胞连接起来，使植物有一定机械强度，胞间层与初生壁在一起合称复合胞间层。
植物纤维细胞壁结构示意图（三）细胞壁的化学成分纤维素和半纤维素主要在次生壁的中层和内层，木质素主要在复合胞间层和次生壁外层。
三、造纸植物纤维原料的质量（一）纤维形态长度（mm）、宽度（µm）、长宽比（必须大于30的纤维细胞原料才能造纸）、均一性(homogeneity)、壁腔比长宽比越大、均一性越好、壁腔比小于1，是造纸好原料。
（二）化学成分的含量纤维素含量越高（必须大于40%的纤维细胞原料才能造纸），半纤维素适量（11%），木质素越少，是造纸好原料。
（三）杂细胞的含量造纸原料中非纤维细胞称杂细胞，含量越少越好。
棉纤维（含破布纤维）> 麻纤维> 树皮纤维> 针叶木纤维 > 阔叶木纤维 > 禾本科多年生竹纤维＞一年生草类纤维电子显微镜视野下针叶木纤维针叶木管胞加拿大进口干木浆构树皮（潜山汉皮纸的主要原料） 木材纤维原料思考题： 1. 我国造纸原料是否丰富？为什么我国纸质档案保护任务较重？ 2. 衡量造纸植物原料质量标准有哪些依据？3. 造纸纤维、植物纤维细胞、纤维素三者之间基本概念有什么区别？4. 造纸植物原料质量与纸张耐久性的关系是什么？名词解释和基本概念纸张 纸张耐久性 植物纤维 植物纤维细胞壁构造 杂细胞 壁腔比。
植物纤维原料的化学组成..
原料总质量的80％～95％
1、在细胞壁中，微细纤维、 半纤维素和木素以不连续的 层状结构绕细胞腔排列着 2、三种主要成分在细胞壁中 不是均匀分布的 3、微细纤维是细胞壁的骨架 物质
4、木素和半纤维素是细胞壁 中的填充物质，是微细纤维 的“填充剂”和“粘合剂”。 木材纤维次生壁中微细纤维－半纤维
素－木素之间的微细结构关系
-纤维素、-纤维素、-纤维素、工业纤维素
不溶解部分 -纤维素（纤维素和抗碱的 半纤维素）
17.5%NaOH （24%KOH）
沉淀部分 -纤维素
（高度降解的纤维 素和半纤维素） 工业半 纤维素 不沉淀部分 -纤维素 （半纤维素）
漂白化学浆 或综纤维素
20℃处理45min
醋酸中和 溶解部分
（含0.1-0.3%木素， 纤维素发生水解降解 半纤维素亦有溶出） 大部分半纤维素水解
b.制备纤维素时，制备方法、制备条件不同，半纤维 素、木素溶出程度不同，纤维素降解程度不同。因而 会得到各种“纤维素”，因此在表明分离得到的纤维 素时除了给出量值外还必须给出分离方法。
与制浆造纸的关系
1. 原料的纤维素含量高低，是评价原料的 制浆造纸价值的基本依据。
3）灰分
（1）定义
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
原料 针叶木 阔叶木
<1(0.1~1.0%) CaO,K2O和Na2O
含量
组成
存在 树皮 叶部
草类
>2%(2~5%)* * 稻草（10~15%)
SiO2
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％；
显微镜及纸张剖析
上，用绢布轻轻的擦拭，除去灰尘。选择适宜倍数的接目镜和接物镜，小心将物镜装上转换器时，必须用 左手手指持镜头。用右手按螺纹方向拧上，防止镜头摔坏。
显微镜在观察前，要先进行采光，使显微镜的位置放好后，拨动反光镜和调整光圈，以获得柔和均匀 的光线。采光不宜采用直射的阳光，采光调好后，便可将预先制备好的标本玻片放在载物台上进行观察。 观察时先将镜筒旋下，接近标本的盖玻片在旋转粗调节将镜筒慢慢升起，从镜筒中观察，调节好焦点，如 模糊不清，可旋动细调，调节至清晰为止。
由于植物纤维的长短，宽窄不均匀，一般测量至少每次 200 到 300 根，甚至更多，方能得到较为准确 的结果。由于时间问题，本次实验每种原料测 10 根。 1.3 结果计算
纤维的实际长度＝所量得纤维长度所占的刻度数 × K;
2
纤维平均宽度/纤维平均长度=纤维的长宽比; 报告结果以所得到的纤维长宽度的最大值、最小值、平均值以及长宽比表示。 2 纤维长宽度的分布频率的测定 由于植物纤维原料的长宽度分布很不均匀，仅用简单的数学平均值表示显然不能反映出长宽度的分布 全面情况，而将纤维的平均长度和长宽分布频率联合表示。则能较好的反映出原料纤维中纤维长宽度的全 面情况。 定义：将纤维按其长度（或宽度）的大小划分不同的级分，测定在每个长度（或宽度）级分内的纤维 数据对测定的纤维总根数的百分比，即为纤维长度（或宽度）的分布频率，如以 n 表示纤维长度宽度级分
0.05mol/L HCl 中和，放置 5 分钟。倾弃酸液清水清洗、分散，制成滤片或
纤维悬浮液备用。
含湿强剂的纸样
先用乙醇将试样浸泡 15 分钟，风干后用 50g/l 硫酸铝溶液煮沸 20 分钟。 倒掉硫酸铝溶液，用水冲洗数次，撕成小片，再按上述一般纸的操作方法
【材料】印刷材料学PPT课件
d : 苯的密度
.
32
二、平均孔半径 指长度等于纸页厚度之孔隙的当量半径 仅表示孔隙量的相对大小，并不能说明孔
隙的大小、形状和分布 经测定发现：
沿纸页纵向的平均孔径半径最大 沿厚度方向的平均孔径半径最小 三、孔径分布 孔径分布对于印刷纸的重要性
.
33
第三章 纸和纸板的基本物理性能
学性能 3、 匀度的测量
MK Formation Analyzers: Drum Scanner Model MK975
.
24
第三节 纸张的水平结构及垂直结构
一、纸张的水平结构
纸页的力学性质不仅取决于纤维间的 接触，即纤维间交叉总量，还取决于纤 维网络中每根纤维的交叉数量。
.
25
Microscopic image of paper surface
纸张表面 微观结构
.
26
Two-dimensional random fiber network approximation excluding the free fiber ends.
.
27
二、纸张的垂直结构：
1、纤维间粘结的程度——垂直结构中最重 要的结构性质
Z向强度：纸张在垂直方向的抗张强度
第一篇 承印材料
第一章 印刷纸的组成
第一节 印刷纸的基本组成——植物纤维 一、造纸植物纤维原料的种类 1、木材纤维原料 2、非木材纤维原料
.
1
几种纤维的比较
.
亚麻 木 棉 丝 微细纤维
2
二、造纸纤维原料的化学组成及特点
1、纤维素 2、半纤维素 3、木素 4、木材、草类和棉纤维的组成特点
.
3
第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构
15
Tianjin University of Science & Technology
2、阔叶材 被子植物门的木本植物是阔叶的、故称为阔叶材， 商业上称为硬木。如：杨木、桦木、枫木、桉木、榉木、 槭木、相思木等。
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
20
Tianjin University of Science & Technology
（三）半木材纤维原料 这类原料主要指棉秆。棉秆的形态、结构介于木 材和禾本科原料之间；分类学上属于棉葵科、棉属。 其化学成分、形态结构及物理性质与阔叶材相近。
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
23
Tianjin University of Science & Technology
Global development of paper production, chemical pulp, and recovered paper consumption.
第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构
单/击/此/处/添/加/副/标/题/内/容
Tianjin University of Science & Technology
序论
一、植物纤维化学主要研究的内容 重点研究制浆造纸植物纤维原料的生物结构、化
学组成、化学结构及它们的物理和化学性质。
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
林产化学工艺学
第一篇天然树脂生产工艺学树木提取物:用水或有机溶剂从树木的各个部分提取出来的产品,或用水蒸气蒸馏树木各个部分得到,特点:提取过程中不引起木材结构或组成上的改变。
原料可以进行综合利用。
提取物分类:天然树脂、栲胶、精油、其他林特产品。
天然树脂生产工艺学:是研究天然树脂产品的基本化学性质、加工理论和生产技术的科学。
同时,为了更进一步扩大其用途和改善品质,阐述和讨论了产品再加工的途径和生产工艺。
松香的改性产品主要有氢化松香、聚合松香、歧化松香马来松香。
松香衍生物产品包括松香酯、松香盐、松香腈、松香胺等。
第一章生产松香、松节油的原料从化学组成看,松脂主要是固体树脂酸溶解在萜烯类中所形成的溶液。
松节油:挥发性的萜烯类物质,松香:非挥发类的树脂酸,脂松香和脂松节油:从生活的松树上采集松脂,松脂通过水蒸气蒸馏的得到的松香和松节油。
木松香和木松节油(浸提松香和浸提松节油):用有机溶剂浸提松根明子,浸提液再加工提取的松香和松节油。
浮游松香和浮游脂肪酸:在硫酸盐法松木制浆生产中,木材的树脂酸和脂肪酸溶于碱液中,碱液浓缩得到硫酸盐皂,硫酸盐皂经酸化后得到粗浮油,在进行减压分馏后得到的松香和脂肪酸。
硫酸盐松节油:从松木蒸煮过程排汽中回收得到的松节油。
第一节、松脂采集采脂:在松树树干上有规律的开割伤口,引起松脂大量分泌和收集松脂的作业称为采脂。
松脂的形成条件:1、充足的光照条件2、一定浓度的二氧化碳3、土壤中吸收充足的水分和无机营养采脂是一个笼统的叫法。
松脂采割是指在松树树干上定期有规律地开割割口,并收集从割口流出来的松脂的操作。
化学采脂:化学采脂使用化学药品刺激松树,使之多分泌松脂,延长流脂时间,提高松脂产量和劳动生产率。
第二章松脂化学基础第一节、松脂的组成与性质松脂的组成:固体树脂酸,液体萜烯类。
从化学角度看松脂组成:1、酸部分,2、中性油部分第二节、松节油的组成与性质我国生产的松节油,绝大部分是脂松节油。
1、脂松节油的组成由松脂加工生产分离的松节油叫脂松节油。
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。
植物纤维化学第一章思考题作业
1.如何将造纸纤维原料进行分类？木材纤维原料: 1 针叶材，叶子多呈针状，材质比较松软，如马尾松、落叶松、云杉、冷杉、火炬松等。
2 阔叶材，叶子多呈宽阔状，材质较坚硬，如杨木、桉木、桦木、相思木等。
非木材纤维原料：1 禾本科纤维原料。
稻草、麦草、芦苇、荻、甘蔗渣、高梁杆、玉米秆、麻杆、竹子等。
2 韧皮纤维原料。
树皮类：棉秆皮、桑皮、构皮、檀皮、雁皮。
麻类：红麻、亚麻、黄麻、青麻、大麻。
3 籽毛纤维原料棉花、棉短绒、棉质破布4 叶部纤维原料。
香蕉叶、龙舌兰麻、龙须草等半木材纤维原料:棉秆,其化学成分、形态结构及物理性质与软阔叶材相近2.植物纤维原料的主要成分和次要成分是什么？主要：木质素，纤维素，半纤维素次要：有机物（有机溶剂抽出物），无机物3.什么是综纤维素，a-纤维素，B-纤维素，r-纤维素和工业半纤维素？综纤维素：又称总纤维素，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称）a-纤维素：用17.5%NaOH或（24%KOH）溶液在20℃下处理综纤维素或漂白化学浆45min，将其中的非纤维素碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物，分别称为综纤维素的α-纤维素或化学浆的α-纤维素。
B-纤维素：漂白化学浆经上述处理后所得到的溶解部分，用醋酸中和后沉淀出来的部分r-纤维素：不沉淀的部分工业半纤维素：r-纤维素和B-纤维素之和。
4.木素的基本结构单元是什么？在针叶材、阔叶材以及禾本科植物细胞壁中，木素的含量和结构单元种类有何差异？木素是由苯基丙烷结构单元通过醚键和碳-碳键连接构成的具有三度空间结构的天然高分子化合物。
根据—OCH3数量的差别，大致有三种类型，即：愈创木基丙烷、紫丁香基本丙烷和对羟基丙烷。
针叶木木素：14%--16%主要是愈疮木基丙烷结构单元阔叶材木素：19%—23%主要是紫丁香基丙烷和愈疮木基丙烷结构单元禾本科木素：14%—15%主要是紫丁香基丙烷和愈疮木基丙烷结构单元还有对羟基丙烷5.植物纤维细胞壁的结构有何特点？由胞间层，初生壁，次生壁三部分构成。
最新植物纤维化学(通俗易懂)
1、常见原料的细胞组成比较
针叶材：管胞、木射线管胞和木射线薄壁细胞；
阔叶材：木纤维、管胞、导管、薄壁细胞及木射线薄壁细胞；
禾本科：纤维细胞、杂细胞。
多数杂细胞都具有腔大、壁薄、长度短的特点，制浆时会吸收大量蒸煮药液；洗浆时会堵塞洗浆机洗鼓的网孔，降低洗涤能力；成纸时缺乏粘结、交织能力，降低成纸的强度；表皮细胞在碱法制浆时会增加废液的硅含量，形成硅干扰；在酸法浆中则成片状存在、增加纸病。总之，原料的杂细胞含量越高，其制浆造纸价值就越低。
2、阔叶材（leaf wood）
原料的叶子多为宽阔状，故称为阔叶材原料。原料的材质较坚硬，称为硬木（hard wood）。制浆造纸工业用得最多的是白杨、意大利杨、欧美黑杨、桦木、枫木、桉木、榉木、楹木等（如图1-2所示为杨树）。
二非木材纤维原料
非木材纤维原料是我国造纸工业中使用较多的原料，其品种繁多。其中，有一年生的农业废料，也有自然生长或人工培植的禾本科等各种原料。
1.2
注：各种细胞的含量以各种细胞的面积对全部细胞的总面积的百分数计。
2、木薄壁组织
针叶材中的射线细胞，壁薄而腔大，长度小，呈长方形，是木材中沿径向排列的细胞，在横切面上呈辐射状，并贯穿多个年轮；在木质部中称为木射线，在韧皮部中称韧皮射线。
在树木的生产过程中，射线细胞通过纹孔与其他细胞相通，起着横向流通及储存营养的作用；在蒸煮过程中，木射线有利于药液的扩散。尽管针叶材的射线细胞体积甚小，长度极短，没有制浆造纸价值，但由于其量不多，故对纸浆（张）的质量不会产生不良影响。
（3）径切面：
2、细胞类型、含量及形态
（1）木纤维：
木纤维（wood fibre），即纤维细胞，是阔叶材的最主要细胞和支持组织。纹孔多是具缘纹孔，由于细胞壁状增厚，使纹孔由长椭圆形逐渐变为缝隙状或孔腔完全消失而成为单纹孔。平均长度为1mm，直径一般小于20um，阔叶木浆不适于单独抄造高强度纸张。阔叶材中的纤维细胞含量明显低于针叶材的纤维细胞含量，多数材种的纤维细胞含量为60%～80%。（如表1-1所示）
1植物纤维原料共18页word资料
第一章植物纤维原料第一节植物纤维原料的分类“纤维”在制浆造纸工业中是指长宽比较大，纤细的丝状物。
由于其形态的特征，容易相互交织而形成纤维薄层，即我们通常所说的纸页。
造纸工业纤维主要来源于植物纤维原料。
纤维是构成植物纤维原料的主体，也是制浆中力求得到的成分。
目前应用于制浆造纸的纤维原料种类繁多，以造纸工业原料的传统分类方法，造纸植物纤维原料可分为以下几类：木材纤维原料：针叶木：云杉、冷杉、臭杉、马尾松、落叶松、红松等。
阔叶木：白杨、青杨、桦木、枫木、榉木、按木等。
草类纤维原料：稻草、麦草、芦苇、芦竹、甘蔗渣、高粱秆、玉米秆等。
竹类纤维原料：慈竹、毛竹等。
韧皮纤维原料：大麻、亚麻、黄麻、桑皮、棉秆皮、构树皮等。
叶纤维原料：龙须草、剑麻、菠萝叶等。
种子毛纤维原料：棉花、棉短绒等。
除植物纤维外，有时在生产某些特种纸时，还配用少量其它纤维，如动物纤维：羊毛、蚕丝。
矿物纤维：石棉、玻璃纤维。
合成纤维：尼龙、聚丙烯腈、聚脂。
第二节植物纤维原料的细胞种类一、植物体的结构从植物的结构来看，大多数植物体可分为根、茎、叶三部分。
大部分植物纤维原料都是用它的茎秆制浆（叶纤维类、韧皮纤维、种子毛纤维除外）。
茎秆部分含纤维细胞较多，但由于在收割时不可避免混入植物的叶子等其它部分。
因此，研究植物各部分的结构以及细胞种类，是制浆造纸原料选择的基础。
植物的叶部其功能是为植物体制造营养成分。
叶肉细胞为壁薄、含汁、有生命的细胞，一般较短呈圆形或椭圆形。
除此之外尚有起支承作用的叶脉，由纤维状细胞组成。
叶的表面都有一薄层为了防止水分过分蒸发和起保护作用的表皮细胞，表皮细胞常分泌蜡质使细胞角质化，减少水分蒸发。
有气孔，进行植物的呼吸作用。
有时还有毛刺、刚毛实行植物的生物保护。
图1-1为禾草类植物叶部的表皮组织。
图1-1禾草类植物叶部的表皮组织1—气孔器2—长细胞3—栓质细胞4—硅细胞5—表皮毛一般来说，植物的叶子含纤维状细胞较少，都不用作造纸，在备料中尽量除去。
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1.2.2 生物结构
1.2.2.1 木材纤维原料的生物结构
树木的结构 树冠 树干：树皮、形成层、 木质部、髓 树根
④ 木质部（xylem）
形成层与髓心之间木材部分，是造纸的主要原料。
Here is a scanning electron micrograph of a wood which shows the abrupt transition zone from earlywood to latewood. This is Douglasfir.
半纤维素是无定形物质，聚合度较低，易吸水 润胀。
④与制浆造纸的关系
• 1、对一般纸浆，半纤维素是尽量保留成分， 提高纸浆得率，对纸浆的性能及成纸性能 也有良好的影响；
• 2、生产纤维素衍生物用的化学浆，应尽量 除去，以免影响纤维素的化学加工。
1.1.2.3 木素的来源
定义 木素是由苯丙烷结构单元(即C6-C3单元) 通过醚键、碳-碳键等连接而成的具有三维空 间结构的芳香族高分子化合物.
与制浆造纸的关系
1. 原料的纤维素含量高低，是评价原料的 制浆造纸价值的基本依据。
棉：95－99％，苧麻：80－90％ ，木材：40－50％ 竹：40－50％ ，麦草：30－49％
2. 它是植物纤维原料和纸浆的主要化学成 分，在制浆过程中尽量不受破坏。
1.1.2.2 半纤维素的来源
存在于植物细胞壁中
第一章 植物纤维原料
（一）木材纤维原料 1、针叶材（softwood）
这类植物的叶子多呈针状、条状或鳞型，材质比 较松软，纤维较长。代表植物：松、柏、杉等。
马 尾 松
水杉
杉木
2. 阔叶材（hardwood）
叶子多为宽阔状，材质坚硬，称之为硬木，造纸工业中使用 的是材质较松软的品种，如杨、桉、柳、楹木、相思木等。
是植物细胞壁三大组分之一 是地球上最丰富最、廉价的可再生资源之一 3.5*1010t/y
① 什么是半纤维素 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。
② 半纤维素的特点
有两种或两种以上的糖基组成的不均一聚糖， 大多带有短的支链。 构成半纤维素主链的糖基有：木糖基、葡 萄糖基、甘露糖基 构成支链的糖基有：木糖、葡萄糖、半乳糖、 阿拉伯糖、葡萄糖醛酸
大麻 青麻
③籽毛纤维原料：棉花、棉短绒及棉质破布等。
棉花
④叶部纤维原料：龙舌兰、香蕉叶、甘蔗叶、 龙须草等。
龙须草
龙舌兰
香蕉叶
甘蔗基地
（三） 其它非木材纤维原料
主要指棉杆，结构介于木材和禾本科原料之间。
废新闻纸 (ONP)
纸箱与纸板废纸 OCC（Old Corrugated Container）
原料总质量的80％～95％
1、在细胞壁中，微细纤维、 半纤维素和木素以不连续的 层状结构绕细胞腔排列着 2、三种主要成分在细胞壁中 不是均匀分布的 3、微细纤维是细胞壁的骨架 物质
4、木素和半纤维素是细胞壁 中的填充物质，是微细纤维 的“填充剂”和“粘合剂”。 木材纤维次生壁中微细纤维－半纤维
素－木素之间的微细结构关系
Red pine is another species that illustrates the abrupt change of the transition zone. The two large holes on the cross section are resin canals.
图1-2
木素基本结构单元
C C C C C C C C C
OCH3 OH
H3CO OH
OCH3 OH
愈创木基 Guaiacyl
紫丁香基 Syringyl
对-羟苯基 p-Hydroxyphenyl
G型
S型H型④与制Fra bibliotek造纸的关系对于化学浆而言，木素是尽量去除的成分， 提高纸浆的性能及成纸性能。 化学法制浆中 产生黑液的 “罪魁祸首”
1、纤维素(cellulose)的定义及其与制浆造纸的关 系
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。 纤维素是由葡萄糖基环构成的，其构型是β－D－ 型 葡萄糖构型。 纤维素是植物原料的最主要化学成分，也是纸浆、 纸张的最主要、最基本的化学成分。
蔗渣的薄壁细胞
图1-3 杨木的导管
图1-4 稻草纤维细胞
杨木导管
带 有 小 舌
尾叶桉导管
带有 小舌 具有 桉木 导管 的特 点
烧碱蒽醌法麦草浆
纤维 表皮 细胞 导管 等杂 细胞
1.2.1.1 植物纤维原料的主要成分
纤维素 微细纤维 纤维细胞壁的网状骨架 填充在纤维之间和微细 纤维之间的"粘合剂"和 "填充剂" 半纤维素 木素
三倍体毛白杨
尾叶桉
马占相思
（二）非木材纤维原料
① 禾本科纤维原料： 竹子、芦苇、荻、芒秆、甘蔗渣、麦草等。
甘蔗渣
竹子
芦苇 麦草
稻草
玉米杆
② 韧皮纤维原料：
树皮类：桑皮、檀皮、构皮、棉秆皮等。
麻类：红麻、大麻、黄麻、青麻、亚麻等。
构树韧皮中含有大量优质纤维,纤 维色泽洁白,具有天然丝质外观,手 感柔软,具丝和棉的感觉,性能稳定 性较好,耐腐蚀性较好,是做宣纸、 人造棉、钞票用纸的好材料。