第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构

植物界
孢子植物 （隐花植物）
种子植物 （显花植物）
裸藻门
绿藻门
轮藻门
金藻门
甲藻门
藻类植物
褐藻门
红藻门
蓝藻门
细菌门
粘菌门
菌类植物
真菌门
地衣门……………….
苔鲜植物门
蕨类植物门
裸子植物门
高等植物
被子植物门
低等植物
裸子植物门
(Gymnospermae)
苏铁纲 (Gycadinae) 银杏纲 (Ginkgoinae) 松柏纲 (Coniferae) 红豆杉纲 (Taxinae) 买麻藤纲 (Gnetinae)
H OH
HO OH H HH o O
CH2OH
纤维素的化学结构式
（Haworth）
CH2OH
o H
O
OH H
H OH
H OH
OH H
o CH2OH
CH2OH
H o OH
O
OH
H H
n -2 H OH
2
Stereochemical Structure
• 天然状态下棉花纤维素平均聚合度（DP）约为15000、 木材纤维素约为10000、草类约为8000。
Global development of paper production, chemical pulp, and recovered paper consumption.
第二节 植物纤维原料的化学成分
一．主要化学成分 纤维素、半纤维素和木素。纤维素和半纤维素皆 由碳水化合物组成，木素则为芳香族化合物。
1．纤维素（Cellulose）
纤维素是不溶于水的均一聚糖。它是由D-葡萄糖基构 成的线状高分子化合物。纤维素大分子中的D-葡萄糖基之 间按照纤维素二糖联接的方式联接（1,4-β-苷键）。纤维 素具有特性的X-射线图。
高分子形状
➢ 线型（链状）高分子； ➢ 枝链型高分子； ➢ 网状结构高分子； ➢ 体型高分子。
如：大叶相思：Acacia auriculiformis A.cunn.ex.Benth
三、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 1 、 针 叶 材 (Needle leaved wood or Softwood or
Coniferous) 2 、阔叶材(Leaf wood or Hardwood or Dicotyledon)
（Noncellulose carbohydrate）。
（四）合成纤维、合成浆 人造丝、聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯等。 合成纤维可用于生产无纺布、过滤纸及一些特种纸等。
（五）回收纤维（ Recovered/Recycled Fiber-RCP ）
旧报纸（ONP）、旧杂志纸（OMG）、旧瓦楞箱纸板 （OCC）等。
美国废纸商协会1997年废纸出口贸易指南PS-97中将 废纸分为51个等级和33个特殊等级。
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。
生物结构方面：主要研究植物细胞形态和微细结构。 化学特性方面：主要研究植物纤维原料的三种主要组
成，既：纤维素、半纤维素和木素。
另外也对植物纤维原料的少量组成进行了解。如：有 机溶剂抽出物、果胶质、灰分等等。
1．针叶材
裸子植物门松柏纲植物因叶多为针状，故称为针叶 木。商业上称为软木。如：云杉、冷杉、马尾松、落叶 松、红松、白松。
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。
（二）非木材纤维原料 1．禾本科纤维原料 2．韧皮纤维原料 3．籽毛纤维原料 4．叶部纤维原料
松柏纲
松、杉、柏及南洋杉科
被子植物门
双子叶植物纲 单子叶植物纲
双子叶植物纲 单子叶植物纲
阔叶材 禾本科
二、植物的命名
国际通用的学 名，基本采用了 1753 年瑞典植物学 家林奈 (Carl von Linne) 所倡用的 “双名法”作为统 一的植物命名法。
« 第一个词是属名，相当于“姓”，词性：名词； « 第二个词是种加词，相当于“名”，词性：形容词； « 学名后面加上最早给这个植物命名的作者名的缩写；
• 但（木材）经过蒸煮与漂白制成的化学浆，其纤维素 的聚合度只有1000~1300左右。
2．半纤维素 (Hemicellulose)
• 半纤维素一词是由 E.Sehulze于1891年提出的； • 1939年由H.Staudinger改名为木聚糖（Wood
polyoses）； • 半纤维素又称之为非纤维素的碳水化合物
二、本课程与其它学科的关系
• 生物结构方面： 植物纤维化学与植物解剖学、植物分类学等有
密切相关。 • 化学性质方面：
植物纤维原料中的纤维素、半纤维素和木素都 属于高分子化合物。
三、本课程与造纸工业的关系
• 植物纤维原料 化学浆 漂白化学浆 打 浆 抄纸 纸张；
• 漂白化学浆 精制浆 人造丝、人造毛、电 影胶片、喷漆、食品添加剂等；
• 木素、半纤维素已应用于建筑、医药、食品、橡胶 等工业。
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
一、植物的分类原则 分类学的主要等级为：界(Kingdom)、门(Division)、 纲 (Class) 、 目 (Order) 、 科 (Family) 、 属 (Gerus) 、 种 (Species)，“种”是最基本的单位。
1．禾本科纤维原料
稻草、麦草、芦苇、荻、甘蔗渣、高梁杆、玉米杆、 麻杆、毛竹、慈竹、白夹竹、楠竹等。
来自百度文库
2．韧皮纤维原料
红麻、亚麻、黄麻、苎麻、大麻、棉杆皮、桑皮、 构皮、檀皮、雁皮等。
3．籽毛纤维原料 棉花、棉短绒、古棉。
4．叶部纤维原料 香蕉叶、龙舌兰麻、甘蔗叶、龙须草等。
（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。
学名是用拉丁文来命名的，如采用其他文字语言时 也必须用拉丁字母拼音，即所谓的拉丁化。
« 完整学名：属名+种加词+命名人名缩写
如: 马尾松：Pinus massonniana Lamb. 云 杉：Cunninghamia lanceolata Hook.
« 三名法：属名+种加词+亚种或变种加词+命名人名缩写