植物纤维第一章习题参考答案.doc

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。1

7.5%NaOH在20℃下处理漂白化学浆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，用醋酸处理溶解出的部分，中和沉淀的为β－纤维素（高度降解的纤维素及半纤维素），不沉淀部分为γ－纤维素（全为半纤维素）

7.如何制备Cross and Bevan纤维素？

采用氯气处理湿润的无抽提物试料，使木素转化为氯化木素，然后用亚硫酸及约含2%亚硫酸钠溶液洗涤、以溶出木素。重复以上处理、直至加入亚硫酸钠后仅显淡红色为止。

8.如何制备硝酸乙醇纤维素？

用20%的硝酸和80%乙醇的混合液，在加热至沸腾的件下处理无抽提的试样，使其中的木素变为硝化木素、溶于乙醇中而被除去，所得残渣既为硝酸乙醇法纤维。

9. 写出有机溶剂抽出物的定义、并指出常用的有机溶剂有哪些？

有机溶剂抽出物是指植物纤维原料中可溶于中性有机溶剂的那些化合物。常用的有机溶剂：乙醚、苯、丙酮、乙醇、苯-乙醇混合液、石油醚等。

10.写出针叶材、阔叶材和草类原料、各自的有机溶剂抽出物的化学组成及存在的位置？

针叶材：主要组成：松脂松香：树脂酸（松香酸）、脂肪酸、中性物等。松节油：萜烯类的

混合物α-蒎烯（生物制药的重要成分）、β- 蒎烯等。存在位置：树脂道和射线薄壁细胞中。阔叶才：组成：游离的及酯化的脂肪酸，中性物；不含或只含少量松香酸。存在位置：木射线薄壁细胞与薄壁细胞中。

禾本科：主要成分：蜡质，伴以少量的高级脂肪酸、高级醇等。

存在位置：禾本科表皮层的外表面

11.叙述木材的粗视结构。

1、木材解剖的三个切面

2、树心

3、树皮

4、形成层

5、木质部

6、年轮、生长轮

7、春材、秋材

8、边材、心材

9、环孔材、散孔材

12.叙述针叶材和阔叶材的生物结构，细胞含量及细胞功能？

针叶材主要由管胞和木射线细胞构成。管胞占木质部总体积的90~95%，疏导水分，机械支撑作用；木射线细胞占木材体积的5-10%

阔叶材的生物结构包括：木纤维、导管、薄壁细胞

•木纤维是阔叶木的主要组成细胞，约占60~80%，是机械支撑组织。导管是水分输导组织，薄壁细胞贮存组织也是输导组织

13.植物细胞壁上纹孔的种类及功能？

单纹孔和具缘纹孔半具缘纹孔

作用——在活立木中是相邻细胞间水分和养料的通道。

制浆造纸过程中药液渗透的主要通道。

在木材工业中木材的干燥、防腐和阻燃浸注、化学反应、提取物浸出都与纹孔的渗透性有关。14.叙述草类原料纤维细胞的来源及纤维细胞特点。

竹子纤维含量较高，杂细胞含量较低。

玉米秆、高梁秆纤维含量很低，杂细胞含量很高。

纤维特点：短，一般小于2mm，竹子除外

细，一般小于20µm，部分甘蔗除外

15.指出纤维形态包括哪些？这些纤维形态学指标与纸张性能之间的关系。

纤维形态是指纤维的长度、宽度、长宽比、壁厚、壁腔比和纤维的粗度等。长宽比大的纤维，成纸时单位面积中纤维之间相互交织的次数多，纤维分布细密，成纸强度高

纤维的壁腔比小，即纤维的柔软性好，成纸时纤维的接触面积增加，故结合力强，成纸的强度高；反之，壁腔比大的纤维则僵硬，成纸时纤维的接触面积减少，结合力小，成纸的强度差。

粗度大（>30dg）的纤维原料，成纸松厚度高，但裂断长、耐破度、撕裂度、耐折度等强度指标较低，纸页粗糙，平滑度也较低。反之，粗度小（<10dg）的纤维成纸细腻，平滑度好。

16.从细胞形态的角度分析、哪种植物纤维原料为造纸的优质原料？

植物体内管状或长纺锤状的细胞，在造纸技术上称做纤维。

植物纤维形态①针叶木：含有管胞、射线细胞和射线管胞等，管胞占木材容积90％以上，长1.5～5.6mm，宽30～75µm，是造纸的优质纤维；②阔叶木：木纤维长0.7～1.7mm，宽20～40µm，占木材容积的25～35％，其中以韧型木纤维最多。③禾本科植物：含有的纤维细胞约占细胞总量的50～60％,纤维一般长1～1.5mm,宽10～20µm，禾本科植物及阔叶木所制纸浆，因其纤维较短和所含非纤维状细胞较高，质量不如针叶木。

17.简述针叶材管胞的超结构。

•细胞壁的层次构成、层次的厚度、不同层次微细纤维的取向、微细纤维的精细结构等。胞间层：0.1—0.2um 初生壁(P)0.1um 微细纤维是紊乱的次生壁：S1 占细胞厚度的10％—20％微细纤维是左右螺旋交叉排列角度为50°—70°；s2占70％——90％，决定细胞厚度的最主要层次，单螺旋向10°——20°；s3层占2％—8％，单螺旋向60°-90°。

18.叙述草类原料纤维细胞的超结构与针叶材管胞超结构的异同？