植物纤维化学复习总结

植物纤维化学总结

第一章

1 纤维素(Cellulose) 半纤维素(Hemicellulose ) 木素(Lignin )

针叶材(needle leaved wood 或soft wood ) 阔叶材(leaf wood 或hard wood ) 草类(straw )

2、a—纤维素：用17.5%NaOH或(24%KOH )溶液在20 C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a

-纤维素或化学浆的a -纤维素。

英文翻译：The holo-cellulose or bleached chemical pulp is treated with 17.5% sodium hydroxide soluti on or 24% potassium hydroxide solution at 20 centigrade for 45 minitues; most of the hemicellulose is released and the complex composed of residual cellulose and anti-alkali hemicellulose is called a -cellulose of holocellulose or a -cellulose of chemical pulp.(重点)

3、有机溶剂抽出物及其对制浆造纸的影响。

针叶材的抽出物：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(Rosin Acids)、萜烯类化合物、脂肪酸(Fatty Acids)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。

阔叶木的抽出物：主要含游离的已酯化的脂肪酸、中性物、多酚类化合物，不含或只含少量松香酸。主要

存在于木射线和木薄壁细胞中。

对制浆的影响：①蒸煮时抽出物的含量高(特别是心材)会阻碍药液浸透，增加蒸煮时的药品消耗，延缓蒸煮过程；②碱法蒸煮时，抽出物与碱反应，生成皂化物(塔尔油) ；酸法制浆时，这些抽出物只是被

加热、软化成油状物，漂浮在纸浆悬浮液中，易黏附在浆池壁、管道内壁、流浆箱、毛毯、造纸网、烘缸、

纸张等处，导致粘辊、糊网、毛毯透气度、纸张有透明点等给生产过程及纸张质量带来不良影响—树脂

障碍”;③抽出物中有些多酚类物质在蒸煮时易与木素缩合，而一旦缩合将不能再碎裂，导致浆中有生片出现，严重的出现生煮”。此外，多酚类物质与木素间的缩合造成黑液黏度升高，不利于碱回收

4、常用造纸植物纤维原料比较。P21 (若是简答题主要回答划线部分就行)

棉花纤维以及棉短绒中，纤维素以外的杂质含量最低，因而具有制浆、漂白工艺最简单，造纸价值最高等特点。

针叶材、阔叶材和禾本科三类原料相比，针叶材的木素含量最高，阔叶材次之，禾本科原料(除竹子外)

木素含量最低。禾本科原料较易蒸煮、漂白，生产工艺条件需温和些；针叶材原料较难蒸煮、漂白，工艺条件需强烈些；阔叶材原料制浆、漂白难易程度则介于两者之间。

三类原料的半纤维素含量(及组成)明显不同，半纤维素含量高的原料，碱法浆得率高，纸浆易吸水润涨，

成纸具有紧度高、透明度高等特点。

木材原料的有机溶剂抽出物含量高，既赋予原料特有的颜色、特殊用途及经济价值；也将对制浆生产及工艺操作，废液回收，纸浆漂白剂白度稳定性方面造成影响。并且，阔叶材原料所造成问题会更突出一些。

禾本科原料的灰分含量明显比木材原料的高；且其主要成分是二氧化硅，对草浆洗涤、漂白液回收等方面

造成影响。碱法制浆时，增加碱回收的“硅干扰”；酸法制浆时，会引起纸的纸病。

韧皮纤维原料中果胶质含量较高,由于果胶质与金属离子的特殊关系，韧皮纤维原料中的灰分含量也较高。

5、春材(spring wood )或早材(early wood ):树木的每个年轮是由两部分组成的，靠树心部分的颜色较浅，是每年生长季节的前期生长出来的。

秋材(autumn wood )或晚材(late wood ):年轮中靠外圈、颜色较深部分，是每年生长季节的后期，即秋、冬天生长出来的。木质部中靠边缘的、颜色较浅的部分，称为边材(sap wood )。树木在生长过程中，木质部靠树心的部

分组织逐步被树脂、单宁、色素等物质填充而失去活性变成死细胞，称为心材(heart wood )

6、针叶材的细胞类型、含量及形态(重点) p26~28

针叶材中的细胞最主要是管胞，并有少量的木射线，一般不含导管

(1) 管胞：针叶木的最主要细胞，形似纺锤状；占针叶木细胞总数的90%-95%，具有输导水分和支撑树

木的双重作用。

(2) 木薄壁组织：针叶材中的射线细胞， 含量少，壁薄腔大，长度小，呈长方形

树脂；在木质部称为木射线，在韧皮部称为韧皮射线； 一般为单列，且无异型射线 ，通过纹孔与其他细胞

相通，是细胞间横向流通的通道，具有储存营养的作用、

(3) 树脂道：是部分针叶木独有的特征，是由若干个分泌细胞所围成形的一种胞间道。

也不是组织而是细胞间隙， 中间充满树脂，故称为树脂道。分为轴向树脂道和径向树脂道，

两者互相沟通,

形成树脂道网。

7、 阔叶材的细胞类型、含量及形态

P28~31

阔叶材中细胞的种类较多，包括木纤维、管胞、导管、木射线和薄壁细胞。

(1)

木纤

维：阔叶木的纤维细胞， 是阔叶木的主要细胞和支持组织。大部分阔叶材的纤维细胞含量为 60〜

80%。纤维细胞含量明显低于针叶木纤维细胞含量，造纸价值不如针叶木。

般不用于单独抄造高强度纸张。

(2) 管胞：阔叶材中的 管胞短而少，形态与针叶木中的管胞相似，纹孔为具缘纹孔，纹孔缘明显，纹孔 直径大于或等于导管细胞侧壁上的纹孔直径。 (3) 导管：由一串具穿孔的管状细胞所构成，是阔叶木中的

水分输导组织。约占阔叶材总体积的 20% ;

以导管的细胞壁的增厚情况不同，可分为五种类型： 环纹导管、螺旋状导管、梯形导管、网纹导管、纹孔

导管；导管的大小和分布影响制浆过程中药液的浸透。 (4)

薄壁

细胞：轴向薄壁组织：纺锤状薄壁组织细胞、木薄壁组织束；含量分布变化较大：从小于

1 %至

24%不等

(5) 木射线细胞：同型木射线：只有径向排列的木射线细胞；

异型木射线：既有直立的又有横卧的细胞 注：此题

可能考针叶材阔叶材的细胞类型、含量及形态的比较(重点)

8、 植物细胞壁的基本构造 P43 (填空)

细胞壁可分为胞间层 ML ( Middle lamella )、初生壁 P (primary wall )和次生壁 S (secandary wall )。胞 间层M 与初生壁P 组成复合胞间层 CML,次生壁根据形成的先后，可分为外层( S1层)，中层(S2层)和 内层(S3层)所有植物细胞都具有 初生壁，但是并不一定有 次生壁、

9、 纤维形态及其与纸浆(张)性质的关系 P43~46

(1) 长宽比：长宽比大，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； 反之成纸强度低

(2) 壁腔比：壁腔比小的纤维，成纸时纤维间的接触面积较大，结合力强，成纸强度高；反之，纤维僵 硬，纤维间接触面积小，结合力小。对耐破度影响最为显著。壁腔比

<1很好原料、 壁腔比=1好原料、

壁腔比>1劣等原料；值得注意的是，纤维的壁腔比并非越小越好。壁腔比太小的纤维，其本身的强度太 差，成纸的强度仍不高。虽然其柔软性好，成纸紧度高，但成纸强度不高。

(3) 纤维粗度：纤维粗度大，成纸粗糙，平滑度低，强度下降，但松厚度增加；纤维粗度小，成纸的平 滑度好，纸的裂断长、耐破度、撕裂度和耐折度增加，但松厚度下降

10、 纤维细胞壁的微细结构(重点)

P50~55 (可能做论述题)

(一) 纤维细胞壁的层次构成 正常的纤维细胞的胞壁，自外至里是

P 、S1、S2、S3等层次所组成的；两个细胞间存在一个共同的胞间层

(ML 层)；在3个或4个细胞之间存在一个共同的区域一细胞角隅(

CC )胞间层及细胞角隅的体积分数

均不大；P 层的厚度极小，紧0.1卩m 左右，相邻两个细胞的P 层及共有的ML 层一起形成复合胞间层 (CML )。 S1层在P 层的内侧，厚度较小，一般占细胞壁厚度的

10%~20%,S3层更薄些，一般仅占 2%~8%、S2层占

70%~90% ； S2层的厚度虽树龄、季节、部位等的不同而产生的变化幅度最大，故

S2层是决定细胞壁厚度

的最主要层次。对于大多数原料的多数纤维来说，纤维细胞壁是由 P 、S1、S2、S3等层次所决定的。

(二) 不同层次微细纤维的取向及其对材质的影响

，径向排列，胞腔内含

它不是一个细胞