《植物纤维化学》复习思考题

郑重声明：老师课堂上讲题型可能有选择、填空、简答（具体题型还没确定），发下去的试卷是来自材料专业的老师给的，所以试卷仅供参考哈~~

——09轻化工程

第一章思考题

1．如何将造纸植物纤维原料进行分类？

一、木材纤维原料(wood fiber)

1 针叶材(Needle leaved wood or Softwood or Coniferous)

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(Leaf wood or Hardwood or Dicotyledon)

叶子多呈宽阔状，材质较坚硬，如杨木、桉木、桦木、相思木等。

二、非木材纤维原料(non-wood fiber)

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

三、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．造纸植物纤维原料中、主要化学组成是什么？写出定义或概念。

主要化学组成是木素和碳水化合物（carbohydrates):纤维素和半纤维素

纤维素是由D－吡喃式葡萄糖基通过1，4-β苷键联结而成的均一的线状高分子化合物。

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。

木素是由苯基丙烷结构单元(即C6-C3单元)通过醚键、碳-碳键连接而成的具有三维空间结构的芳香族高分子化合物

3．比较纤维素与半纤维素的异同。

①纤维素与半纤维素共同存在于大多数植物细胞壁中。

②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，常含有木糖，甘露糖，半乳糖，鼠李糖，阿拉伯糖等单糖单位。

③在酸性环境下半纤维素远较纤维素易于水解。

④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。

⑤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。

⑥一般木材中，纤维素占40～50%，还有10～30%的半纤维素和20～30%的木质素。

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？P7

（1）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）。

（2）制备方法(P7)

氯化法、亚氯酸钠法、二氧化氯法、过醋酸法

以上方法得到的综纤维素都含有少量的木素，而且制备过程中往往使得少量碳水化合物被溶出。5．如何自综纤维素制备α-纤维素？并指出其化学组成。P8

(1)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。

(2)α-纤维素包括纤维素和抗碱的半纤维素

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。P8

（1）α-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。（用英文翻译）

包括纤维素和抗碱的半纤维素

（2）β-纤维素和γ-纤维素

用漂白化学木浆制备α-纤维素时，处理中所得到溶解部分，用醋酸中和沉淀出来的那部分为β-纤维素，不沉淀部分为γ-纤维素。

β-纤维素包括高度降解的纤维素和半纤维素，γ-纤维素全为半纤维素。

7．如何制备Cross and Bevan纤维素？P8

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。半纤维素的溶出较多，残留少量木素。

8．如何制备硝酸乙醇纤维素？P8

用20%的硝酸和80%乙醇的混合液，在加热至沸腾的条件下处理无抽提物的试样，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素。

此法结果最差，部分纤维素和大部分半纤维素被降解，含量更低。

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？P9

有机溶剂抽出物：用中性有机溶剂抽提植物纤维原料，溶解在溶剂中的有机物。

常用的有机溶剂：水、稀碱、苯、乙醇、苯－醇混合液、乙醚、丙酮、石油醚

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？P9—P13

(1)针叶材的抽出物

①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。

②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。

(2)阔叶材的抽出物

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。

（3）禾本科植物原料的抽出物

①主要成分是蜡质，少量高级脂肪酸和高级醇

②抽出物含量低

③主要存在于禾本科原料表皮层的外表面

④量少，对生产过程及废液的回收利用的影响不大

11．写出果胶质的分子结构式、并说明果胶质存在于哪些植物中？P20

➢主要存在于胞间层（M）和初生壁(P)

➢果胶质含量：

➢针叶木及草类的果胶质含量很少（阔叶木>针叶木和草类）。

➢麻、棉杆皮、桑皮、檀皮含果胶质较多。所以韧皮纤维原料制浆中所要解决的主要矛盾（脱胶）与木材和草类不同（脱木素）。

12．写出植物纤维的定义。

植物纤维（plantfibre）是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织。它的细胞细长，两端尖锐，具有较厚的次生壁，壁上常有单纹孔，成熟时一般没有活的原生质体。植物纤维在植物体中主要起机械支持作用。

13．试述死亡细胞壁的构造。