植物纤维化学期末考试试题备课讲稿

纤化试卷A

一、名词解释（每题3分）

1、综纤维素

纤维原料中的全部碳水化合物，即纤维素与半纤维素之总和，故又称全纤维素。

2、复合胞间层

位于细胞壁的最外层，由两个相邻细胞所共有的一层，胞间层物质的大多数是木素，少量的果胶质。胞间层与相邻两个细胞的初生壁一起称为复合胞间层。

3、半纤维素

除纤维素和果胶以外的植物细胞壁聚糖。也可称为非纤维素的碳水化合物。由两种或两种以上单糖基组成的不均一聚糖，大多带有短的侧链。

4、剥皮反应

在碱的影响下，纤维素具有还原性末端基的葡萄糖基会逐个掉下来，一直到产生纤维素末端基转化为偏变糖酸基的稳定反应发生为止。由于消除下来的烷氧基—OR具有新的还原性末端基（也即是纤维素长链分子具有新的还原性末端基），可以继续进行上述反应，逐个不断地脱掉末端基，所以称为剥皮反应。5、纤维素结晶度

结晶区占纤维素整体的百分率。

6、微分吸着热

一克水与大量干的或湿的纤维素结合，或者一克水自大量的干的或湿的纤维素中取出，以上两个作用所产生的热效应称为微分吸着热。

二、多项选择题（每题2分）

1、果胶酸是 C 。

A、聚葡萄糖尾酸

B、脂肪酸

C、聚半乳糖尾酸

D、松香酸

2、组成针叶木的主要植物细胞是 D 。

A、木纤维

B、导管

C、木射线细胞

D、管胞

3、现在木素在 D 纳米对紫外光的特性吸收值已经被应用到木素的定量测定方法中。

A、220

B、240

C、260

D、280

4、制备磨木木素所用的抽提剂是 A 。

A、二氧六环—水

B、二甲硫醚—水

C、二甲亚砜—水

D、二氧化氯—水

5、纤维素的多分散性U等于B、C 。

Mn Mw Pw Pn

A、—— - 1

B、—— - 1

C、—— - 1

D、—— - 1

Mw Mn Pn Pw

6、聚木糖多是木糖基以 C 甙键联接起来的。

A、1→2

B、1→3

C、1→4 1→6

三、填空题（每题2分）

1、草类原料的苯醇抽出物含量一般为（3～6 ）%。

2、根据纹孔对的构造，可以分为单纹孔对、（具缘纹孔对）和（半具缘纹孔对）三类。

3、木素中存在的基本结构基团类型是愈疮木基、（紫丁香基）和（对羟苯基）。

4、木素大分子中，大约有（2/3—3/4）的苯丙烷单元是以醚健形式联接到相邻的单元上的。

5、梅厄—米斯奇晶胞模型的不足之处是（没有考虑到以后才确立的Glu基的椅式构型）以及（分子内的氢键）。

6、半纤维素的物理结构中少部分是（结晶）结构，大部分是（无定形）结构。

7、纤维素的酸水解可以有（单项酸水解）和（多项酸水解）两种过程。

8、纤维素容易发生氧化反应的原因是（每个Glu基的C2、C3和C6上存在醇羟基）。

9、纤维素在结晶体内的排列是平行的，按照目前的观点，天然纤维素呈现出伸展链的结晶，而再生纤维素呈现出（折叠链）的片晶。

10、在纤维细胞壁中木素浓度最高的部位是（复合胞间层）；木素含量最高的是（次生壁）。

四、判断、说明题（对者打“√”，错者打“×”。无论对或错，都需要说明。判断1分，说明2分。）

1、作为造纸原料，同种木材，晚材率低的优于晚材率高的。（√ ）

说明：因为早材是由细胞壁比较薄的细胞组成，所以早材纤维具有弹性和柔韧性，容易打浆，能够制造出抗张强度和耐破强度高的纸张；而晚材纤维壁厚，形成管状，纤维又挺又硬，不容易打浆，抄成的纸张除了撕裂度比较高以外，其他指标都不如早材纤维。

2、水分子可以进入纤维素的无定型区而不能进入结晶区。（√ ）

说明：根据纤维素超分子结构的研究，纤维素Ⅰ和纤维素Ⅱ结晶区内所有的羟基都已经形成氢键。由此推论，在纤维素纤维中，结晶区内的羟基都已经形成氢键，但在无定形区，则有少量的羟基没有形成氢键，而是游离的羟基。所以水分子可以进入无定形区而不能进入结晶区。

3、碘价、铜价越大，则纤维素的还原性越强。（√ ）

说明：还原性末端基数量增加，纤维素的碘介和铜价升高。所以碘价、铜价越大，则纤维素的平均DP越小，还原性末端基个数越多，还原性越强。

4、由于剥皮反应，纤维素具有还原性末端基的葡萄糖基会逐个掉下来，一直到产生纤维素末端基转化为异变糖酸基的稳定反应发生为止。（×）

说明：一直到产生纤维素末端基转化为偏变糖酸基的稳定反应发生为止。

5、结合水能使纤维素发生润胀，但无热效应。（×）

说明：水有一定的极性，所以能进到无定形区，发生结晶区之间的润胀。纤维素的吸着水只能进入无定形区而不能进入结晶区，并且与无定形区中的羟基形成氢键结合。吸着水量随无定形区百分率的增加而增加。

所以，纤维素的吸着水又叫做结合水。纤维素吸着水时有热效应产生，由此放出的热称为吸着热，又称润湿热，以绝干时为最大，随着吸附水量的增加而减少，直到纤维饱和点变为零。

五、问答题（每题5分）

1、如何用数量平均分子量和重量平均分子量来表示纤维素的多分散性？

2、对木材纤维，如何用壁腔比的大小来判断原料的优劣？

壁腔比就是细胞壁厚度的二倍与细胞腔直径的比值。纤维细胞壁的绝对厚度与纸张性能无关。影响纸张性能的是纤维细胞壁厚度与细胞腔直径的比值（壁腔比）。一般认为细胞壁薄而细胞腔大的纤维抄成的纸张强度比较大。这是由于壁薄腔大的纤维有柔软性，彼此容易结合得好。而壁厚腔小的纤维比较僵硬，彼此结合差，制成的纸张强度比较低，纸页比较疏松，而吸水性好。对木材纤维原料，壁腔比小于1是好原料；等于1是中等原料；大于1是劣等原料。

非木材纤维的壁腔比一般都比木材大，但是木材纤维以壁腔比小于或者大于1来判断优劣的结论，并不适用于非木材纤维原料。草类原料结构比较复杂，纤维长度差别比较大，非纤维细胞含量相差较大，单纯由壁腔比不可能得出原料优劣的结论。

3、在碱法纸浆中，哪种聚糖含量比较多？为什么？

在碱性条件下，—OCH3（甲氧基）很快脱除，生成CH3OH（甲醇）；乙酰基很快完全脱去，生成醋酸；而聚木糖损失比较少，保留量多（这一点相当突出）。原因：聚木糖主链的C2上接有4—O—Me—GA

枝链，它的存在可以使剥皮反应暂停，有缓冲作用。一旦4—O—Me—GA脱落，剥皮反应就可以再继续进行，但聚阿拉伯糖—木糖对碱比较稳定。所以碱法浆中保留比较多的聚木糖。

聚葡萄糖—甘露糖和聚半乳糖—葡萄糖—甘露糖比聚木糖容易被碱降解。如：在蒸煮液中检测到，当甘露糖除去70%时，木糖除去25%。但聚葡萄糖—甘露糖对碱仍然有一定的稳定性。所以在碱法纸浆中保留一定量，虽然比较少，但并不完全除去。

总之，碱法纸浆中含有较多的聚木糖；而酸法纸浆中含有较多的聚葡萄糖—甘露糖。

所以，碱法草浆得率高（因为草类原料中木糖多，主要是聚阿拉伯糖—4—O—甲基—GA—Xp），酸法草浆得率低。

4、为什么大多数树木的树皮不适宜作为制浆造纸的原料？

树皮的化学组成与树木的材部的化学组成大不相同。在树皮中，灰分多，热水抽出物含量高，而纤维素与半纤维素的含量较少。在许多树种的树皮内含有大量的鞣质（单宁）和脂肪性物质；而在材部中，除了几种特殊树种以外，几乎不含有脂肪性物质。此外，树皮中的果胶质含量也比较高，比在木材中要多得多。因此，根据树皮的组成来看，显然不适宜作为制浆造纸的原料。它的主要用途是提炼制造鞣质、制造绝缘材料，以及用作燃料等。但是有几种树皮例外，它们是优质的造纸原料。

5、为什么从纤维形态的角度看，针叶木要优于阔叶木？

针叶木的生物结构比较简单，主要由管胞组成。管胞占木质部细胞总容积的90～95%。而管胞属于优良的造纸纤维。而阔叶木是由导管、木纤维、木射线薄壁细胞与木薄壁细胞等组成的。主要是木纤维与导管，也有木射线与薄壁组织。阔叶木中对造纸有用的纤维状细胞（木纤维）的数量（占木材体积的50%以上）显然比针叶木中的管胞少得多，而非纤维状细胞却比针叶木多。所以从纤维形态的角度看，针叶木优于阔叶木。