植物纤维化学复习总结.doc

《植物纤维化学复习总结.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《植物纤维化学复习总结.doc（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、YOUR LOGO原 创 文 档 请 勿 盗 版精品学习资料精品学习资料学习必备欢迎下载植物纤维化学总结第一章1、纤维素 (Cellulose)半纤维素（ Hemicellulose）木素（ Lignin ）leaf wood 或 hard wood）针叶材（ needle leaved wood或 soft wood）阔叶材（2、 纤维素： 用 17.5%NaOH 或（ 24%KOH ）溶液在草类（ straw）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-纤维素或化学浆的 -纤维素 。英文翻译：

2、 The holo-cellulose or bleached chemical pulp is treated with 17.5% sodium hydroxide solution or 24%potassium hydroxide solution at 20 centigrade for 45 minitues; most of the hemicelluloseis released and the -cellulose of holocellulose orcomplex composed of residual cellulose and anti-alkali hemicel

3、lulose is called -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：蒸煮时抽出物的含量高（特别是心材）会阻碍药

4、液浸透，增加蒸煮时的药品消耗, 延缓蒸煮过程； 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障碍 ”； 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“树脂出现，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

5、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，成纸具有紧度高、透明度高等特点。碱法浆得率高，纸浆易吸水润涨，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，

6、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。

7、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，木质部靠树心的部心材（ heart wood）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6、针叶材的细胞类型、含量及形态（重点）p2628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 木的双重作用。90%-95% ，具有输导水分和支撑树欢迎下载第 1 页，共 9 页精品学习资料精品学习资料学习必备欢迎下载（ 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，径向排列，胞腔内含，通

8、过纹孔与其他细胞树脂；在木质部称为木射线，在韧皮部称为韧皮射线；相通，是细胞间横向流通的通道，具有储存营养的作用、一般为单列，且无异型射线（ 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。它不是一个细胞两者互相沟通，也不是组织而是细胞间隙，形成树脂道网。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，7、阔叶材的细胞类型、含量及形态P2831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6080% 。纤维细胞含量明显低于针叶木纤维细胞

9、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% ；、纹孔以导管的细胞壁的增厚情况不同，可分为五种类型：导管 ；导管的大小和分布影响制浆过程中药液的浸透。环纹导管 、螺旋状导管 、 梯形导管 、网纹导管（ 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24不等1至（ 5） 木射线细胞 ： 同型木射线：只有径向排

10、列的木射线细胞；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）异型木射线： 既有直立的又有横卧的细胞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P4346（ 1）长宽比： 长宽比大，成纸时单位面积中纤维之间相互交织

11、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）（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

12、是P5055 （可能做论述题）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细胞角隅（CC）胞间层及细胞角隅的体积分数ML 层一起形成复合胞间层 （ CML ）。均不大；P层的厚度极小， 紧 0.1 m 左右，相邻两个细胞的P 层及共有的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

13、由（二）不同层次微细纤维的取向及其对材质的影响P、 S1、S2、 S3 等层次所决定的。不同材种中相应层次的微细纤维的取向有差异，可作为角的大小还影响纤维的收缩及润胀性能、（三）微细纤维的精细结构鉴别材种 的重要特征的依据，而且微细纤维取向倾微细纤维是细胞壁骨架物质的最基本结构单位、微细纤维是由比他更小的结构单元组成欢迎下载第 2 页，共 9 页精品学习资料精品学习资料学习必备欢迎下载（四）微细纤维与半纤维素、木素的微细结构关系微细纤维是细胞壁骨架物质，而半纤维素、木素则是微细纤维间的 成了绕细胞腔排列的相互间断的同心层“填充物质 ”。这三种组分在细胞壁中构半纤维素填充在原细纤维与微细纤维之间

14、。木素填充在微细纤维之间与胞间层内。当细胞壁中的半纤维素和木素被除去以后，在电镜下可以看到原细纤维。11、纤维素、半纤维素、木素的分布（填空）（一）纤维素的分布(distribution ）胞间层不含纤维素、自外至里，纤维素含量逐步升高，次生壁中，特别是（二）半纤维素的分布S2 和 S3 中，纤维素的含量最高所有材种的复合胞间层（CML ）中半纤维素含量都是最高的，次生壁中含量较低，尤其是S2 层。半纤维素的浓度分布也是胞间层及细胞外层最高，次生壁尤其是S2 层中最低。（三）木素浓度的分布：浓度依据从大到小排列；尽管 CC、 CML 中木素的浓度CCCMLS3S1S2高，由于其体积分数甚小，故

15、木素总量不多；相反，S2 层中木素浓度虽低，由于其体积占细胞的大部分，故木素总量的大部分存在于S2 层之中。第二章木素1 木素三种基本结构单元： P69（ G）愈疮木酚基丙烷、 （ S）紫丁香基丙烷、 （ H）对羟基苯基丙烷3）、羟基（ -OH ）和羰基（ -CO ） (主要为填空题)2、木素三大功能基：包括 甲氧基（ -OCH一）元素组成及甲氧基（甲氧基是木素最重要的methoxylgroup）特征基团 。木素中的甲氧基是联接在芳香环上的，而不是联接在脂肪族侧链上。二）羟基（ hydroxylgroup）按其存在的状态，有两种类型酚羟基 （ phenolic hydroxyl group ）

16、：存在于木素结构单元苯环上；存在于木素结构单元侧链上。 三）羰基（ carbonylgroup）脂肪族羟基 （aliphatic hydroxyl group ）：存在于木素单元的侧链上，分为共轭羰基和非共轭羰基。全羰基可以通过硼氢化钠 还原来测定。共轭羰基可以通过还原示差紫外吸收光谱法定量。木素结构单元：含有紫丁香基 结构单元较多的原料或部位其脱木素速度也快 ！3、木素结构单元间的联接和含量P107（填空）醚键（ ether bonds） 联接（ 60 70）和 碳 -碳键联接 （ 30% 40%）缩合连接属于碳-碳键联接 ，而不是单独的一类联接。缩合联接： -O-4 连接（最重要的木素分子

17、结构单元） -连接、 -6 连接和 -2 连接、其他连接方式、 -5 连接、 -1 连接、5-5 连接、 4-O-5 连接、4、贝克曼木素 （ MWL ）又称磨木木素 （ Milled Wood Lignin ），纤维素分解酶木素 （ cellulolytic enzyme lignin,CEL ）：主要适用于木素性质、化学结构的研究。硫酸法（克拉森木素）用于 木素的定量 。对于酸溶木素的定量，可用紫外光吸收法在205nm 波长处测定。5、木素的化学反应（ 本章重中之重）P117-139反应类型：游离基反应、亲核反应、亲电取代反应、氧化反应6、 酚型结构单元木素结构单元苯环上存在游离 酚羟基

18、，特点 ：能通过诱导效应而使酚羟基对位侧链上的 -碳原子活化如果在化学反应过程中能在木素大分子上析出更多的酚羟基或尽量保护其游离酚羟基免于缩合，这将会提高木素的反应活性 非酚型结构单元凡木素结构单元苯环上不具有游离酚羟基，而是以酚醚键 联接到相邻的单元上，这类结构单元称之为非酚型结构单元， 特点 ：苯环的酚羟基上有了取代基，难以像酚型结构单元那样使 -碳原子得到活化非酚型单元中存在的 -醚键、 -醚键都比较稳定或反应活力较弱欢迎下载第 3 页，共 9 页精品学习资料精品学习资料学习必备欢迎下载即使 -位置是醇羟基，其反应能力也比酚型结构的醇羟基小得多；如果难于进行反应-醇羟基又被醚化，则此位置

19、就木素结构单元中的酚型结构在结构均可形成正碳离子结构 。碱 性介质中形成亚甲基醌结构；在 酸 性介质中，无论是酚型结构还是非酚型7 不同蒸煮液的亲核试剂剂亲核能力大小P120（填空）氢氧化钠法蒸煮液：酸性亚硫酸盐蒸煮液： 亲核试剂能力大小：OH- ；硫酸盐法蒸煮液：HSO3- ， SO32-OH-， SH-， S2-；碱性亚硫酸盐蒸煮液：SO32-S2- SH-（ SO32-） HSO3- OH-8、植物纤维原料在苛性钠法蒸煮过程中，木素与氢氧化钠的反应包括：P124（ 1）通过木素大分子中酚型 -芳基醚键的断裂，酚型 -烷基醚键的断裂，非酚型结构基团在 -原子上连有 OH 基时的 -芳基醚键

20、的断裂和苯环上芳基甲基醚键的断裂，基甲基断裂、导致新的酚羟基的生成。形成环氧化合物的中间物以及苯环上芳（ 2）上述 4 种醚键断裂的同时，还伴随着脱芳基、脱烷基、脱甲醛等反应，使木素分子逐步降解而溶出，其中以非酚型结构的 -芳基醚键断裂的脱芳基反应为引起木素降解的主要反应。但此反应只是在 -位置有醇羟基的情况下才出现。（ 3）当有蒽醌存在时，蒽醌促进了酚型 -芳基醚键 的断裂， 加速了木素的溶出，同时保护了碳水化合物。9、为什么硫酸盐法蒸煮脱木素速率比氢氧化钠法蒸煮快（木素脱除程度）？P125（ 极可能一题论述题）主要从 反应液亲核能力法的特点，以便进行比较和反应类型 -芳基醚键断裂、 导致木

21、素完全降解等方面进行比较。最好列出两种方（ 1）在硫酸盐法蒸煮中，除了氢氧化钠和木素的反应外，硫化钠和木素的反应是脱木素的主要反应、在Na2S 的水溶液中、由于Na2S 的离解，溶液同时存在OH- 、HS- 和 S2-等离子、（ 2）亲核能力 上而言： 虽然 NaOH 用量比Na2S 高， 但 -芳基醚键的断裂主要是S2-和 SH-在 -碳原子上的亲核进攻形成苯甲硫基结构，导致 -芳基醚键断裂，而不是OH- 离子的主要作用，所以木素与硫化钠的反应比氢氧化钠强，所引起的木素降解作用也比氢氧化钠强。（ 3） 反应键断裂、木素降解等方面而言： -芳基醚在木素结构中占有相当大的比例，因此它的断裂对木素

22、大分子降解成碎片而溶出是很有意义的，这一反应在苛性钠法蒸煮中是次要的，而在硫酸盐法蒸煮中则是一个主要反应。总的来说，木素在硫酸盐蒸煮中的反应，包括了木素在NaOH 溶液中的基本反应，除四种主要的醚键断开之外，还能促进酚型结构单元的 -芳基醚键断开，形成环硫化合物。这几种反应，都析出酚羟基，增加木素大分子的亲液性，而且使木素的降解反应继续下去，直至出现抵抗蒸煮液中亲核试剂的结构为止。10、 木素氧化反应（用于制浆漂白）主要掌握ClO2 （ chlorine dioxide ）特点 P141特点：它和饱和的脂肪族化合物（醇类、胺类、羧酸类等）很难起反应，但对不饱和的脂肪族化合物则很易起反应，因此他

23、能够选择性地氧化木素和色素并将它除去， 而对纤维素却没有或很少有损伤，因此漂白后纤维具有高的白度、纯度，返黄少，机械强度也不会下降。第三章、纤维素及其衍生物（cellulose）1、学术上所说的纤维素、可以定义为在常温下不溶于水、稀酸和稀碱的D-葡萄糖基以 -1,4苷键连接起来的链状高分子化合物。工业上纤维素是指植物原料经过特定的纤维化工程所得到的剩余物制浆、其中多少含有一些半纤维素和木素2、纤维素的化学结构的特点（ 1）纤维素大分子的基本结构单元是D- 吡喃式葡萄糖基（C6H 10O5) 。（ 2）纤维素大分子的葡萄糖基间的连接都是 -苷键连接 。（ 3）纤维素大分子每个基环均具有3 个醇羟

24、基 。（ 4）纤维素大分子的两个末端基性质不同。3、植物纤维素的生物合成（填空）欢迎下载第 4 页，共 9 页精品学习资料精品学习资料学习必备欢迎下载碳水化合物的母体 糖核苷酸 ，形成细胞壁的聚糖。纤维素是由UDP-D- 葡萄糖 合成的。 UDP- 葡萄糖是在细胞质中靠胞质酶 合成的。4、常用的统计平均分子量和平均聚合度的计算（填空题的计算）数均分子量：定义；纤维素体系的总质量被分子的总个数所平均。通常用渗透压、蒸汽压方法测定ni= N iM i（即数均分子量等于数量分数N i 与分子量M i 乘积总和）Mn = niMi /质均分子量定义：按质量统计的平均分子量。通常由光散射法测定Mw mi

25、 Mi/ mi= Wi M i粘均分子量定义：用溶液粘度法测得的平均分子量 KM5、纤维素分子量和聚合度的测定方法（简答、这部分公式不考计算）a)化学方法：端基分析法b)热力学方法：渗透压法、蒸汽压下降法、沸点升高法、冰点降低法c)动力学方法： 粘度法 、超速离心法、扩散法d)光学方法：光散射法e)其它： 凝胶渗透色谱法6、凝胶渗透色谱法的基本原理P172利用高分子溶液通过由特殊多孔性填料组成的柱子，在柱子上按照分子大小进行分离的方法。 在色谱柱中，装填的多孔性填料的表面和内部有着各种各样大小不同的空洞和通道。 由于浓度的差别，聚合物分子在溶剂的推动下都力图向填料内部空洞渗透。较小的分子除了能

26、进入较大的空洞外，还能进入较小的孔，较大的分子只能进入较大的孔，而比最大孔 还要大的分子就只能停留在填料之间的空隙中。 随着洗涤过程的进行，最大的聚合物分子从载体间的粒间首先流出，依次流出的是尺寸较大的分子， 然后是尺寸较小的分子，这样就达到了大小不同的分子分离的目的。7 纤维素大分子间的氢键对制浆造纸的影响1）对吸湿性的影响 氢键的形成，使纤维及纸页的吸湿性降低。2）对溶解度的影响 分子间氢键破坏程度大的溶解度大。干燥过的纤维素的溶解度小于未经干燥的纤维素的溶解度。3）对反应能力的影响 氢键的形成阻碍反应的进行。纸是由植物交织而成的，纸的强度决定于纤维素本身的强度和纤维间的结合强度。打浆使纤

27、维分散并在纤维表面露出更多的氢键，纸浆在烘干机烘干后纤维之间的氢键结合力提高，使纸张的强度增加、P1828、 滞后现象的原因和解释（吸湿时的吸着水量低于解吸时的吸着水量）P184对于同一种纤维素，在同一温度和同一相对湿度下吸附的吸着水量低于解吸时的吸着水量的现象，后现象”解释： 干燥的纤维素在吸湿过程其无定形区的氢键不断打开，纤维素分子间的氢键被纤维素分子和水分子称为“滞间的氢键所代替，虽然形成了新的氢键，但纤维素分子间的部分氢键仍然存在，即新游离出来的羟基较少；解吸过程，润湿了的纤维素纤维脱水收缩，无定形区纤维素分子间的氢键重新形成，但由于受到内部阻力的抵抗，被吸着的水不易挥发，也即纤维素与

28、水分子间的氢键不能全部可逆地打开，故解吸时吸着的水较 多，产生滞后现象。9、纤维素纤维的润胀的分类及其特点P185有限润胀： 纤维素吸收润胀剂的量有一定的限度，其润胀的程度也有限度。包括结晶区间的润胀和结晶区内的润胀结晶区间的润胀：润胀剂只到达无定形区和结晶区的表面，纤维素的X 射线图不发生变化；结晶区内的润胀：润涨剂占领了整个无定形区和结晶区，形成润胀化合物，产生新的结晶格子，纤维素原欢迎下载第 5 页，共 9 页精品学习资料精品学习资料学习必备欢迎下载来的 X 射线图消失，出现了新的X 射线图、多余的润胀剂不能进入新的结晶格子，只能发生有限润胀。无限润胀： 润涨剂可以进到纤维素的无定形区和

29、结晶区发生润胀，但并不形成新的润胀化合物，对于进入无定形区和结晶区的润胀剂的量并无限制。润胀过程中纤维素原来的射线图。无限润胀就是溶解，必须形成溶液X 射线图消失，但并不出现新的X10、 扩散双电层理论（结合图）及其应用P189由于纤维素表面上糖醛酸基及极性羟基的存在，使得纤维在水中其表面带负电。纤维在水中吸引外围的正电子，越靠近纤维表面正电子浓度越小，直至为零。吸附层 a、 b 层、扩散层 d 层、吸附层与扩散层组成扩散双电层施胶：在施胶时加入电解质 矾土 Al2(SO4)3 ，其水解出来的Al3+会降低松香粒子的 -电位直至为零，这样松香就会沉积在纤维上、染色： 在纸浆纤维染色时，可用碱性

30、染料直接染色，因纤维表面带负电，碱性染料带正电，染料粒子可以被吸附在纤维上。如果用酸性染料染色，必须加入媒染剂明矾，改变纤维表面的电性，使染料 被纤维吸附，达到染色的目的11、碱性降解反应的分类特点以及对制浆造纸的影响碱性水解： 苷键部分断裂， 产生新的还原性末端基，P195聚合度和纸浆强度下降。水解程度与蒸煮温度、时间、用碱量有很大关系。当蒸煮温度较低时、碱性水解反应甚微、温度越高水解越强烈、剥皮反应 (peeling reaction)： 碱法蒸煮时总存在剥皮反应，特别是在高温下，纤维素水解产生新的还原性 末端基。导致纤维素聚合度下降，纸浆得率下降，强度下降、蒸煮后期不要过分延长时间、否则

31、就会使纸浆的得率和强度下降、名词解释：纹孔： 植物细胞壁在次生增厚过程中，并不是整个细胞壁都产生均匀增厚的，其未增厚部分的细胞壁较薄，在显微镜下像个孔，一般称为纹孔、1.纤维素： 纤维素是由D吡喃式葡萄糖基通过1， 4- 苷键联结而成的均一的线状高分子化合物。2.3.4.半纤维素 ：由两种或两种以上单糖基组成的非均一聚糖，且分子中往往带有数量不等的支链。C6-C3 单元 )通过醚键、碳 -碳键连接而成的具有三维立体结构的芳香族木素： 由苯基丙烷结构单元高分子化合物.(即 -纤维素、 -纤维素： 用漂白化学木浆制备 -纤维素时，处理中所得到溶解部分，用醋酸中和沉淀5.出来的那部分为 -纤维素，不

32、沉淀部分为 -纤维素。将 -纤维素和 -纤维素之和称为工业半纤维素微细纤维（ micro fibril ） ： 直径小于45nm 微纤维丝。6.7.8.9.10.微细纤维的取向:微细纤维在细胞壁上与纤维的轴向之间的夹角。结晶度： 指纤维素构成的结晶区占纤维素整体的百分数，反映纤维素聚集时形成结晶的程度。可及度： 利用某些能进入纤维素物料的无定形区而不能进入结晶区的化学试剂，测定这些试剂可以到 达并起反应的部分占全体的百分率称为纤维素物料的可及度。吸附： 当纤维素自大气中吸取水或蒸汽时、称为吸附、解吸： 因大气中降低了蒸气分压而自纤维素放出水或者蒸汽时称为解吸、 纤维表面处的电位相对于该处的电位

33、之差称为电极电位11.12.13.14.15. -电位： 纤维吸附层b 界面相对于该处的电位之差称为动电电位或 -电位。剥皮反应 (peeling reaction) ： 指在碱性条件下，纤维素具有还原性的末端基一个个掉下来使纤维素大分子逐步降解的过程。或者： 所谓的剥皮反应就是在碱的影响下、纤维素具有还原性末端基的葡萄糖基会逐个掉下来、直到 产生纤维素末端基转化为偏变糖酸基的稳定反应为止、掉下来的葡糖糖基在溶液中嘴鸥后转化为异变欢迎下载第 6 页，共 9 页精品学习资料精品学习资料学习必备欢迎下载糖酸、并以其钠盐的形式存在于蒸煮液中、16.取代度（ D）：把在纤维素酯化反应中，每个葡萄糖基中

34、被酯化的羟基的数叫做取代度、17.酯化度（ ）： 酯化反应中，把每100 个葡萄糖基中起反应的羟基的数目称为第三章可能出的填空题 值、也就是酯化度、纤维素粘度测定的常用溶剂有铜氨溶 液和 铜乙二胺 溶液。现多采用铜乙二 胺溶液。我国纤维素分子量测定的标准方法中，应用北欧标准粘度计。纤维素是不同聚合度的分子混合物，即分子结构单元相同，结构单元间的连接方式也相同，但各个分子的聚合度不同。这种现象称之为纤维素的多分散性。按不同聚合度（或分子量）将多分散性的纤维素试样分成若干级分的纤维素试样称之为纤维素结构纤维素高分子的不同尺度结构单元在空间相对排列，包括高分子的分级 。链结构 和 聚集态 结构。纤维

35、素由 葡萄糖基环 构成，构型属?D 构型 葡萄糖构型、构象为椅式构象 。纤维素大分子中，影响最大的为伯羟基gt 构象： 表示 C6-O6 键的位置位于：C5-O5 一边 (旁式 g)和 C5-C4 反向（反式t）。gg 构象 ：表示对tg 构象： 表示对C5-O5 和 C5-C4 都是旁式。C5-O5 为反式 t，对 C5-C4 为旁式 g。原细纤维通过氢键 结合组成微细纤维，同周围的半纤维素和木素（存在 LCC ）一起组成细胞壁的细纤维。结合水： 与纤维素的羟基形成氢键 结合水使纤维素发生润胀 ；游离水与纤维素无氢键联接 ，不能使纤维发生润胀常用的润胀剂水、碱溶液、磷酸、甲醇、乙醇、苯胺、苯

36、甲醛等极性溶液改变电解质的浓度，对电极电位无影响、电解质的浓度增大，在 碱性 介质中，主要进行纤维素仲羟基 的化学反应；在 -电位下降、酸性 介质中则有利于pH 值升高时， -电位增大伯羟基 的反应。第四章：半纤维素Chapter 4 Hemicelluloses1半纤维素概述P214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、鼠李糖支链的非均一复合聚糖。基等）、糖醛酸基组成，并且分子中往往带有数量不等的构成半纤维素分子中还含有糖醛酸基有：葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸等，还含有乙酰基。特点：2.半纤维素的抽提P219/220一般是利用各种溶剂抽提综纤维素，利用

37、不同浓度碱液与某些溶剂的共同作用或某种有机溶剂的单独作用，将不同的聚糖抽提出来并加以分离。浓碱溶解硼酸络合分级抽提法逐步增加碱液浓度分级抽提法 针叶木 针叶木单纯碱抽提法 阔叶木和草类原料二甲亚砜抽提法：利用有机溶剂对半纤维素的溶解性将半纤维素分离，并最大程度地不破坏半纤 维素的结构可保留乙酰基。3、半纤维素聚糖的类型特点及含量P227-229（论述题）一、针叶木半纤维素的类型及化学结构式：聚半乳糖葡萄糖甘露糖为主，少量聚木糖和聚阿拉伯糖半乳糖1聚半乳糖葡萄糖甘露糖分为两类：半乳糖含量较少 （ 3-5% ），一般称为聚O乙酰基葡萄糖甘露糖（在针叶木半纤维素中约占60%-70% ，由于含 O-

38、乙酰基也很少，通常称为聚葡萄糖甘露糖）半乳糖基含量较多，称为聚半乳糖葡萄糖甘露糖，在针叶木中含量较少，其分子质量较低，水溶性好，半乳糖基含量越多水溶性越好。半乳糖基以支链形式与甘露糖基的C6 位以（ 16） 苷键相连接。聚半乳糖葡萄糖甘露糖的化学结构式2.聚木糖（在针叶木半纤维素中约占P2277%-12% ） 结构特点：主链为（14） 连接的 D吡喃式木糖基；4-O- 甲基 -葡萄糖醛酸基以枝链形式连接于主链位上； L- 呋喃式阿拉伯糖基连于主链C3 位上，还有少量木糖枝链存在；针叶木此类聚木糖中不含乙酰C2基。欢迎下载第 7 页，共 9 页精品学习资料精品学习资料学习必备欢迎下载聚阿拉伯糖-

39、4 O甲基葡萄糖醛酸木糖的化学结构式P2273、 聚阿拉伯糖半乳糖(针叶材中都存在，含量较少，但落叶松属中含量多，约5%-30% ) 结构特点 :主链为（ 1 3） 连接 D吡喃式半乳糖基；L- 呋喃式阿拉伯糖基连于主链C6 位上；少量半乳糖基或葡萄糖醛酸基连接于聚阿拉伯糖半乳糖的化学结构式C6 上；阿拉伯糖基P228:半乳糖基 1:4 或 1:8 ；高分枝度，水溶性。二、阔叶木半纤维素聚糖的类型及化学结构式：聚木糖为主，少量聚葡萄糖甘露糖和聚鼠李糖半乳糖醛酸木糖1、聚木糖类 (xylan) ：聚 -O- 乙酰基 -4-O- 甲基葡萄糖醛酸木糖，阔叶木中最多的半纤维素约占20-25% 结构特点

40、：主链为（连接于 C2 位，边材中含1 4） 苷键连接的D- 吡喃式木糖基；乙酰基连接在木糖C3 位成醋酸酯联结，少量10-13%，心材中不含乙酰基；4-O- 甲基葡萄糖醛酸基连接于主链木糖基的C2 位，也有联结在C3 位，含量较少；另外，枝链上含少量木糖基。 聚 -O- 乙酰基 -4-O- 甲基葡萄糖醛酸木糖的化学机构式P2282、聚葡萄糖甘露糖(glucomannan)在阔叶木中的含量为3%-5% 结构特点：主链为（1 4） 苷键连接的D-葡萄糖基与D- 甘露糖基，其比例为1:1-1:2。没有枝链。聚葡萄糖甘露糖化学机构式3、 聚鼠李糖半乳糖醛酸木糖P228(rhamnogalacturo

41、nans) 结构特点：存在于桦木半纤维素中，无枝链；-L- 鼠李糖基以1 4 苷键联接。1 2 苷键连接于D-半乳糖醛酸基，以1 3苷键连接于D 木糖基。半乳糖醛酸基与木糖基以聚鼠李糖半乳糖醛酸木糖化学机构式P228三、若干禾本科半纤维素的类型及化学结构式：聚阿拉伯糖葡萄糖醛酸木糖为主1、麦草 (wheat straw)聚阿拉伯糖葡萄糖醛酸木糖 结构特点： D-吡喃式木糖基以（1 4）苷键连接形成主链；L- 呋喃式阿拉伯糖基连接于主链C3 位； D-吡喃式葡萄糖醛酸基连接于主链C2 位；有时存在木糖基枝链与乙酰基枝链。聚阿拉伯糖葡萄糖醛酸木糖的化学结构式P2292、 稻草 (straw)聚阿拉

42、伯糖葡萄糖醛酸木糖 结构特点及化学机构式：主链：D-吡喃式木糖；枝链为-L- 呋喃式阿拉伯糖和4-O-甲基 - -D- 葡萄糖醛酸基；不含木糖枝链化学机构式3、芦苇和竹秆P229(reed and bamboo)聚阿拉伯糖4-O- 甲基葡萄糖醛酸木糖结构特点： 主链木糖基1 4 苷键相连； 在主链木糖基C3 位上连接有L- 呋喃式阿拉伯糖基；在 C2 上连接4-O- 甲基 -D- 葡萄糖醛酸基或葡萄糖醛酸基枝链。4、玉米秆及玉米穗轴聚阿拉伯糖4-O- 甲基葡萄糖醛酸木糖(corn stalk)结构特点：主链为1 4 苷键连接的D-吡喃式木糖基；玉米秆半纤维素枝链：L- 呋喃式阿拉伯糖基和D-

43、吡喃式木糖基；穗轴半纤维素枝链：部分阿拉伯糖基枝链。4-O-甲基葡萄糖醛酸基或葡萄糖醛酸基，一般联接于C2 位上；另外还有4半纤维素的化学性质碱性降解（碱性水解与剥皮反应）P231碱性水解 ：凡配糖化合物的甲氧基与2 位碳原子上的羟基成反位者比这对配糖比的顺位者有高得多的碱性水解速率呋喃式配糖化物的碱性水解速率比吡喃式配糖化物的高很多甲基 与 吡喃式葡萄糖醛酸配糖化物的碱性水解速率与呋喃式配糖化物比较，前者又比后者高。剥皮反应： 在温和的碱性条件下，与纤维素一样，半纤维素的剥皮反应也是从聚糖的还原性末端基开始，逐个、逐个糖基进行。但是由于半纤维素是由多种糖基构成的不均糖，所以半纤维素的还原性末端基有各种糖基，故其剥皮反应更复杂。性末端基转化为偏变糖酸基。与纤维素一样，半纤维素的剥皮反应进行到一定程度也会终止，也是还原5聚木糖半纤维素在化学制浆中的变化P235针叶木和禾本科植物中的聚木糖类纤维素主要是聚阿拉伯糖4O甲基葡萄糖醛酸木糖，而阔叶木中的聚木糖半纤维素主要是聚4O甲基葡萄糖醛酸木糖。欢迎下载第 8 页，共 9 页精品学习资料精品学习资料学习必备欢迎下载针叶木经酸性亚硫酸盐法蒸煮后，纸浆中仅含聚4 O甲基葡萄糖醛酸木糖。聚阿拉伯糖4 O甲基葡萄糖醛酸木糖在硫酸盐法蒸煮中，其4 O甲基葡