植物纤维化学第一章思考题作业

1. 如何将造纸纤维原料进行分类？木材纤维原料:1针叶材，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，叶子多呈宽阔状，材质较坚硬，如杨木、桉木、桦木、相思木等。非木材纤维原料：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.植物纤维原料的主要成分和次要成分是什么？主要：木质素，纤维素，半纤维素次要：有机物（有机溶剂抽出物），无机物3. 什么是综纤维素，a-纤维素，B-纤维素，r-纤维素和工业半纤维素？综纤维素：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） a-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-纤维素或化学浆的-纤维素。 B-纤维素：漂白化学浆经上述处理后所得到的溶解部分，用醋酸中和后沉淀出来的部分 r-纤维素：不沉淀的部分 工业半纤维素：r-纤维素和B-纤维素之和。4. 木素的基本结构单元是什么？在针叶材、阔叶材以及禾本科植物细胞壁中，木素的含量和结构单元种类有何差异？木素是由苯基丙烷结构单元通过醚键和碳-碳键连接构成的具有三度空间结构的天然高分子 化合物。根据OCH3数量的差别，大致有三种类型，即：愈创木基丙烷、紫丁香基本丙烷和对羟基丙烷。针叶木木素：14%-16%主要是愈疮木基丙烷结构单元 阔叶材木素：19%23%主要是紫丁香基丙烷和愈疮木基丙烷结构单元禾本科木素：14%15%主要是紫丁香基丙烷和愈疮木基丙烷结构单元还有对羟基丙烷5. 植物纤维细胞壁的结构有何特点？由胞间层，初生壁，次生壁三部分构成。6.写出植物纤维的定义。植物纤维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。7.试述死亡细胞壁的构造。胞间层M、初生壁P、次生壁S：外层S1中层S2内层S38.叙述木材的粗视结构。 1.木材解剖的三个切面：径切面，纵切面，弦切面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9纹孔是怎样形成的？有何生理功能？有哪几种类型？次生壁形成时，有的初生纹孔场所在的位置不形成次生壁，在细胞壁上，只有中层和初生壁隔开，而无次生壁的较薄区域称为纹孔。生理功能：1、在植物生长过程传输水分，营养，光合作用产物。2、蒸煮液通过纹孔渗透到细胞内部使其与木素进行反应，利于药液渗透，使原料得到均匀蒸煮。种类：单纹孔和具缘纹孔。针叶木纤维细胞都是具缘纹孔。阔叶木都是单纹孔，只有少量是具缘纹孔10.如何将木材植物细胞进行分类？纤维细胞、导管细胞、木射线、木薄壁组织等细胞。11.叙述针叶材的生物结构，并指出其含有集中细胞及其含量?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，胞腔内含树脂；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。它不是一个细胞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。12.叙述阔叶材的生物结构，并指出其含有集中细胞及其含量?(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含量，造纸价值不如针叶木。（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。（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%；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：分只有径向排列的同型木射线细胞；既有直立的又有横卧的异型木射线细胞13.叙述草类原料的生物结构，并指出其含有集中细胞及其含量?纤维细胞是禾本科植物纤维原料的最主要细胞，禾秆的支持组织。两端尖削，腔小。纤维含量低，4070薄壁细胞，壁薄腔大，形状多样，长度较短，含量高达46。又称为基本组织表皮细胞长细胞和短细胞导管和筛管，导管细胞含量高，直径大石细胞，细胞壁极度增厚，细胞腔极小，常木质化、栓质化或角质化。主要存在于竹子中。14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？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。15解释下列名词概念并写出其数学表达式及意义：长宽比、壁腔比、纤维数量平均长、纤维质量平均长、纤维长度分布频率。长宽比：纤维长度与纤维宽度的比值壁腔比：细胞壁厚度与细胞腔直径的比值。纤维数量平均长：纤维长度综合除以所测纤维总根数所得等到的算术平均值纤维质量平均长：各长度级分的平均纤维长度与相应级分质量乘积的总和，被所测纤维质量之和除以纤维长度分布频率：16纤维形态学指标与纸张性能之间的关系是什么？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。17简述木材纤维细