纤维化学(大题

1、精选优质文档-倾情为你奉上D1章：原料树脂含量高对造纸的不良影响如何消除或减轻？4种方法：1）原料储备一段时间树脂因风化减少2)在备料车间钻孔去节3）蒸煮是通过大小放气回收松节油4）经过以上处理后，若纸浆中树脂含量还高，可加滑石粉或生物酶，然后在纸机净化系统中一并除去 植物原料细胞壁各成分的主要分别是什么：1）胞间层（M）木素（90%）少量果胶质 不含纤维素。2）初生壁（P）木素（70%）半纤维素 纤维素。3）次生壁（S）S1-S2-S3（由外向内）纤维素 半纤维素 木素。胞间层和初生壁合称复合胞间层。 禾本科茎杆横切面几种组织（生物结构、细胞形态）;结构：表皮组织 基本组织 维管组织 形态：

2、纤维细胞 薄壁细胞 表皮细胞 导管和筛管，及石细胞简述禾本科植物茎杆的生物结构和细胞形态？答：(1) 禾本科植物的茎杆有实心的，有空心的，节间有分生组织，横切面上有三种组织：表皮组织（位于叶子和禾杆的外表面）由表皮细胞和表皮层组成；基本组织：全由薄壁细胞组成；维管组织主要又维管束组成。（2）纤维细胞属于韧皮纤维类，两端尖削，胞腔较小，壁上有单纹孔，占50%-60%，薄壁细胞形态各异，壁薄腔大，草类含量较高达40%，表皮细胞属长细胞，多呈锯齿形，导管（送水分），筛管（送养分）均沿茎杆纵向排列，石细胞属厚壁细胞，尺寸较小，呈腰鼓形。打浆过程纤维细胞的变化：1）初期，S1层破裂，引起纤维表皮微细纤维

3、变化2）横向切断，纵向分丝帚化3）破坏P层及S1层，完全打掉或者部分打掉，使S2裸露并使其分丝帚化4）使纤维发生水化润胀，也叫内部微细纤维化木素的三个二聚体和三个初级母体结构：（略）烧碱中添加AQ的作用：1保护碳水化合物AQ氧化聚糖末端基合成稳定的糖酸，从而保护聚糖减少剥皮反应2降解木素AQ本身还原成AHQ，AHQ与酚型木素单元反应促进木素碎片化，而本身又被氧化成 AQ碱处理过程中碱主要消耗在：1)中和氯化段中残余的氯2)氯化段后纸浆中没有完全洗涤除去HCL 3)氯化段后纸浆中没有完全洗涤除去的酸化木素4)氯化后不溶于酸和有色的氯化木素溶解 为什么氯化后纸浆颜色加深：氯化过程中一部分木素碎裂溶

4、于酸性介质中，而大部分的木素并没有碎裂，反而产生许多有色的醌类物质，氯醌类物质不溶于酸性，中性溶液，所以导致纸浆颜色在氯化后反而加深。 氯化后为什么要进行碱处理：1氯化后产生许多有色的氯醌类物质，这些物质不溶于酸性，中性溶液但溶于碱性溶液中，所以氯化后需进行碱处理 灰分对制浆造纸的影响：1):灰分对普通的化学浆的质量没什么影响，只对人造纸浆和电容器浆产生不良影响。2):纸浆中Cu.Fe.Mn等金属离子对纸浆的颜色以及纸浆过氧化氢.氧气.臭氧漂白会产生不良影响，而且会促进漂剂分解。3):纸浆中的Ca.Mg粒子对稳定漂剂，保护碳水化合物有着一定的作用，但过量的金属离子又会使木素稳定，降低纸浆白度。

5、4):原料中尤其是草类原料灰分中SiO2和Na2O反应后溶于黑夜（Na2SiO3是粘合剂）给碱回收造成许多困难，如结垢，粘度大，不易蒸煮，苛化液澄清等困难。麦草浆不要打浆直接抄纸的原因：是由于其超结构特点决定的1）S1层微细纤维较厚且S1与S2层连接紧密2）S1层微细纤维交叉螺旋排列，S2层微细纤维与轴夹角约为30-40度在纤维末端又缠绕上去，角度比木材纤维的饶角还大，难于分丝帚化，故一般麦草浆不打浆，经过疏解即可抄纸说非纤维细胞含量的多少是衡量草类原料优劣的标准之一的原因：1）非纤维细胞多，则纤维细胞少2）制浆时会吸收大量蒸煮液，增加液比，消耗药品3）滤水性差影响纸浆洗涤4）影响碱回收（硅干

6、扰）5）纸浆湿强度低，影响纸机车速6）成纸强度差植物细胞壁的超结构主要研究什么？纤维细胞的层次构成 层次的厚度 分布不同层次的微细纤维的取向 微细纤维的精细结构等 也包括纤维细胞壁上纹孔德尔微细结构 小放汽的作用:（1）排除空气，释放假压（2）产生向上现象（3）回收松节油（4）压迫纹孔膜。为什么要进行小放汽？答：对原料抽提原因：木材原料中的松香酸、脂肪酸、萜烯类化合物及不可皂化物等成分，类原料中的蜡质等成分在分离木素时会和木素一起分离出来，有些多酚类物质还可能与木素发生缩合反应成为木素的组成成分，而导致结果偏高为了消除这种影响，故进行抽提。在和本科植物茎杆横切面上可以看到哪几种组织？答：（1）

7、皮层：表皮细胞，皮下纤维层（2）原生导管，后生导管、空腔，筛管、半管（3）薄壁细胞 植物细胞壁的超结构主要研究什么？答：（1）纤维细胞壁的层次构成（2）不同层微细维的取向及其对材质的影响（3）为细纤维的精细结构(4)微细纤维与半纤维素，木素的维系结构关系。 新闻纸变黄原因？答：新闻纸在制浆造纸中对纸张白度要求不高。在抄纸中配有较多的机械浆和化学机械浆，含有较多的木素，在环境温度变化或日光照射时，空气中的氧会对木素进行氧化，形成一些有色基团，使纸张发黄。阐述阔叶木原料生物结构的特点？答：横切面 a导管b木纤维成四边形或多边形c木薄壁细胞d木射线包薄壁细胞，部分为单列其他为双列或多列；径切面a木纤

8、维侧壁及其上纹孔b导管即其上具缘纹孔c宽带状的木射线；a木纤维导管侧壁b纺锤状的木射线细胞。针叶木 阔叶木 草类所含木素的不同？木素的功能基，他们存在与木素结构单元的什么位置？答（1）针叶木中主要为愈疮木酚基型木素，阔叶木中为愈疮木酚基 紫丁香基木素；草类为愈疮木酚基 紫丁香基-对羟基苯基木素。（2）木素的功能基主要有：-OCH3,-OH,-C=O及醚状氧原子等（3）-OCH3联接在芳基环上；-OH存在于木素结构单元苯环上（酚羟基）和侧链上（脂肪族羟基）；-C=O部分与苯环共轭，部分不共轭；醚态氧部分联接到芳环上，部分联接在侧链上。针叶木 阔叶木 禾本科的抽提物: 1）针：松香酸、脂肪酸、萜烯

9、类化合物和不皂化物，主要存在于树脂道、木射线薄壁细胞2）阔：游离或酯化的脂肪酸，少量中性物，无或少的松香酸，存在于木射线细胞和薄壁细胞3）禾：蜡，存在于表皮34比较针叶木阔叶植物原料的生物结构的特点？针叶木 阔叶木年轮早材管壁薄，腔大；晚材管壁薄，腔小，年轮明显除环孔材外年轮不明显纤维在横切面上管胞壁有规则的呈辐射状排列在横切面上纤维不规则排列排列方向木射线在弦切面上的木射线一般为单列木射线多为双列或多列，有部分为单列或单列延伸。树脂道在横切面上可见纵向树脂道在弦切面上可见横向树脂道常年与造纸的阔叶木无树脂道D2章 测定原料中木素含量前为什么要用有机溶剂对原料进行抽提？木材原料中的松香酸 脂肪

10、酸 萜烯类及不可皂化等成分，草类原料中的蜡等在分离木素时会和木素一起被分离出来，有些酚类化合物还会和木素发生缩合反应，成为木素的组成部分，导致测量结果偏高，为消除影响，所以要进行抽提。13.木素的主要连接键型：（木素是由对羟基苯基、愈疮木基以及紫丁香基的苯基丙烷构成的高分子聚合物）木素苯基丙烷联接键型：醚键联接和C-C键联接，醚键联接可分为烷基醚键，芳基醚键和烷基芳基醚键联接及甲基芳基醚键 14.最好的木素制备物、最好的木素溶剂：1）磨木木素 纤维素酶木素2)乙酸中的乙酰溴和六氟丙醇20、试比较木素酚型结构单元与非酚型结构单元的反应性能，并给予分析：1木素酚型结构的性质比较活泼 反应能力强 非

11、酚型结构反应能力弱2酚型结构中苯环4位存在游离羟基，该羟基能通过诱导效应使酚羟基对位侧链上的a-c原子活化，反应能力增强，若a位存在醚键，则醚键易断裂，使a-c处于缺电状态，极易引入一些负电子，若a位存在游离羟基，则直接引入负离子，所以酚型结构单元性质较活泼，非酚型结构苯环4位上的羟基易醚化的，反应能力低21、影响木素结构单元反应性能的因素：1)连接键型：木素的苯丙烷结构单元通过醚键c-c键长不同键型连接，其化学稳定性不同2)木素结构单元的类型：不同功能基-OCH3 OH C-O-等连接在结构单元上，使其具有不同的化学反应性能3)木素的酚型和非酚型结构，也会影响反应性能22、谈谈木素热塑性与磨

12、石磨木浆生产的关系：生产磨石磨木浆时，用水湿润木片，吸水润张后的木素软化点降低，在软化点以下，木素的分子链的运动被冻结，而呈玻璃状固体，随着温度的升高，分子链的布朗运动加快，到了玻璃转化点以上，分子链的布朗运动开放，木素本身软化，固体表面积减少，产生粘着力23、为什么说原料中木素的含量是判定制浆漂白工艺的基本依据？ 植物原料的三大主要成分中木素是化学制浆中要脱除的，胞间层木素脱除，原料即可成浆，但要制取漂白剂还必须脱除细胞壁中的木素，残余木素是纸浆颜色的主要来源，原料中针叶木含量高，难蒸煮，禾本科原料木素含量低较易蒸煮，阔叶木介于两者之间，木素含量的高低及性质不同，蒸煮工艺也必然不同，纸浆的残

13、余木素含量不同，所要求的白度不同，漂白工艺也必然不同。24.木素的高分子化：首先是在细胞生产的过氧化氢及过氧化物酶的作用下，木素结构单元被脱氢生成酚氧游离基及共振体，这些自由基之间可相互结合或向其中加入H2O或木素结构单元，生成二聚体，这些木素二聚体本身进一步脱氢生成自由基，进而和别的自由基结合，反应地进行水和木素结构单元的加成反应，木素便高分子化。16简述木素的形成过程？答：（1）木素母体经酵母素作用脱氢形成游离体（2）游离基间结合形成次级结构（3）由中间产物逐步形成木素大分子。19如何证明LCC的存在？答：以含水二氯己环处理木粉制取磨木木素后，剩下的残渣用DMF,DMSO(二甲亚砏)和50

14、%醋酸抽提，得到木素和糖构成的抽提物组分，这个组分即使用50%醋酸，二氯乙烷，乙烷作溶剂抽提，还是不能出去糖的组分。因此认为两者之间存在联接，认为是形成了某种形式的结合体。为此，贝克曼取名为多糖结合体LCC. 25硫酸盐法比烧碱法脱木素快的原因（KP法蒸煮的优点）？答：（1）KP法蒸煮时，由于Na2S的解离，溶液中同时存在HS-,S2-,OH-,它们同时对木素发生反应，而烧碱法中只有OH-一种亲核试剂；（2）木素与HS-,S2-可以发生硫化作用。使酚型-芳基醚键很快全部断裂（-醚键联接与所有联接50%以上断裂对大分子成碎片溶出很有意义）而烧碱法中酚型木素的-醚键只能断裂少（3）KP法脱木素反应

15、中的硫可析出重新参与反应，保证了反应中亲核试剂的量，从而减少的木素的缩合反应。27碱处理中碱主要消耗在哪些方面？（为什么要进行碱处理）？答：碱处理中主要消消耗在;(1)中和氯化段后残余的氯，（2）中和氯化段后未完全洗涤除去的HCL,有机羧酸类（3中和氯化段后纸浆中未完全洗涤除去的酸化木素（4）溶解氯化后不溶于酸的氯化木素。28氯化后制浆颜色变深得得原因？答：氯水溶液中形成的正氯离子（CL+）或它的水合正离子（H2O+CL）能使木素结构基因的-芳基醚键和甲基芳基醚键受氯化作用而断裂，生成邻苯醌和相应的醚，邻苯醌是一种呈黄红色的深色基团。故31试比较木素酚型结构单元和非酚型结构单元的反应性能，并给

16、予分析？答：（1）酚型结构单元中苯环4位存在游离OH-这种羟基能通过诱导效应使酚羟基对位侧链上的-C活化，反应能力增强，若-C处于却电子状态，极易引入负电子；若位存在游离羟基，则直接引入负离子，故酚型结构单元很容易引起反应。（2）非酚型结构单元中苯环4位上的羟基是醚化的，反应能力低，难使-C活化，因此非酚型结构单元中存在醚键，-醚键都比较稳定或反应发能力较弱，既使位是醇羟基，其反应能力也比酚型结构的醇羟基小得多，如果醇羟基被醚化，则此位置就难以进行反应了。33. 影响木素结构单元反应性能的因素有哪些？答：（1）联接键型，（木素的笨丙烷结构单元通过醚键，C-C键等不同键型连接，其化学稳定性不同）

17、（2）木素结构单元的类型，（不同的功能键基，-OCH3，-OH，-CO等连在结构单元上，使其具有不同的化学反应性能）（3）木素的酚型和分型结构形式也会影响反应性能。35如何证明木素结构中存在醚键连接？ 答：前苏联学者绍雷金娜用木素在液态氨（-33度）中雨金属钠作用的实验证明木素中存在醚键连接。把铜氨木素，盐酸木素，工业水解木素在液态氨中与金属钠作用，结果得到多量的酚物是1-（4-羟基-3甲氧苯基）-丙烷及1-（4-羟基-3甲氧苯基）丙醇-2等，这与芳香类醚与金属钠所起的分解反应类似，故认为木素在此条件下也发生了醚键裂开反应，根据这个反应提出，木素结构单元之间存在醚键连接。 D3章 造纸用纤维原

18、料分哪些类型：分为木材纤维原料（针叶木和阔叶木）非木材纤维原料（禾本科纤维、籽毛类纤维、叶部纤维，韧皮纤维）半木材纤维原料（棉纤维） 描述纤维原料细胞壁的主要成分：纤维素、半纤维素、木素 纤维素的特点：1）由D-葡萄糖基构成的链状高分子化合物2）以纤维单糖的连接方式（B-1-4）连接 纤维素的特点?其性质和功能由什么决定？：（1）1）不溶于水的均一聚糖2）由D-葡萄糖构成的链状高分子化合物3）D-葡萄糖基之间以纤维二糖（B-1-4）连接4）具有特性的X-射线衍射图 （2）结构单元、连接键型、功能基、DP. 纤维素的化学结构特点是什么？影响纤维素化学性质的因素有哪些？答：（1）纤维素大分子的基本

19、结构单元是D-吡喃式葡糖糖基（即失水葡糖糖）（2）纤维大分子的葡糖糖基间的联接都是-苷键联接（3）纤维素大分子每个基环均具有3个醇羟基；（4）纤维素大分子的两个末端基，性质是不同的（一端存在还原性的隐性醛基，另一端没有，故整个大分子具有极性并呈现出方向性）。 什么叫纤维的水化润胀？答：纤维吸收水后，其体积变大但不失其表观均匀性，纤维分子间的内聚力减少，固体变软的现象称为纤维水化润胀。.剥皮反应的反应机理是什么？如何采取措施防止剥皮反应？答：机理：（1）醛酮糖互变及-烷氧基消除反应；（2）互变异构形成二羰基衍生物；（3）加成反应；（4）异构化反应形成异变糖酸；措施：（1）将末端羰基氧化为羧基;(

20、2)将末端羰基还原为伯醇羟基；（3）加入能与羰基反应的化合物，将还原性末端封锁。.根据二相结构理论，结晶区和无定形区各有和特点？答：结晶区的特点：纤维素分子链取向良好，密度较大，结晶区纤维的密度为1.558gcm3，分子间的结合力最强，故结晶区对强度的贡献大。非结晶区的特点：纤维分子的链取向较差，分子排列无秩序，分子间距离较大，密度较低且分子间氢键结合数量少，故非结晶区对强度的贡献小。.纤维素纤维的氢键的形成条件？纤维素结晶区和无定形区氢键的区别？氢键对纤维素性质的影响？答;(1)必须有H；（2）必须有电负性很强的元素，且有孤电子对；（3）电负性很强的元素原子之间的距离在0.280.3nm。纤

21、维素表面的电化学性质对制浆造纸的影响。1抄纸。电位过高过低对其有着不同的影响。2施胶，由于纤维表面带负电，而对加入的胶料负离子想排斥，达不到施胶的目的，因此需要加入矾土。3纤维染色，可用碱性染料直接染色，因为纤维表面带负电，碱性染料带正电，染料粒子可以吸附在纤维上，如果用酸性染料染色，由于其粒子在水中带负电，故不能被纤维吸附，因此要加上媒染剂明矾，改变纤维表面电性，从而到到染色目的，4白水回收，在白水回收装置中合理控制高分子聚合物的量，以及zata电位即PH，史白水中的微小纤维，调料等微粒凝聚，可得到最好的澄清效果聚合度对纤维和纸张的影响1对纸张的影响：1同种原料同种制浆方法，制浆和纸张的强度

22、随着聚合度的增加而增加。2聚合度低的制浆只能抄出强度低的纸。3不同原料不同制浆方法，聚合度高，纸张强度不一定高。4聚合度对纸张的裂度影响显著，对裂断，耐破度，耐折度影响甚微。2对纤维强度的影响：聚合度下降到1700800，纤维素的机械性质下降很少，到聚合度下降到700，纤维素强度迅速下降。2当dp<200，纤维素裂断成粉末，失去纤维的特性。纤维分子的测定方法，化学法，热力学法，光学法，动力学法分布曲线的应用：1波峰多，分散程度大，波峰大，面积广，聚合度分布广，2波峰少，分散程度小，波峰高面积广，聚合度分不窄。3峰行越窄，峰数越少，相对分子量或聚合度分布越均匀。结晶区的特点。纤维分子链取向

23、好，密度大，分子间结合力最强，故结晶区对强度贡献大。有清晰的x衍射图。非结晶区的特点：纤维分子链取向差，分子排列无秩序，分子间距离大，密度较低。切且分子间氢键结合数量少，对强度贡献小，纤维数1的meyer-misch模型，1)纤维分子只占据四个角和中轴，2)四个角上的链为四个相邻晶包所共有，即含有两个链单元，3)结晶各自中间链的走向和位于角上的链的走向平行相反，在轴向高度上差半个葡萄糖基。4)b轴长度正好是纤维二糖的长度。5)这些链围绕轴扭转180度。6)缺点没有考虑分子间的氢键和椅式构象。Blackwell模型.纤维素分子链只占据结晶单元的4个角和中轴2角上的链和中轴上的链是同向平行的，并在

24、轴向同轴上相差半个葡萄糖基3分子链平行于ac面4除了a轴方向上形成分子间氢键，还在020面上形成分子间氢键。纤维素在结晶体内的排列：是平行的，纤维素在主链上是B连接，但在折叠处是BL连接纤维素1)：分子内氢键 O(3)-HO(5) O(2)-HO(6) 分子间 O(8)-HO(3)纤维素2):分子内氢键O(2)-HO(6) O(3)-HO(5) 分子间 O(6)-HO(3) O6-HO(2) O2-HO(2)纤维素降解反应。酸性水解降解，氧化降解，碱性降解，微生物降解，热降解，机械降解。纤维素的剥皮反应，在碱的影响下，纤维素具有还原性末端的葡萄糖基会逐个掉下来，直到产生纤维素末端基转变为偏变糖酸基的稳定反应为止。掉落下来的葡萄基会转变为异变糖基。D4章 半纤维素的特点:1）由两种或两种以上的单糖组成的不均一聚糖2）大多带有支链3）构成线性单糖主链的单糖主要有：木糖、甘露糖、葡萄糖4）构成短的侧链糖基有：阿拉伯糖、木糖、半乳糖、葡萄糖、岩藻糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛