植物纖維化學(xué)答案教學(xué)提綱_第1頁
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精品資料精品資料僅供學(xué)習(xí)與交流,如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝僅供學(xué)習(xí)與交流,如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝PAGE7第一章1?如何將造紙植物纖維原料進(jìn)行分類?答:①木材纖維原料:針葉材、闊葉材;②非木材纖維原料:禾本科纖維原料、韌皮纖維原料、籽毛纖維料、葉部纖維原料;③半木材纖維原料:這類原料主要指棉稈;④合成纖維、合成漿:人造絲、聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯等; ⑤二次纖維:舊報(bào)紙、舊雜志紙、舊瓦楞箱紙板。2.木素。纖維素和半纖維素皆由碳水化合物組成,木素則為芳香族化合物。纖維素和果膠質(zhì)以外的植物細(xì)胞壁聚糖。木素是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵和碳-碳鍵聯(lián)結(jié)構(gòu)成具有三度空間結(jié)構(gòu)的芳香族高分子化合物。3?比較纖維素與半纖維素的異同。答:纖維素和纖維素都是碳水化合物,均存在與綠色植物中,都不溶于水。但纖維素是均一聚糖,只由D-萄糖基組成,且有支鏈,而半纖維素由 10種糖組成,且有枝鏈,纖維素聚合度比半纖維素高,且具有X—射線圖。4.寫出綜纖維素的定義及四種制備方法,并指出哪種方法比較好?答:綜纖維素是指植物纖維原料在除去抽出物和木素后保留的全部碳水化合物。既植物纖維原料中纖維素半纖維素的總和。制備方法:氯化法 (CI2)、亞氯酸鈉(NaCIO2—CIO2)、二氧化氯法(CIO2)、過醋酸法(CH3COOOH)。其中亞氯酸鈉法比較好。5?如何自綜纖維素制備a-纖維素?并指出其化學(xué)組成。答:用17.5%NaOH溶液在下處理綜纖維素,將其中的非纖維素的碳水化合物大部分溶出,留下的維素及抗堿的非纖維素碳水化合物,稱為綜纖維素的 a-纖維素。化學(xué)組成:綜纖維素中的纖維素及抗堿的非纖維素碳水化合物。6?如何自漂白化學(xué)漿制備a-纖維素、B—纖維素、廠纖維素?并指出各自的化學(xué)組成。答:用17.5%NaOH溶液在20C下處理漂白化學(xué)漿,將其中的非纖維素的碳水化合物大部分溶出,留下的纖維素及抗堿的非纖素碳水化合物,稱為化學(xué)漿的 a-纖維素。將溶解部分用醋酸中和,沉淀出來的部分稱為3■纖維素,不沉淀部分稱Y纖維素?;瘜W(xué)組成:a-纖維素包括漂白化學(xué)漿中的纖維素與抗堿性的半纖維素;3纖維素含高度降解的纖維素與半纖維素;丫纖維素全部為半纖維素。CrossandBevan纖維素?答:采用氯氣處理濕潤的無抽提物試料,使木素轉(zhuǎn)化為氯化木素,然后用亞硫酸及約含 2%亞硫酸鈉溶液洗滌、以溶出木素。重復(fù)以上處理、直至加入亞硫酸鈉后僅顯淡紅色為止。如何制備硝酸乙醇纖維素?答:用20%的硝酸和80%乙醇的混合液,在加熱至沸騰的條件下處理無抽提的試樣,使其中的木素變?yōu)橄趸舅厝苡谝掖贾卸怀ィ脷堅(jiān)葹橄跛嵋掖挤ɡw維素。寫出有機(jī)溶劑抽出物的定義,并指出常用的有機(jī)溶劑有哪些?答:有機(jī)溶劑抽出物是指植物纖維原料中可溶于中性有機(jī)溶劑的那些化合物。溶劑:乙醚、苯、丙酮、乙醇、苯-乙醇混合液、石油醚等。

常用的有機(jī)寫出針葉材、闊葉材和草類原料各自的有機(jī)溶劑抽出物的化學(xué)組成及存在的位置?答:①針葉材抽出物主要成分是松香酸、萜烯類化合物、脂肪酸及不皂化物等。存在位置:樹脂道和射線薄壁細(xì)胞中。②闊葉材的抽出物主要含游離的已酯化的脂肪酸,中性物;不含或只含少量松香酸(一般為1%以下),主要存在于木射線細(xì)胞及木薄壁細(xì)胞中。 ③禾本科原料抽出物主要成分:蠟質(zhì),伴以少量的高級(jí)脂肪酸、高級(jí)醇等,蠟質(zhì)存在于禾本科原料的外表面。寫出果膠質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)式、并說明果膠質(zhì)存在于哪些植物中?答:果膠質(zhì)主要存在于胞間層,是細(xì)胞間的粘結(jié)物質(zhì)。果膠質(zhì)也存在于細(xì)胞壁中,尤其是初生壁中。但在木材和其他高等植物組織中,次生壁的果膠質(zhì)含量則十分少。雙子葉植物細(xì)胞的初生壁和某些植物的皮部(如麻、棉桿皮、桑皮、檀皮等)含果膠質(zhì)較多(故灰分含量也高);針葉木及草類原料的果膠質(zhì)含量較少,通常單子葉植物的果膠質(zhì)含量僅是雙子葉植物的果膠質(zhì)含量的10%。寫出植物纖維的定義。答:植物纖維|指的是失去生命機(jī)能的細(xì)長銳端永久細(xì)胞。試述死亡細(xì)胞壁的構(gòu)造。PS1S2、內(nèi)層S3MLCC,細(xì)胞壁上還有紋孔,胞間聯(lián)絲等結(jié)構(gòu)。敘述木材的粗視結(jié)構(gòu)。答:木材由內(nèi)到外:樹心(髓心)、木質(zhì)部、形成層、樹皮(外皮、內(nèi)皮);其中木質(zhì)部上具有許多同心圓環(huán),即年輪。植物細(xì)胞壁上紋孔的功能及種類?答:功能:細(xì)胞間物質(zhì)交換的通道。種類:具緣紋孔、半具緣紋孔、單紋孔。16如何將木材植物細(xì)胞進(jìn)行分類?答:按形態(tài)分尖端細(xì)胞和薄壁細(xì)胞;按功能分輸導(dǎo)細(xì)胞、支撐細(xì)胞和貯藏細(xì)胞。敘述針葉材的生物結(jié)構(gòu),并指出其含有哪幾種細(xì)胞及含量百分比?答:針葉材的生物構(gòu)造從三個(gè)面研究:橫截面、弦截面、徑截面。針葉木中的細(xì)胞最主要是管胞,并有少量的木射線,一般不含導(dǎo)管。管胞占木質(zhì)部細(xì)胞容積的線薄壁細(xì)胞占木材體積的5%?10%。敘述闊葉材的生物結(jié)構(gòu),指出其含有哪幾種細(xì)胞及含量百分比?

90%?95%,木射答:闊葉材的生物構(gòu)造從三個(gè)面研究:橫截面、弦截面、徑截面。闊葉材中的細(xì)胞種類較多,包括木纖維、管胞、導(dǎo)管、木射線和薄壁細(xì)胞。木纖維,即纖維細(xì)胞,是闊葉材最主要的細(xì)胞和支持組織,占木材的60?80%,管胞數(shù)量很少。敘述草類原料的生物結(jié)構(gòu),指出其含哪幾種細(xì)胞及含量百分比?答:草類原料中有纖維細(xì)胞、薄壁細(xì)胞、導(dǎo)管、表皮細(xì)胞、篩管和伴胞。纖維細(xì)胞是最主要的細(xì)胞,是禾的支持組織,但是含量較低,僅占細(xì)胞總量的 40%?70%。薄壁細(xì)胞又稱基本組織,是另一類主要細(xì)胞。有儲(chǔ)存營養(yǎng)的作用。導(dǎo)管是輸導(dǎo)組織,在禾本科原料中含量較高。表皮細(xì)胞的作用是保護(hù)植株的內(nèi)部器官。篩管與伴胞關(guān)系密切,作用是將植物光合作用的產(chǎn)物自上而下輸送到植株中各有關(guān)部位去。另外,皮層、髓部中還有石細(xì)胞。從細(xì)胞形態(tài)的角度分析、哪種植物纖維原料為造紙的優(yōu)質(zhì)原料?答:造紙植物纖維原料中,除含有制漿造紙所需的纖維細(xì)胞外,一般都含有一定量的其他細(xì)胞,稱為非纖維細(xì)胞或雜細(xì)胞。多數(shù)雜細(xì)胞都是具有腔大、壁薄、長度短的特點(diǎn),在制漿中吸收大量蒸煮藥液,洗漿時(shí)降低洗滌能力,成紙時(shí)缺乏粘結(jié),交織能力,降低紙張強(qiáng)度,表皮細(xì)胞增加廢液硅含量,在酸法制漿時(shí)成片狀存在,增加紙病。原料的雜細(xì)胞含量越高,其制漿造紙價(jià)值就低,常見的幾類原料中,針葉材原料雜細(xì)胞含量最低,制漿造紙價(jià)值最高。分布頻率。答:長寬比==2X/測定的纖維總數(shù)。敘述這些纖維形態(tài)學(xué)指標(biāo)與紙張性能之間的關(guān)系。答:①長寬比大的纖維,成紙時(shí)單位面積中纖維之間相互交織的次數(shù)多,纖維分布細(xì)密,成紙強(qiáng)度高。特是撕裂度、裂斷度、耐折度等強(qiáng)度指數(shù)。 ②壁腔比?。蠢w維的柔軟性好)的纖維,成紙時(shí)纖維間的接觸面積較大,故結(jié)合力強(qiáng),成紙的強(qiáng)度高;反之,壁腔比大的纖維則較僵硬,成紙時(shí)纖維間的接觸面積較小,結(jié)合力小,成紙的強(qiáng)度差。簡述針葉材管胞的超結(jié)構(gòu)。P、Si、S2、S3等(ML層)34個(gè)細(xì)胞之間存在一個(gè)細(xì)胞角P層厚度極小,0.1m,P層內(nèi)側(cè),厚度較小,一般占厚10%?20%S32%?8%S270%?90%,是細(xì)胞壁的主體。敘述草類原料纖維細(xì)胞的超結(jié)構(gòu)與針葉材管胞超結(jié)構(gòu)的異同?答:相同點(diǎn):草類原料纖維細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)有的與木材相似,其纖維細(xì)胞壁也可以分為ML、P、Si、S2、S3。不同點(diǎn):①禾本科纖維的P層及Si層的厚度占細(xì)胞壁厚度的比例較大。②Si與S2層之間連接緊密,因此打漿時(shí)往往較木材纖維難于分絲帚化。 ③禾本科纖維的部分纖維的次生壁中層(S2)是多層結(jié)構(gòu)。④寬層的染色較淺,表明木素的濃度較低,窄層的染色較深,表明其中木素的濃度較高。第二章針葉材細(xì)胞壁中木素是如何分布的?答:在針葉木中,木素含量25%?35%。針葉木的木素主要是愈瘡木酚基丙烷。針葉木管胞中,木素含量在細(xì)胞角隅部分占85%?100%。復(fù)合胞間層非常之高也達(dá)到50%?60%,次生壁中占22%?23%,但是,因?yàn)榘g層非常薄,在復(fù)合胞間層和細(xì)胞角隅存在的木素早材中只占全木素量的28%,晚材占19%。剩余的72%81%位于次生壁中。闊葉材細(xì)胞壁中木素是如何分布?并與針葉材比較。答:闊葉材木素含量達(dá)20%?25%,闊葉材也是胞間層木素含量高,次生壁的木素含量較低,全部木素的80%左右,存在于次生壁中。在分化的細(xì)胞壁中木素是如何沉積的?答:木素化過程在S2形成之前就已在細(xì)胞角隅和復(fù)合胞間層開始,接著木素快速地沉積。而次生壁木素化作用是一個(gè)漸進(jìn)過程,只有在胞間層木素濃度大約達(dá)到其最大值一半時(shí)才開始。在次生壁中,S1層最先木素化,隨后是S2層,最后S3層。木素的分離方法分為幾大類?各自的缺點(diǎn)是什么?答:①木素作為殘?jiān)蛛x:將無抽提物木材經(jīng)水解除去聚糖(纖維素、半纖維素),木素則以不溶性殘?jiān)蛛x出來。②木素被溶解而分離:選用與木素不起反應(yīng)溶劑將木材中的木素抽提出來或?qū)⒛舅剞D(zhuǎn)變成可性的衍生物,再用適當(dāng)溶劑抽提。 缺點(diǎn):第一類:這種方法分離的木素其結(jié)構(gòu)已發(fā)生了變化。第二類:只能分離出全部木素量相對為改變的一部分。Klason木素,并說出此法的缺點(diǎn)及主要應(yīng)用范圍?答:木粉首先用苯-醇混合液抽提6hr,以除去木粉中的有機(jī)溶劑提物,然后將木粉在72%H2SO4、溫度18-20C條件下水解,這時(shí)試樣中聚糖的聚合度下降, 2hr后聚合度下降至10H2SO43%的殘?jiān)礊镵lason木素。缺點(diǎn):①由酸水解聚糖時(shí),木素的結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化,主要是縮合反應(yīng)。原因是木素對無機(jī)酸極為敏感易生成下列陽碳離子。產(chǎn)生的陽碳離子極易與另外的苯基丙烷結(jié)構(gòu)的C6產(chǎn)生縮合。②木素當(dāng)中有少部分溶于72%H2SO4,針葉材:闊葉材:3%?5%KlasonKlason木素測定方法、測定草及闊葉材木素時(shí),必須同時(shí)測定酸溶木素?答:①對于闊葉材,由于多酚類的存在而會(huì)產(chǎn)生誤差,在樹皮存在時(shí)由于受到樹皮酚酸的影響也難已適用。②對于草類,由于灰分中的成分(例如鈣鹽和硅)Klason定方法中,木素的一部分,溶于Klason木素定量的母液中,成為酸溶性木素,它在闊葉材和草類原料中含量比較大,不能忽略。Brauns天然木素”不能代表原本木素?答:Brauns木素與不溶解的原本木素有相似之處,但Brauns木素抽出量非常少,針葉材為2%?闊葉材為4%?7%。Brauns木素是原本木素中的低分子量部分,而且Brauns木素比原本木素含有較多的酚羥基。如何制備磨木木素(MWL)?并說出其主要應(yīng)用范圍?答:20Lamn48hr48hr苯(因木素、纖維素和半纖維素在甲苯中不發(fā)生潤脹)。經(jīng)細(xì)磨后,用含少量水的二氧六環(huán)進(jìn)行抽提,然后把溶劑蒸發(fā),把木素溶于醋酸水溶液中,再在水中沉淀、干燥,又溶于二氯乙烷-乙醇(體積比2:1)中,在乙醚中沉淀、洗滌、干燥,這樣分離出的木素成為磨木木素”Bj.rkman木素為黃褐色非晶體粉末狀。應(yīng)用:由于MWL的提取過程中,化學(xué)變化較少,故可作為研究的材料。KMnO4氧化分解得出什么結(jié)論?答:構(gòu)成木素的芳香核,系由對-羥基苯基、愈瘡木芬基、紫丁香基構(gòu)成,進(jìn)一步從分解分析研究,也可以了解芳香核單位間結(jié)合形式。通過木素的堿性硝基苯氧化得出什么結(jié)論?答:針葉木木素中存在大量的愈瘡木基和少量的對-羥基苯基;闊葉木木素中存在大量的愈瘡木基和紫丁香基,少量的對-羥基苯基;禾本科植物中存在大量的愈瘡木基、紫丁香基和對-羥基苯基。通過木素的乙醇解得出什么結(jié)論?答:針葉木木素中存在大量的愈瘡木基丙烷結(jié)構(gòu)和少量的對 -羥基苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元;闊葉木和禾本科植物中,存在大量的愈瘡木基丙烷和紫丁香基丙烷結(jié)構(gòu)單元,少量的對 -羥基基丙烷結(jié)構(gòu)單兀。如何應(yīng)用紫外光譜和紅外光譜對木素進(jìn)行研究?答:應(yīng)用紫外光譜:因?yàn)槟舅厥欠枷阕寤衔?,對紫外線有很強(qiáng)的吸收,而碳水化合物幾乎不吸收紫外光,因此選擇適當(dāng)?shù)臏y定條件測定紫外吸收光譜可以在碳水化合物存在狀態(tài)下對木素定性、定量分析。通常采光波在205nm及280nm附近有極大吸收;在230nm及310?350nm附近,能看到弱的吸收,這通常稱為肩峰;在 380nm以上的可見光區(qū)是沒有特定吸收峰的末端吸收;由于木素的各結(jié)構(gòu)單元吸收光譜重合,因此其紫外光吸收峰比較單調(diào)而且粗寬。應(yīng)用紅外光譜:可研究木素的結(jié)構(gòu)及變化,確定木素中存在的各種能力及各種化學(xué)鍵。了解木素中存在基團(tuán)及結(jié)構(gòu),它們在化學(xué)反應(yīng)中的變化。紅外光譜的測定,通常采用分離的木素,多用KBr壓片法。木素結(jié)構(gòu)單元間的聯(lián)接方式有哪幾種?并說明其比例及化學(xué)穩(wěn)定性?答:在木素大分子中,大約有60%?70%的苯丙烷單元是以醚鍵的形式聯(lián)接到相鄰的單元上的,其余30%40%的結(jié)構(gòu)單元之間以碳-碳鍵聯(lián)接,非常穩(wěn)定。醚鍵聯(lián)接: a烷基-芳基醚(aO-4)、二烷基醚(aO-丫'、於烷基-芳基醚(BO-4)、二芳基醚聯(lián)接(4-0-5)(較穩(wěn)定)、甲基-芳基醚聯(lián)接;C-C鍵聯(lián)接:旳、a6、5-5'5&6、&B。C-C14?寫出木素一碳水化合物(L.C.C.)的聯(lián)接鍵型及聯(lián)結(jié)點(diǎn)糖基?答:a醚鍵結(jié)合、苯基糖苷鍵、縮醛鍵、酯鍵、自由基結(jié)合而成的 -C-O-或-C-C鍵結(jié)合。結(jié)點(diǎn)糖基:半乳糖、阿拉伯糖和木糖單元是為木素與半纖維素之間的聯(lián)結(jié)點(diǎn)糖基。敘述木素的結(jié)構(gòu)單元在酸、堿介質(zhì)中基本變化規(guī)律?答:在堿性介質(zhì)中的基本變化:酚型結(jié)構(gòu)單元通過p-n共軛、誘導(dǎo)效應(yīng)使a碳原子活化,a-醚鍵斷裂,形成3亞甲基醌結(jié)構(gòu),由于a■碳原子正電性很強(qiáng),常常成為親核試劑所攻擊的部位,(OH-VSO3

2-<SH-VS2-)。非酚型的木素結(jié)構(gòu)單元由于酚羥基上有了取代物,故不能形成亞甲基醌的結(jié)構(gòu)形式。在酸性介質(zhì)中的基本變化:具有苯甲基醚結(jié)構(gòu)單元,首先形成钅羊—鹽,然后a醚鍵斷裂而形成正碳離子,由于a■碳原子正電性很強(qiáng),常常成為親核試劑所攻擊的部位,例如:HSO3-和SO32-等。不論是酚型或非酚型結(jié)構(gòu)單元均可形成正碳離子結(jié)構(gòu)形式。燒堿法制漿中,木素大分子中哪幾種化學(xué)鍵斷裂?答:木素酚型結(jié)構(gòu)的a■芳基醚鍵、a烷基醚鍵斷裂,形成亞甲基醌中間物;非酚型結(jié)構(gòu)如在a碳原子上連有-OH基的B芳基醚鍵也可以斷裂,形成環(huán)氧化合物的中間物;酚型結(jié)構(gòu)的B芳基醚鍵僅有極少部斷裂;苯環(huán)上甲基芳基醚鍵斷裂;木素碎片的縮合反應(yīng)。硫酸法制漿中,木素大分子中哪幾種化學(xué)鍵斷裂?答:木素酚型結(jié)構(gòu)的a■芳基醚鍵、a烷基醚鍵斷裂,形成亞甲基醌中間物;非酚型結(jié)構(gòu)如在a碳原子上連有-OH基的B芳基醚鍵也可以斷裂;苯環(huán)上甲基芳基醚鍵斷裂;酚型 B基醚鍵斷裂;木素碎片的縮合反應(yīng)。酸性亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽法制漿中,木素大分子中哪幾種化學(xué)鍵斷裂?aa烷基醚的反應(yīng);酚型B應(yīng)。中性和堿性亞硫酸鹽法制漿中、木素大分子中哪幾種化學(xué)鍵斷裂?答:酚型或非酚型結(jié)構(gòu)單元a■醚鍵的反應(yīng);蒸煮中的縮合反應(yīng);甲基芳基醚鍵的反應(yīng); B醚鍵結(jié)構(gòu)在酸性亞硫酸鹽蒸煮條件下是穩(wěn)定的。敘述木素大分子在氯化過程中的反應(yīng)。答:苯環(huán)上氯的親電取代反應(yīng);木素結(jié)構(gòu)單元側(cè)鏈的親電取代反應(yīng);醚鍵的氧化裂解;木素脂肪族側(cè)鏈碎解產(chǎn)物的再氧化;側(cè)鏈共軛或非共軛雙鍵的氯的加成反應(yīng)。22?敘述木素大分子在次氯酸鹽漂白過程中的反應(yīng)。答:次氯酸鹽漂白時(shí)主要是氧化作用;也有氯化反應(yīng)(親電和親核反應(yīng));但次氯酸鹽與次氯酸發(fā)生分解反應(yīng)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生游離基,從而發(fā)生游離基反應(yīng)。24.敘述木素大分子在H2O2漂白過程中的反應(yīng)。答:分解反應(yīng):H2O2=H++HOO-;副分解反應(yīng):H2O2—HO+O第三章2纖維素生物合成的母體是什么?答:纖維素生物合成的基本結(jié)構(gòu)單元是D-吡喃式葡萄糖基敘述高分子化合物多分散性的基本概念。的聚合度不同。這種現(xiàn)象稱之為纖維素的多分散性。4敘述粘度的基本概念并寫出幾種高分子溶液的黏度的定義。答:粘度是指液體流動(dòng)時(shí)的內(nèi)摩擦力。相對粘度: n=n/0n增比粘度:np=(nn”n比濃粘度:np/C,特性粘度:[n]=limsnpStaudinger黏度方程并加以說明。答:np=KmCgmM=Kmpp方程適用于真正線狀分子,但纖維素分子在溶液中是蜷曲狀。Markd=KMlg[nagM+IgK。分級(jí)的基本概念、基本原理及分類?

Standinger答:分級(jí)的概念和分級(jí)方法:按不同聚合度將多分散性的纖維素試樣分成若干級(jí)分的纖維素試樣稱之為級(jí)。常用的分級(jí)方法:沉淀分級(jí)法、溶解分級(jí)法和凝膠穿透色譜法 (GPC)等。(前兩者是利用溶解度的差別來分級(jí)的方法;后者屬于利用分子運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分級(jí)方法。 )溶解分級(jí)及沉淀分級(jí)的原理:C1/C2eP£/ktC1—溶液相濃度;C2有幾種方法表示纖維素分子量的多分散性?答:表格表示;圖解表示;分布函數(shù)表示;其中最重要的是圖解法。表示分子量或聚合度分布的分布曲線有3中,積分重量分布曲線;微分?jǐn)?shù)量分布曲線;微分重量分布曲線。C5-OHC1-OH的構(gòu)型。答:構(gòu)成纖維素分子的葡萄糖基環(huán)是屬于 型)D-葡萄糖基4C1構(gòu)象。D-吡喃式葡萄糖基和伯羥基的構(gòu)象。答:纖維素的D-吡喃式葡萄糖基的構(gòu)象為椅式構(gòu)象,3-D-吡喃式葡萄糖環(huán)中的主要取代基均處于平伏鍵位置,而氫原子是向上或向下的直立鍵。這種模式的構(gòu)象可命名為:象。伯羥基(纖維素中)都具有tg構(gòu)象。Miller平面。

4C1構(gòu)(010)和答:在結(jié)晶學(xué)中為了表示空間點(diǎn)陣所處平面位置或者說結(jié)晶格子中通過某一原子的平面的名稱,通常用Miller指數(shù)表示。在單位晶體中,求出一給定平面(晶面)和其與座標(biāo)軸的三個(gè)交點(diǎn)。并記錄下各點(diǎn)的標(biāo),全為單位向量的整數(shù)倍。 OM1=h'a=3aO2=k'b=2bOM3=l'。=然后將h',k寫成倒數(shù),再簡化,使各倒數(shù)之間成為最小整數(shù)。1/h:1/k:1/l=1/3:1/2:2:那那(h(k36)M1M2M3的晶面指數(shù)。Meyer-MischIJ.Blackwell(Honjo-Watebe)I與Meyer-Misch提出的纖維素I有何不同?答:Meyer-Misch提出的纖維素I的結(jié)晶結(jié)構(gòu):.纖維素I晶形屬單斜晶系,單位晶胞在各方面重復(fù)延展,成結(jié)晶區(qū)。其單位晶胞參數(shù)為: a=8.35X10-10m;b=10.3X10-10m(纖維軸);c=7.X1-1m;B=84°(B=。在b軸方向,晶格四角各為一個(gè)纖維素分子鏈單位(即纖維素二糖)所組成,中心鏈分子與四角上的鏈分子在b單位屬于此單位晶胞所獨(dú)有,而每角上的鏈單位則為四個(gè)相鄰單位晶胞所共有,每個(gè)單位晶胞只含精品資料精品資料僅供學(xué)習(xí)與交流,如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝僅供學(xué)習(xí)與交流,如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝PAGE9((4X1/4)+1)鏈單位,即二個(gè)鏈單位,而且方向相反。J.Blackwell(Honjo-Watebe)提出的纖維素I:纖維素I是由平行分子鏈有規(guī)則排列組成的,在結(jié)中所有鏈具有相同的意義(例如鏈都是向上”的)。鏈分ac平面。所有-CH20Htg位。In?答:(1)以濃堿液(11%-15%NaOH)作用于纖維素而生成堿纖維素,再用水其分解為纖維素。這樣生成n,—般稱絲光化纖維素;(2)將纖維素溶解后再從溶液中沉淀出來;(3)皂化成纖維素;(4)將纖維素磨碎后并以熱水處理。寫出結(jié)晶度和到達(dá)度的基本概念。答:纖維素的結(jié)晶度是指纖維素構(gòu)成的結(jié)晶區(qū)占纖維素整體的百分率,它反映纖維素聚集時(shí)形成結(jié)晶的程度。纖維素的結(jié)晶度Xc二結(jié)晶區(qū)樣品含量/(結(jié)晶區(qū)樣品含量+非結(jié)晶區(qū)樣品含量)X100%纖維素的可及AXc的關(guān)系:A=(TXc+(10-Xc)敘述棉纖維的吸著等溫曲線。答:棉纖維的吸著等溫曲線,表示了纖維素的吸濕與解吸過程。隨著現(xiàn)對蒸汽壓的增加,棉纖維吸附的水迅速增加,稀釋后纖維素發(fā)生潤脹,但不改變其結(jié)晶結(jié)構(gòu)。該物料經(jīng)干燥后X—射線圖并沒有變化,說明吸著水只在無定形區(qū) 內(nèi),結(jié)晶區(qū)并沒有吸著水分子。一般認(rèn)為①相對濕度在20%以下時(shí),水分子被吸附在原來游離羥基上;②相對濕度增至60%,隨著吸水量及潤脹程度的增加,破壞了纖維素分子的氫鍵,形成新的吸附中心。③相對濕度超過60%時(shí),由于棉纖維進(jìn)一步潤脹,產(chǎn)生更多的游離羥基,吸附水加快,當(dāng)相對濕度繼續(xù)增加時(shí),出現(xiàn)了多層媳婦現(xiàn)象。解釋纖維素纖維的滯后現(xiàn)象。答:在同一相對蒸汽壓下吸附的吸著水量低于解吸時(shí)的吸著水量的現(xiàn)象,稱為 滯后現(xiàn)象”解釋:干燥的纖維素纖維在吸濕過程其無定形區(qū)的氫鍵不斷打開,纖維素分子之間的氫鍵被纖維素與水分子之間的氫鍵所代替,雖然形成了新的氫鍵,但仍然保持著纖維素分子之間的部分氫鍵,也就是說新游離出來的羥基較少。在解吸過程,濕潤了的纖維脫水收縮,無定形區(qū)纖維素分子之間的氫鍵重新形成,但由于也受內(nèi)部阻力的抵抗,被吸著的水不易揮發(fā),即纖維素與水分子之間的氫鍵不能全部可逆的打開,故吸著的水較多,產(chǎn)生滯后現(xiàn)象,只有在相對濕度100%時(shí),才恢復(fù)到原來的狀態(tài),此時(shí)吸附與解吸等溫曲線才相互符合。17結(jié)合水、游離水的概念?答:一部分是進(jìn)入纖維素?zé)o定形區(qū)與纖維素的羥基形成氫鍵結(jié)合的水,稱為 結(jié)合水”當(dāng)纖維素物料吸濕達(dá)到纖維飽和點(diǎn)后,水分子繼續(xù)進(jìn)入纖維的細(xì)胞腔和孔隙中,形成多層吸附水或毛細(xì)管水,這種水稱為游離水”潤脹的基本概念?答:固體吸收潤脹劑后,其體積變大但不失其表觀均勻性,分子間的內(nèi)聚力減少,固體變軟,此種現(xiàn)象稱為潤脹。纖維素纖維的潤脹可分為:有限潤脹和無限潤脹。論述纖維素纖維表面的電化學(xué)性質(zhì)。答:擴(kuò)散雙電層理論:纖維素本身含有極性羥基、糖醛酸基等基團(tuán),使纖維素纖維在水中表面帶負(fù)電。因此,當(dāng)纖維素纖維在水中往往引起一些正電荷由于熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果在離纖維表面由近而遠(yuǎn)有一濃度分布。近纖維表面的部位正電子濃度逐漸減小,直至為零。敘述纖維素酸水解機(jī)理及酸水解方法。答:纖維素的酸水解反應(yīng)機(jī)理:纖維素大分子中的1,4-3■苷鍵是一種縮醛鍵,對酸的穩(wěn)定性很低,在適當(dāng)?shù)臍潆x子濃度、溫度和時(shí)間作用下,發(fā)生水解降解,使相鄰兩葡萄糖單體間碳原子1C和氧原子所形成的苷鍵斷裂。酸水解方法:濃酸水解:纖維素在濃酸中的水解是均相水解。纖維素晶體結(jié)構(gòu)在酸中潤脹或溶解后,T屬多相水解。水解發(fā)生于固相纖維素和酸溶液之間,在高溫高壓下,稀酸可將纖維素完全水成葡萄糖:纖維素一水解纖維素一可溶性多糖一葡萄糖。纖維素酸水解后其性質(zhì)上有什么變化?答:①纖維素酸水解后聚合度下降,下降的速度決定于酸水解的條件,一般降至 200以下則成粉末;②纖維素酸水解后吸濕能力改變,水解開始階段纖維素的吸濕性有明顯降低,到了一定值后再逐漸增加;③酸水解纖維素由于聚合度下降,因而在堿液中的溶解度增加;④酸水解纖維素還原能力增加,這是因?yàn)檐真I在水解中斷開,增加了還原性末端基,故纖維素的碘值或銅價(jià)增加;⑤酸水解纖維素纖維機(jī)械強(qiáng)度下降,酸水解纖維素成粉末時(shí)則完全喪失其機(jī)械強(qiáng)度。22.22.敘述纖維素的堿性水解和剝皮反應(yīng)機(jī)理。說明纖維素的氧化途徑和氧化降解的機(jī)理。答:纖維素氧化途徑:纖維素受到空氣、氧氣、漂白劑的氧化作用,在纖維素葡萄糖基環(huán)的C2、C3C6位的游離羥基,以及還原性末端基C1位置上,根據(jù)不同條件相應(yīng)生成醛基、酮基或羧基,形成氧C2、C3、C6C2C3位同時(shí)形成羰基,具有羰基的纖維素稱為還原性氧化纖維素。由于分子鏈中葡萄糖基環(huán)上形成羰基后,就產(chǎn)生了&烷氧基羰基結(jié)敘述纖維素酶的種類及作用機(jī)理。答:纖維素酶的種類:外切禺1-4-聚葡萄糖酶(EC3.2.1.91,也稱Ci酶)――從纖維素鏈的非還原性端基脫去單個(gè)葡萄糖單元;內(nèi)切 &1-4-聚葡萄糖酶(EC3.2.1.4,也稱Cx酶)――作用無可以隨機(jī)降解纖維素的1,4-3■苷鍵;纖維二糖酶(EC3.2.1.21,也稱&葡萄糖二聚體酶)一一主要作用在葡萄糖的伕二聚體上,包括纖維素二糖。作用機(jī)理:纖維素酶解作用主要是導(dǎo)致纖維素大分子上的1-4-3苷鍵斷裂。第四章給出半纖維素的概念。答:半纖維素是指植物纖維原料中除纖維素以外的全部碳水化合物(少量的果膠質(zhì)和淀粉除外),即非纖維素的碳水化合物。組成半纖維素的單糖有哪些?答:D-木糖基、D-甘露糖基、D-葡萄糖基、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、4-0-甲基-D-D-半乳糖醛酸基、D-L-鼠李糖基、L-巖藻糖基,以及各種帶有氧-基的中性糖基。敘述半纖維素的命名法。答:第一種:命名時(shí)將構(gòu)成半纖維素的各種湯劑都列出來,首先寫支鏈的糖基,當(dāng)有多個(gè)支鏈時(shí),將含量少的支鏈糖基排列排在前面,含量多的支鏈糖基排在后面,而將主鏈糖基列于后,若主鏈含有多于一種糖基時(shí),則將含量最多的主鏈糖基放在最后,詞首加 聚字。第二種:命名時(shí)只寫出主鏈上的糖基而不寫支鏈的糖基,在主鏈糖基前冠以 聚”字。精品資料精品資料4解釋半纖維素的分枝度的意義。答:分枝度是用來表示半纖維素結(jié)構(gòu)中枝鏈的多少。分枝度的大小對半纖維素的溶解性有很大的影響。同類聚糖中分枝度大的半纖維素、溶解度就大。5.總結(jié)針葉材半纖維素的結(jié)構(gòu)。答:針葉木半纖維素中最多的是聚半乳糖葡萄糖甘露糖,含量大約為 20%。包括兩類構(gòu):半乳糖:葡萄糖:甘露糖=0.1:1:3;半乳糖:葡萄糖:甘露糖=1:1:3—4GB1—4GB1—4MB1—4MB1—4MB1—4GB1—6I 2,3I 61 2,311I I 1I IGaa Acetyl Ga aAcetyl式中:GB=&D-吡喃式葡萄糖基;MB=&D-吡喃式甘露糖基;Gaa=aD-吡喃式半乳糖基;Acetyl=乙酰基針葉木中的聚木糖類主要是聚阿拉伯糖-4-0-甲基葡萄糖醛酸木糖,這種聚糖在針葉木中的含量一般約7%?12%7%?!?XB1—4XB1—4XB1—4XB1—4XB1—4XB1—2I 311I 1I(Meo)4GAa LAfa式中:XB=BD-吡喃式木糖基;(Meo)4GA=4-O-甲基-a吡喃式葡萄糖醛酸基;L-Afa=-L-呋喃式阿拉伯糖基。聚阿拉伯糖半乳糖在針葉木中都存在一般含量很少,但落葉松屬含量比較多,大約有 5%?30%。這類聚糖是高分枝度水溶性的,通常與水溶性聚半乳糖葡萄糖甘露糖一起存在?!?GaB1—3GaB1—3GaB1—3GaB1—6I 61I 1

6 6II 1 1I6I 6

B R-1I 1 1IGaB1GaB -Afa式中:GaB=-D-吡喃式半乳糖基;L-Afa=a-L-呋喃式阿拉伯糖基;R=B-D-吡喃式半乳糖基或D-吡喃式葡萄糖醛酸基或L-呋喃式阿拉伯糖基。7.總結(jié)闊葉材半纖維素的結(jié)構(gòu)。答:闊葉木中的聚木糖類主要是聚O-乙?;?4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖,一般占木材的20%?25%,也有高達(dá)35%的?!猍4XB1]67—4XB1—4XB1—4XB1—3I 211I 1IAcetyl (Meo)4GAa式中:XB=BD-吡喃式木糖基;Acetyl=乙酰基;(Meo)4GAa=4-O-甲-a-D-吡喃式葡萄糖醛酸基。聚葡萄糖甘露糖一般在闊葉木中的含量為 3%?5%;葡萄糖基與甘露糖基的比例為:1:2?1:1;乙?;鵆2C330%?!?MB1—4GB1—4MB1—4MB1—4GB1—4MB1—2I 3|Acetyl Acetyl式中:MB=^D-吡喃式甘露糖基;GB=^D-吡喃式葡萄糖基;僅供學(xué)習(xí)與交流,如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝10精品資料精品資料Acetyl=乙酰基。樺木半纖維素中含有聚鼠李糖半乳糖醛酸木糖,鼠李糖基聯(lián)接在兩個(gè)相鄰木糖基與半乳糖醛酸基之間?!?XB1—4XB13L-Ra1—2GaAa1—4XB1—式中:XB=BD-吡喃式木糖基;L-Ra=a-L-B比喃式鼠李糖基;GaAa=a-D-吡喃半乳糖醛酸基。在闊葉材細(xì)胞初生壁中還含有較大量的聚木糖葡萄糖類半纖維素,其在初生壁中的含量達(dá)25%。aD-Xylp16I1;6-4)-BD-Glcp-(1-4)-BD-Glcp-(1-4)-BD-Glcp-(1-4)-BD-Glcp-(1-6T 6 T1|1|aD-Xylp -D-Xylpa式中:a-D-Xylp:a-D-吡喃式木糖基;BD-Glcp:BD-吡喃式葡萄糖基。8總結(jié)草類半纖維素的結(jié)構(gòu)。答:禾本科植物的半纖維素主要是聚木糖類。例如:麥草—4XB1—[4XB1]4—4XB1—[4XB1]7—4XB1—3I 3I 211I 1I 1IL-Afa X B(Meo)4GAa

20%式中:XB=BD-吡喃式木糖基;L-Afa=-L-呋喃式阿拉伯糖基;(Meo)4GA=4-O-甲基

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