1、第二部分 化學(xué)部分,木 素,纖 維 素,半 纖 維 素,提 取 物,第五章,第六章,第七章,第八章,植 物 纖 維 的 化 學(xué) 組 成,第四章,第四章 植物纖維原料的化學(xué)組成,第一節(jié) 木材的水分 第二節(jié) 原料的化學(xué)組成 第三節(jié) 木材的化學(xué)組成 第四節(jié) 非木材的化學(xué)組成,第一節(jié) 木材的水分,1.1 水分存在形式 結(jié)合水(存在化學(xué)成分中) 自由水(存在大毛細(xì)管及細(xì)胞間隙) 吸著水(存在細(xì)胞壁微纖絲) 1.2 水分的測(cè)定 絕對(duì)含水率W(%) 相對(duì)含水率W1(%) 試樣重量m1 絕干試樣重量m0,水分測(cè)定方法： (1）烘干法（2）蒸餾法（3）儀表法 木材的吸濕性是指木材由空氣中吸收水分或蒸發(fā)水分的性能

2、。 濕材在空氣中會(huì)發(fā)生水分蒸發(fā)，此過(guò)程為解吸過(guò)程 干材會(huì)由空氣中吸著水分，此過(guò)程為吸濕過(guò)程 原因：（1）羥基（2）毛細(xì)管多孔體,1.3 平衡含水率 木材吸濕速率和解吸速率達(dá)到平衡時(shí)的含水率,吸濕和解吸過(guò)程如下：,1.4 滯后現(xiàn)象,在一定相對(duì)濕度下吸濕的平衡含水率總比解吸時(shí)低。 原因： (1)毛細(xì)管中有空氣(2)羥基形成氫鍵(3)木材塑性,1.5 纖維飽和點(diǎn)： 是纖維性質(zhì)變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn),潮濕木材置于干燥環(huán)境中, 首先蒸發(fā)的是自由水。當(dāng)木材內(nèi)的自由水蒸發(fā)殆盡而吸著水仍處于飽和狀態(tài)時(shí), 則稱它的含水狀態(tài)是纖維飽和點(diǎn), 此時(shí)的含水率則稱為纖維飽和點(diǎn)含水率。由此可見(jiàn), 纖維飽和點(diǎn)是木材的一種特定含水狀態(tài)。

3、 纖維飽和點(diǎn)含水率數(shù)值雖因樹(shù)種、溫度以及測(cè)定方法的不同而有差異, 約在23%-32% , 通常以30%作為各個(gè)樹(shù)種纖維飽和點(diǎn)含水率的平均值。,1.6 水分對(duì)木材材性的影響,木材細(xì)胞壁層結(jié)構(gòu)受水膨脹的過(guò)程,木材干縮和濕脹在不同方向上的差異 -稱為木材干縮和濕脹的各向異性。,木材順紋干縮僅為0.1%左右 徑向干縮為3%-6%左右 弦向干縮為6%-12%左右,順紋干縮濕脹橫向 原因同上 晚材干縮早材 由于晚材實(shí)質(zhì)量大于早材 胞壁干縮徑向 克貝纖維素 硝酸乙醇法纖維素 b.制備纖維素時(shí)，制備方法、制備條件不同，會(huì)得到各種“纖維素”，因此在表明分離得到的纖維素時(shí)除了給出量值外還必須給出分離方法。,4、漿

4、的-纖維素、-纖維素、-纖維素 -纖維素：17.5%NaOH（24%KOH）在20處理綜纖維素或漂白化學(xué)漿45min，留下的纖維素及抗堿的非纖維素碳水化合物。 -纖維素：溶解部分用HAC中和至PH4.5，沉淀部分 -纖維素：不沉淀部分,-纖維素聚合度200、-纖維素10-200、-纖維素聚合度10 -纖維素：纖維素和抗堿的半纖維素 -纖維素：由高度降解的纖維素和半纖維素組成 -纖維素：全部為半纖維素 -纖維素、-纖維素之和為工業(yè)半纖維素,？,工業(yè)半纖維素和天然半纖維素 （定義的半纖維素）的聯(lián)系與差別,五、 原料中的功能基及其存在部位,1.羥基-OH 纖維素、半纖維素上有醇羥基，木素上既有醇羥基

5、又有酚羥基 2.甲氧基-OCH3 主要在木素上，少量在半纖維素上 3.乙?；?OCCH3 主要在半纖維素上 4.羧基-COOH 半纖維素、果膠酸、纖維素上、 5.羰基-CO 木素側(cè)鏈上，部分氧化碳水化合物上,主要功能基存在部位,第三節(jié) 木材的化學(xué)組成,一.測(cè)定方法 1 精確方法 木粉冷水抽提有機(jī)溶劑抽提抽提后木粉測(cè)灰分、木素、乙?；?a 亞氯酸鈉法測(cè)綜纖維素 b 水解成單糖，各單糖用色譜法定量 2 一般定量：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)書(shū)上介紹的方法，以后實(shí)驗(yàn)中會(huì)遇到,二.組成比較 1 材種比較,2 邊材、心材比較 闊葉木邊心材差別不明顯 針葉木心材有機(jī)溶劑抽出物高，木素和纖維素較少。 邊材乙?；扛哂谛?/p>

6、材。,3 早材、晚材比較 晚材比早材含有更多的纖維素，較低的木素 4 腐朽材比較 白腐和棕腐 5 應(yīng)力木比較 木材長(zhǎng)期受外力作用形成的反常區(qū)域，稱為應(yīng)力木 闊葉材在受拉區(qū)形成受拉木，針葉材在受壓區(qū)形成受壓木。 受拉區(qū)纖維素含量比較多，受壓區(qū)木素含量比較高。,為什么,第四節(jié) 非木材原料的化學(xué)組成 一.禾本科原料（表1-11） 木素含量低，相當(dāng)闊葉木的低值 纖維素接近木材水平 聚戊糖相當(dāng)于闊葉木的高值，比針葉木高得多 二.韌皮纖維（表1-13、1-14） 麻類纖維素高，果膠多，木素含量少 構(gòu)皮、檀皮、桑皮灰分高、果膠、木素含量也高 三.籽毛類 棉幾乎不含木素、主要是纖維素、有少量的果膠質(zhì)、脂肪和蠟

7、,作業(yè),1、名詞解釋： 纖維素、綜纖維素、受壓木、受拉木 2、化學(xué)組成對(duì)制漿造紙的影響,小結(jié),二、非木材原料的化學(xué)組成 （一）禾本科植物原料的化學(xué)組成特點(diǎn)（與木材原料相比） 木素 低 20%，除竹子外稻草、莖桿10%，葉穗 、節(jié)含木素和灰分高 聚戊糖 高 比針葉木含量高而接近闊葉木的高值 纖維素 偏低 竹子、龍須草纖維素含量與木材相近 綜纖維素 相近 但非木材半纖維素含量高，而木材纖維素含量高 灰分 高 SiO2含量高 草類原料灰分含量高，所以在測(cè)定木素含量時(shí)還要測(cè)定木素中的灰分。除掉灰分才是木素的真實(shí)含量。,二、韌皮類纖維原料的化學(xué)組成 1麻類化學(xué)組成的特點(diǎn)（與木材比較） 纖維素：含量高，僅

8、次于棉花。 木素： 少得多 果膠質(zhì)：高 亞麻最高9.29% 麻類制漿主要是為了脫膠，脫膠方法：發(fā)酵法（微生物法） 紅麻漿纖維長(zhǎng)，生產(chǎn)卷煙紙，強(qiáng)度高，透氣性好 2特種樹(shù)皮類化學(xué)組成的特點(diǎn) 果膠質(zhì)：高于麻 木素：高于麻 其他成分與麻接近制漿既要脫膠，又要脫木素，故多采用堿法制漿,三棉花、棉桿的化學(xué)組成特點(diǎn)：纖維素含量高 1棉纖維、棉短絨的組成 纖維素含量：好的棉纖維含95%97% 木素含量：優(yōu)質(zhì)棉花不含木素，棉短絨含2%3%木素 少量的脂肪、蠟、果膠質(zhì)、多戊糖（這些都在 纖維素表面，用堿法蒸煮除去這些脂肪和蠟。）2棉桿 由棉桿皮和棉桿芯組成。其中棉桿皮包括韌皮和外皮，韌皮 是造紙工業(yè)可用部分，外皮

9、影響漂白造成紙張塵埃。 特點(diǎn)：綜纖維素：芯皮 木素：芯（20%）皮 果膠：芯很少，皮較多（7%） 灰分：較高，皮芯 苯醇抽提物（樹(shù)脂、脂肪、蠟、單寧等）：皮芯 聚戊糖：芯皮 用棉桿皮制漿：先脫膠，再蒸煮脫木素。 用棉桿芯制漿，只蒸煮脫木素，造箱板紙,常用三類原料的主要化學(xué)組成比較,實(shí)際應(yīng)用：對(duì)原料的評(píng)價(jià),1.從化學(xué)組成上比較 2.從形態(tài)學(xué)因素比較,同學(xué)自己回答： 有利組成？ 不利組成？,同學(xué)自己回答： 有利因素？ 不利因素？,思考：雜細(xì)胞的影響？,幾種韌皮纖維化學(xué)組成比較%,幾種麻類原料的化學(xué)組成%,松香酸的結(jié)構(gòu),Rx值：漿粕以X%NaOH在20下60min不溶部分以絕干漿重量的百分?jǐn)?shù)表示。 Sx值：溶解部分占絕干漿的重量百分?jǐn)?shù)表示。 Rx Sx=100 NaOH濃度一般10%，18% S值、 R值與漿的-纖維素、-纖維素、-纖維素的關(guān)系？,R10被認(rèn)為是纖維素