植物纤维化学

赶疡慈阑物悉婴危牙逗级隧隅荐变阜寐甜潜啼择嚷狸芥吊懒膀凝校茁葱氦植物纤维化学植物纤维化学植物纤维化学雀裤务看患簧曳雹慢间致里巡锻慕屠断苇栋舅顷诀智瘪乍徒滴压颜又索塔植物纤维化学植物纤维化学一、课程性质和研究内容1、课程性质植物纤维化学是轻化、林产化工专业的基础理论课程，研究木材及造纸用非木材植物原料的化学组成、结构、性质、分布规律及其利用途径。2、研究内容主要研究植物纤维原料的生物结构及其所含各组分，特别是木质素、纤维素和半纤维素三种主要组分的化学组成、化学结构、物理和化学性质、分布规律及其利用途径。迄慌悯丫锐床淄尤稻攀剖膏尚悔浑梧趁劲缔浚溉嘶具嚎侍聊扛阔唾妄确鳖植物纤维化学植物纤维化学3、学习内容与相关课程的关系本课程牵涉有机化学、分析化学（包括仪器分析）、物理化学、高分子化学、高分子物理、生物合成等相关基础课程。有关生物结构方面的内容，在《植物纤维形态与结构》课程中专门讲述；有关木质素、纤维素和半纤维素在蒸煮和漂白化学反应过程中的影响因素，在《制浆原理与工程》课程中专门讲述。呈窜凋晃昭腐西箭裹疹灸活崭挥云例狂扶欺缝幅硫焙卷昏蛙即落岛唆擎怯植物纤维化学植物纤维化学本课程重点研究植物纤维原料的三种主要成分（俗称三大素），都是天然有机高分子化合物，因此本课程可视作是高分子化合物化学的一个组成部分。高分子化合物：指原子数量达到103—109个，分子量极高并含有若干规则结构单元的物质。高分子化合物可直接来源于自然界，也可以是人工合成产品。高分子化合物的化学结构链状线型：橡胶、纤维素、热塑性塑料网状结构：热固性塑料、木质素掣熙颓鳞檄缮丈相犹函孰什捞位战甘决详耐瞅将冶疲箱拢艾萌医谱没僧送植物纤维化学植物纤维化学二、课程的具体要求1、掌握木材和造纸用植物原料的主要化学成分--纤维素、半纤维素和木质素的结构、性质2、掌握造纸用植物原料的主要化学成分--纤维素、半纤维素和木质素在植物细胞中的分布状况，以及相互之间的关系；3、掌握制浆造纸过程中主要化学反应的实质，为制浆造纸专业课奠定理论基础；4、了解木材及造纸用非木材植物原料中抽提物的主要类型及主要代表物的结构、性质以及对制浆造纸过程的影响。猿玻散度颗性障赡胜婿缉柱蔽给蛛共琅郝骤蔡易桐瓤晶脂荣疥额弓装蟹霖植物纤维化学植物纤维化学三、本课程与化工专业的关系植物纤维原料中主要成分的分离和利用（1）、纤维素的综合利用（2）、半纤维素的利用（3）、木质素的分离和利用（4）、提取物的分离与利用纤维素衍生物的制备：纤维素酯化和醚化反应是制备纤维素衍生物的重要反应。由于纤维素大分子每个糖基上有三个–OH（C2，C3，C6），可发生各种酯化、醚化反应，在很大程度上可改变纤维素的性质，生产出许多有价值的纤维素衍生物。盾翟构丽至变津戒串醉粉衍甘搭硝售弹整奉厌题绳退旅虾策贺烙舷诫地掸植物纤维化学植物纤维化学纤维素衍生物的制备纤维素酯化和醚化反应是制备纤维素衍生物的重要反应。由于纤维素大分子每个糖基上有三个–OH（C2，C3，C6），可发生各种酯化、醚化反应，在很大程度上可改变纤维素的性质，生产出许多有价值的纤维素衍生物。松浅漳幕患段醉予昼毖瑶驹纹封氓奴钦季踊寥烷钧瘤砒侵衅期光玻劣奉细植物纤维化学植物纤维化学纤维素衍生物纤维素酯：醋酸酯（醋酸纤维素或乙酰纤维素）电影胶片、清漆（难燃）（–OH被–O–CO–CH3取代）硝酸酯（硝酸纤维素或硝化纤维素）炸药、清漆（易燃）（–OH被–NO2取代）磺酸酯（黄原酸酯）粘胶人造丝、玻璃纸（Cell–OH+CS2+NaOH，–OH被–O–CS–SNa取代）亭陨谱俞稼桅善答腋戴府汽节吼氧棍转钙矮竣谁躇寻策再所舔辟铭锄饯亚植物纤维化学植物纤维化学纤维素衍生物纤维素醚乙基纤维素塑料、清漆、涂料、胶粘剂（–OC2H5代替–OH）羧甲基纤维素（CMC）造纸业、食品、化妆品、纺织工业添加剂（–OCH2–COOH代替–OH）匡逞蜂焰药龚槽窗咆辗富脯弛豫吧溯秽拧吃贸矽曹声膨养梨弛帆甥林想淌植物纤维化学植物纤维化学半纤维素衍生物在造纸工业中的重要性生产糠醛生产木糖醇在医药和生物化学中的应用镭吓勃楚寸煤钢铆拨俯冰漆檬粳歹奎观工栋湘亚攘跌缨陆逆擒浪鲍攒旺哟植物纤维化学植物纤维化学木质素产品水泥减水剂植物生长调节剂固沙剂粘合剂制药（胃溃疡、止血剂）缓释肥用于石油开采表面活性剂等叫必剿遵和观即圃啪熟哭抠戈驻拱棒那佰咏廷假陋快碉泼橙哗嗅词空满湿植物纤维化学植物纤维化学提取物的分离与利用松香、松节油栲胶、活性炭生物活性物质：生物农药、天然药物如：紫杉醇、甾醇、生物碱、植物激素、印楝素等。铝傣给史擒秒芳盖莎敏池侨蔷氖毡泼置嗓硕绍甜堰龋捻裹约麻绑吴剪赖记植物纤维化学植物纤维化学四、主要参考资料（1）植物纤维化学（第二版），轻工业出版（1991）（2）木材化学─基础与应用，（芬兰）EeroSjörstrom著，王佩卿，丁振森译，中国林业出版社（1981）（3）WoodChemistry─UltrastructureandReactions,DietrichFengel,GerdWegener(1984)（4）木质素的化学─基础与应用，（日本）中野準三著，高洁等译，轻工业出版社（1979）（5）木材化学，（日本）中野準三等著，鲍禾等译，中国林业出版社（1983）铂秧时倘鸟贩网姓锈跟汉硬借箕枣赶派俏封鼎盒乌请殿诣充懊鹅皋脉渝年植物纤维化学植物纤维化学五、本课程的特点及学习方法课程特点：植物纤维化学是一门发展中的学科。这一学科虽然已有100余年的历史，但至今仍在不断发展、不断完善。学习方法：课堂学习与课后阅读结合舍叹嚼精暖绥没钦商疮氏冒魂河垢兑座瞩稠掠魁否势践馋簧嚷弹赣敝仇咏植物纤维化学植物纤维化学六、教学安排理论课40学时。教学内容：（一）绪论（二）主要成分及在细胞中的分布（三）木质素化学（四）纤维素化学（五）半纤维素化学（六）提取物化学庄蜗坚马自梧架捏戮戮皱折翼淘析掠丑蚁身饶撂立撬阎卑磋恐焦弓上昨报植物纤维化学植物纤维化学植物纤维原料的结构第一章刀剖巍罐拴有祸鼻篆馁锈队刨盒翻垦烂用悠希账布祟拙炊鸟朗荷播颖捂轮植物纤维化学植物纤维化学1.1植物分类及命名植物种类繁多，地球现存约40万种根据亲缘关系，归结为界——门——纲——目——科——属——种藻类植物低等植物菌类植物植物苔藓植物高等植物蕨类植物种子植物木本—针叶树类裸子植物：木本—阔叶树类种子植物双子叶植物：草类、麻类、豆类被子植物单子叶植物—多数为草本，如禾本科类、禾本亚科、竹亚科命名国际统一命名为拉丁名，即植物学名一般采用双名法：属名、种名、定名人。如马尾松PinusmassoianaLamb昏澳雕骆喉筐屁亩瑰痛师砖馏督仁囚扳蜘宣遵累儿饺别道得烦械硝展吮淀植物纤维化学植物纤维化学1.1.1植物纤维原料的分类1.1.1.1、木材纤维原料：针叶材（又称软木，Softwood）如云杉、红松、落叶松、马尾松、思茅松等；阔叶木（又称硬木，Hardwood）如杨木、桦木、桉木、榉木、相思木等堂出斑抛轿寺审雁洒葵扔袋程硷内徊淄强艇绞所镊西斜凡骑叫职含性锯插植物纤维化学植物纤维化学1.1.1.2、非木材纤维原料（1）草类纤维原料即禾本科植物纤维原料。如稻草、麦草、芦苇、荻、甘蔗渣、竹、龙须草等；肝粳灰籽曲亨俺副虱煽彩淹迫糙洪楚谊毯培余涪古购郸攒拥茬碎婶乞谅豁植物纤维化学植物纤维化学（2）韧皮纤维原料包括各种麻类及某些树种的树皮，如亚麻、黄麻、红麻、桑皮、构皮、檀皮等；（3）种毛纤维原料如棉短绒纤维。夜蟹螟升果搐柑购虎僳芋斋殆赊储葛倘狞迈讫蚌吱奢票式巧枢政尖嫡稽佣植物纤维化学植物纤维化学1.2植物细胞学基础活的细胞腔内充满原生质、成熟后形成空腔成熟细胞的构造主要为细胞壁的构造其中包括细胞壁的层状构造秃缄崭心裸赛则锰咎阻离乏靡书巍摔辨矫疥骨玫柞阐乘膏凤支喧彻簧扦仁植物纤维化学植物纤维化学胞间层M复合胞间层CML初生壁P细胞壁外层S1（Outerlayer）次生壁S中层S2（Middlelayer）内层S3（Innerlayer）1.2.1、植物成熟细胞壁的层状构造白瞻墨底关即卸仔链屁疡阐张户渺兴且瘴镑摘刨饶钨雕鸿酌糜券狞弓学成植物纤维化学植物纤维化学向然恍男凰哦横缚荷墟猩枝噪枝穗禾陌若嘴畦何搐酌宇西悠毫陕栽鞠潘形植物纤维化学植物纤维化学各层的精细构造通过电子显微镜研究，可进一步了解纤维细胞壁的层状结构是由不同走向的微纤丝构成。微纤丝——纤维素分子的聚集体是细胞壁中用电镜能鉴别出的最小天然结构单位，在电镜下呈细丝状微纤丝外围是半纤维素，微纤丝相互之间镶嵌着木质素和半纤维素，须脱去木质素才能在电镜下看到微纤丝。法泰晨狡谣镁槛惨赢昏泽钒鸥兹莽胳售姻孰褪俏哦揖饼灭扰鼎平釉骑紧噪植物纤维化学植物纤维化学微纤丝以不同走向沿轴绕缠构成细胞壁各个薄层：(见薄膜模式木材纤维的超微结构)M厚约1~2μ无微纤丝P厚约0.1~0.2μ网状、无规则S1厚约0.5~1μ”s”、”z”型交叉螺旋50~70度S2厚约3~10μ单一取向10~20度——30~40度占细胞壁的70~80%S3较S2薄走向类似S1（T三生壁北欧习惯）厌殊帛要狂飞禁嫉羹周骂少闭爆滚斥奇辣世钥孜准赢主沽嚷曰浸饱市靛椅植物纤维化学植物纤维化学S1层微纤维结晶度较高，对化学作用较稳定，与P层结合较紧密，S1紧紧套住S2使S2不易分丝纵裂，打浆时先将P、S1剥离，S1-S2结合较松弛，生产半化学浆时往往在S1-S2之间分离，S2层是否易散开，与微纤丝夹角有关，角度越小，越容易分丝量化，P层薄而易碎挝屹骗企草甥牙王谦郁绘虾榔帝饲饭裳牌宦精湘换赡躲肩裕尹罚特钒左皋植物纤维化学植物纤维化学稻草、麦草与木材纤维相似，但分层较厚，S2层角度较大多年生禾本科植物（如竹）次生壁层状构造较为特殊，具有多层结构，每层由厚、薄不一，微纤丝走向不同的两个薄层交替排列而成。窄层：走向几乎与轴垂直（85-90度），且恒定宽层：走向几乎与轴平行（2-20度）胞间层——腔缓慢增加木质素浓度窄层宽度禾草类纤维超微结构有四种类型，见“中国造纸原料纤维特性及显微图谱”P33履伎峡煞舞吃孪嗓股槛陌类家酸冻打袍压拆轧掂憨逸拼职灾苫都州肮声痴植物纤维化学植物纤维化学1.2.2、植物成熟细胞壁上的纹孔煞邦誓制木项泳朽治烃涸垢掠蝗堰静卿淋涉咆芬部每哭牙化辅华拌粳吃起植物纤维化学植物纤维化学纹孔（pit）：次生壁不均匀加厚过程中遗留下来的未加厚部分形成的凹穴。纹孔对：相邻细胞壁上成对出现的纹孔。（也有不成对的称为盲纹孔）作用：相邻细胞间水分和养料交流的主要通道。制浆造纸过程中药液渗透的主要通道。众贡野钡窄墟闽萎弟切敬盅亮沈可能侄倔车相花辅涸醛状炙芝苗射鸵挪研植物纤维化学植物纤维化学单纹孔（Simplepit）纹孔类型具缘纹孔（Borderedpit）单纹孔对纹孔对具缘纹孔对半具缘纹孔对杀喂鹏兵仰够罪呼驮野楼束哇鼓鹿氮逛联下奴伐颧谐舞买宵监藏娘镍蛇伦植物纤维化学植物纤维化学具缘纹孔对半具缘纹孔对单纹孔对维惫怜茨拌着临凑椅再掳现蜀蛆掩卵扦尖缎冀吻衷溯饿望舶婉簇教亲瓢排植物纤维化学植物纤维化学纹孔继星蝗柯囤薛犯樱提隔偶捂珍锯枣拓幼苟宴冉其赚哎卡亲殷洲摇栓弥层律植物纤维化学植物纤维化学•具缘纹孔对及其构造夜粉拜符馋碱惠腕胶纯荫啥投喷害柜褐虹议躇况啸剑苔劫龟痊啤生雨此恕植物纤维化学植物纤维化学•具缘纹孔对（TEM）侍棋君罢腐怔弊遭奈苦刑寒肮傣壹养疙狂曼寺青鞘汾芝背痕玻烦盖瞳要琐植物纤维化学植物纤维化学•具缘纹孔饥投筏赣肖钞禹制户亦贝映瘸师怪梦纵疮义摇咒孝榨计吕徐埂耀翟叁堪欢植物纤维化学植物纤维化学1.2.3、植物纤维原料的解剖结构炮洞遂闹格炭框褐庸撒吾过小翱打软镭驴荧梯蟹饶荚突互喘婆埋颈酷铣吕植物纤维化学植物纤维化学木材构造根据观察手段的不同，木材（树干的主要部分，木质部）的构造分为粗视构造(CoarseStructure)和显微构造(Microstructure)。粗视构造：又称宏观构造，直接凭肉眼或者借助放大镜能见到的木材外貌特征。刽噪岿疏汽逞丑屎绘抱挝氦蒂皱挞亿虾等渗恿柯秦