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: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HCL3)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。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)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:①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;②径切面a木纤维侧壁及其上纹孔b导管即其上具缘纹孔c宽带状的木射线;③a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%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β-芳基醚键很快全部断裂(β-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β-醚键只能断裂少(3)KP法脱木素反应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β-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α-C活化,反应能力增强,若α-C处于却电子状态,极易引入负电子;若α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α-C活化,因此非酚型结构单元中存在α醚键,β-醚键都比较稳定或反应发能力较弱,既使α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α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)(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