植物纖維化學復習資料大題答案

1、1.造紙用纖維原料分哪些類型：分為木材纖維原料（針葉木和闊葉木）非木材纖維原料（禾本科纖維、籽毛類纖維、葉部纖維，韌皮纖維）半木材纖維原料（棉纖維） 2.描述纖維原料細胞壁的主要成分：纖維素、半纖維素、木素 3.纖維素的特點?其性質(zhì)和功能由什么決定：（1）不溶于水的均一聚糖；由D-葡萄糖構(gòu)成的鏈狀高分子化合物；D-葡萄糖基之間以纖維二糖（B-1-4）連接；具有特性的X-射線衍射圖 （2）結(jié)構(gòu)單元、連接鍵型、功能基、DP.4.半纖維素的特點：由兩種或兩種以上的單糖組成的不均一聚糖；大多帶有支鏈；構(gòu)成線性單糖主鏈的單糖主要有：木糖、甘露糖、葡萄糖；構(gòu)成短的側(cè)鏈糖基有：阿拉伯糖、木糖、半乳糖、葡萄糖

2、、巖藻糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸5.闡述闊葉木原料生物結(jié)構(gòu)的特點：橫切面 a導管b木纖維成四邊形或多邊形c木薄壁細胞d木射線包薄壁細胞，部分為單列其他為雙列或多列；徑切面a木纖維側(cè)壁及其上紋孔b導管即其上具緣紋孔c寬帶狀的木射線；a木纖維導管側(cè)壁b紡錘狀的木射線細胞。6.針葉木 闊葉木 禾本科的抽提物：針：松香酸、脂肪酸、萜烯類化合物和不皂化物，主要存在于樹脂道、木射線薄壁細胞；闊：游離或酯化的脂肪酸，少量中性物，無或少的松香酸，存在于木射線細胞和薄壁細胞；禾：蠟，存在于表皮7.原料樹脂含量高對造紙的不良影響如何消除或減輕?答：4種方法：1）原料儲備一段時間樹脂因風化減少2)在備料車間

3、鉆孔去節(jié)3）蒸煮是通過大小放氣回收松節(jié)油4）經(jīng)過以上處理后，若紙漿中樹脂含量還高，可加滑石粉或生物酶，然后在紙機凈化系統(tǒng)中一并除去8.小放汽的作用:排除空氣，釋放假壓；產(chǎn)生向上現(xiàn)象；回收松節(jié)油；壓迫紋孔膜。9.在測定原料中木素含量以前為什么要用有機溶劑對原料進行抽提：對原料抽提原因：木材原料中的松香酸、脂肪酸、萜烯類化合物及不可皂化物等成分，類原料中的蠟質(zhì)等成分在分離木素時會和木素一起分離出來，有些多酚類物質(zhì)還可能與木素發(fā)生縮合反應成為木素的組成成分，而導致結(jié)果偏高為了消除這種影響，故進行抽提。10.植物原料細胞壁各成分的主要分別是什么：（1）胞間層（M）木素（90%）少量果膠質(zhì) 不含纖維素（

4、2）初生壁（P）木素（70%）半纖維素 纖維素（3）次生壁（S）S1-S2-S3（由外向內(nèi)）纖維素 半纖維素 木素。胞間層和初生壁合稱復合胞間層。 11.禾本科莖桿橫切面幾種組織（生物結(jié)構(gòu)、細胞形態(tài)）結(jié)構(gòu)：表皮組織 基本組織 維管組織 形態(tài)：纖維細胞 薄壁細胞 表皮細胞 導管和篩管，及石細胞12.說非纖維細胞含量的多少是衡量草類原料優(yōu)劣的標準之一的原因：1）非纖維細胞多，則纖維細胞少2）制漿時會吸收大量蒸煮液，增加液比，消耗藥品3）濾水性差影響紙漿洗滌4）影響堿回收（硅干擾）5）紙漿濕強度低，影響紙機車速6）成紙強度差13.植物細胞壁的超結(jié)構(gòu)主要研究什么？1）纖維細胞壁的層次構(gòu)成2）不同層微細

5、維的取向及其對材質(zhì)的影響3）為細纖維的精細結(jié)構(gòu)4)微細纖維與半纖維素，木素的維系結(jié)構(gòu)關系。14.麥草漿不要打漿直接抄紙的原因：是由于其超結(jié)構(gòu)特點決定的（1）S1層微細纖維較厚且S1與S2層連接緊密（2）S1層微細纖維交叉螺旋排列，S2層微細纖維與軸夾角約為30-40度在纖維末端又纏繞上去，角度比木材纖維的饒角還大，難于分絲帚化，故一般麥草漿不打漿，經(jīng)過疏解即可抄紙。15.打漿過程纖維細胞的變化：（1）初期，S1層破裂，引起纖維表皮微細纖維變化（2）橫向切斷，縱向分絲帚化（3）破壞P層及S1層，完全打掉或者部分打掉，使S2裸露并使其分絲帚化（4）使纖維發(fā)生水化潤脹，也叫內(nèi)部微細纖維化16.簡述木

6、素的形成過程？答：（1）木素母體經(jīng)酵母素作用脫氫形成游離體（2）游離基間結(jié)合形成次級結(jié)構(gòu)（3）由中間產(chǎn)物逐步形成木素大分子。18.灰分對制漿造紙的影響：1):灰分對普通的化學漿的質(zhì)量沒什么影響，只對人造紙漿和電容器漿產(chǎn)生不良影響。2):紙漿中Cu.Fe.Mn等金屬離子對紙漿的顏色以及紙漿過氧化氫.氧氣.臭氧漂白會產(chǎn)生不良影響，而且會促進漂劑分解。3):紙漿中的Ca.Mg粒子對穩(wěn)定漂劑，保護碳水化合物有著一定的作用，但過量的金屬離子又會使木素穩(wěn)定，降低紙漿白度。4):原料中尤其是草類原料灰分中SiO2和Na2O反應后溶于黑夜（Na2SiO3是粘合劑）給堿回收造成許多困難，如結(jié)垢，粘度大，不易蒸煮

7、，苛化液澄清等困難。19.如何證明LCC的存在？答：以含水二氯己環(huán)處理木粉制取磨木木素后，剩下的殘渣用DMF,DMSO(二甲亞砏)和50%醋酸抽提，得到木素和糖構(gòu)成的抽提物組分，這個組分即使用50%醋酸，二氯乙烷，乙烷作溶劑抽提，還是不能出去糖的組分。因此認為兩者之間存在聯(lián)接，認為是形成了某種形式的結(jié)合體。為此，貝克曼取名為多糖結(jié)合體LCC.20.木素的主要連接鍵型：（木素是由對羥基苯基、愈瘡木基以及紫丁香基的苯基丙烷構(gòu)成的高分子聚合物）木素苯基丙烷聯(lián)接鍵型：醚鍵聯(lián)接和C-C鍵聯(lián)接，醚鍵聯(lián)接可分為烷基醚鍵，芳基醚鍵和烷基芳基醚鍵聯(lián)接及甲基芳基醚鍵 21.最好的木素制備物最好的木素溶劑：磨木木素

8、 纖維素酶木素乙酸中的乙酰溴 六氟丙醇22.新聞紙變黃原因？答：新聞紙在制漿造紙中對紙張白度要求不高。在抄紙中配有較多的機械漿和化學機械漿，含有較多的木素，在環(huán)境溫度變化或日光照射時，空氣中的氧會對木素進行氧化，形成一些有色基團，使紙張發(fā)黃。23.針葉木 闊葉木 草類所含木素的不同？木素的功能基，他們存在與木素結(jié)構(gòu)單元的什么位置？（1）針葉木中主要為愈瘡木酚基型木素，闊葉木中為愈瘡木酚基 紫丁香基木素；草類為愈瘡木酚基 紫丁香基-對羥基苯基木素。（2）木素的功能基主要有：-OCH3,-OH,-C=O及醚狀氧原子等（3）-OCH3聯(lián)接在芳基環(huán)上；-OH存在于木素結(jié)構(gòu)單元苯環(huán)上（酚羥基）和側(cè)鏈上（

9、脂肪族羥基）；-C=O部分與苯環(huán)共軛，部分不共軛；醚態(tài)氧部分聯(lián)接到芳環(huán)上，部分聯(lián)接在側(cè)鏈上24硫酸鹽法比燒堿法脫木素快的原因（KP法蒸煮的優(yōu)點）答：（1）KP法蒸煮時，由于Na2S的解離，溶液中同時存在HS-,S2-,OH-,它們同時對木素發(fā)生反應，而燒堿法中只有OH-一種親核試劑；（2）木素與HS-,S2-可以發(fā)生硫化作用。使酚型-芳基醚鍵很快全部斷裂（-醚鍵聯(lián)接與所有聯(lián)接50%以上斷裂對大分子成碎片溶出很有意義）而燒堿法中酚型木素的-醚鍵只能斷裂少（3）KP法脫木素反應中的硫可析出重新參與反應，保證了反應中親核試劑的量，從而減少的木素的縮合反應。25.硫酸鹽法蒸煮的優(yōu)點：原料適用范圍廣；蒸

10、煮時間短；紙漿強度高；蒸煮廢液回收技術成熟；用途廣泛；較少發(fā)生數(shù)值問題。26.燒堿中添加AQ的作用：1保護碳水化合物AQ氧化聚糖末端基合成穩(wěn)定的糖酸，從而保護聚糖減少剝皮反應2降解木素AQ本身還原成AHQ，AHQ與酚型木素單元反應促進木素碎片化，而本身又被氧化成 AQ27.堿處理中堿主要消耗在哪些方面？（為什么要進行堿處理）？答：堿處理中主要消消耗在;(1)中和氯化段后殘余的氯，（2）中和氯化段后未完全洗滌除去的HCL,有機羧酸類（3中和氯化段后紙漿中未完全洗滌除去的酸化木素（4）溶解氯化后不溶于酸的氯化木素。28.氯化后制漿顏色變深得得原因？答：氯水溶液中形成的正氯離子（CL+）或它的水合正

11、離子（H2O+CL）能使木素結(jié)構(gòu)基因的-芳基醚鍵和甲基芳基醚鍵受氯化作用而斷裂，生成鄰苯醌和相應的醚，鄰苯醌是一種呈黃紅色的深色基團。故29.氯化后為什么要進行堿處理：1氯化后產(chǎn)生許多有色的氯醌類物質(zhì)，這些物質(zhì)不溶于酸性，中性溶液但溶于堿性溶液中，所以氯化后需進行堿處理30.簡述禾本科植物莖桿的生物結(jié)構(gòu)和細胞形態(tài)？答：(1) 禾本科植物的莖桿有實心的，有空心的，節(jié)間有分生組織，橫切面上有三種組織：表皮組織（位于葉子和禾桿的外表面）由表皮細胞和表皮層組成；基本組織：全由薄壁細胞組成；維管組織主要又維管束組成。（2）纖維細胞屬于韌皮纖維類，兩端尖削，胞腔較小，壁上有單紋孔，占50%-60%，薄壁細

12、胞形態(tài)各異，壁薄腔大，草類含量較高達40%，表皮細胞屬長細胞，多呈鋸齒形，導管（送水分），篩管（送養(yǎng)分）均沿莖桿縱向排列，石細胞屬厚壁細胞，尺寸較小，呈腰鼓形。31.試比較木素酚型結(jié)構(gòu)單元和非酚型結(jié)構(gòu)單元的反應性能,并給予分析答：（1）酚型結(jié)構(gòu)單元中苯環(huán)4位存在游離OH-這種羥基能通過誘導效應使酚羥基對位側(cè)鏈上的-C活化，反應能力增強，若-C處于卻電子狀態(tài)，極易引入負電子；若位存在游離羥基，則直接引入負離子，故酚型結(jié)構(gòu)單元很容易引起反應。（2）非酚型結(jié)構(gòu)單元中苯環(huán)4位上的羥基是醚化的，反應能力低，難使-C活化，因此非酚型結(jié)構(gòu)單元中存在醚鍵，-醚鍵都比較穩(wěn)定或反應發(fā)能力較弱，既使位是醇羥基，其反

13、應能力也比酚型結(jié)構(gòu)的醇羥基小得多，如果醇羥基被醚化，則此位置就難以進行反應了。32.談談木素熱塑性與磨石磨木漿生產(chǎn)的關系：生產(chǎn)磨石磨木漿時，以水潤濕木片，吸水潤脹后的木素軟化點降低，在軟化點以下，木素的分子鏈的運動被凍結(jié)，而呈玻璃狀固體，隨著溫度的升高，分子鏈的布朗運動加快，到了玻璃轉(zhuǎn)化點以上，分子鏈的布朗運動開放，木素本身軟化，固體表面積減少，產(chǎn)生粘著力，從而利于木材加工和纖維分離。33.影響木素結(jié)構(gòu)單元反應性能的因素有哪些？答：（1）聯(lián)接鍵型，（木素的笨丙烷結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵，C-C鍵等不同鍵型連接，其化學穩(wěn)定性不同）（2）木素結(jié)構(gòu)單元的類型（不同的功能鍵基，-OCH3，-OH，-CO等連在

14、結(jié)構(gòu)單元上，使其具有不同的化學反應性能）（3）木素的酚型和分型結(jié)構(gòu)形式也會影響反應性能。34.針葉木植物原料的生物結(jié)構(gòu)有什么特點：（1）橫切面：年輪明顯，早材管胞與晚材管胞區(qū)別明顯，管胞排列規(guī)則橫切面呈四邊形（2）徑切面：管胞側(cè)壁及其上明顯的具緣紋孔，管胞末端與另外兩個管胞相夾，木射線細胞排列成帶狀（3）弦切面：木射線細胞橫斷面組成紡錘狀，木射線中的空洞為橫向樹脂道，管胞末端被另外兩個管胞相夾，具緣紋孔不多。35.如何證明木素結(jié)構(gòu)中存在醚鍵連接？ 答：前蘇聯(lián)學者紹雷金娜用木素在液態(tài)氨（-33度）中雨金屬鈉作用的實驗證明木素中存在醚鍵連接。把銅氨木素，鹽酸木素，工業(yè)水解木素在液態(tài)氨中與金屬鈉作用，結(jié)果得到多量的酚物是1-（4-羥基-3甲氧苯基）-丙烷及1-（4-羥基-3甲氧苯基）丙醇-2等，這與芳香類醚與金屬鈉所起的分解反應類似，故認為木素在此條件下也發(fā)生了醚鍵裂開反應，