植物纤维
第一章
1.详述植物纤维原料的主要成分和次要成分是什么？P5图1-2
答：植物纤维原料的主要化学成分是纤维素，半纤维素和木质素，次要化学成分成分抽提物和灰分。
2.针叶木、阔叶木和草类原料的化学组成的比较？
3.试述针叶材和阔叶材有机溶剂抽出物的组成。
针叶木中，松木和柏木的有机溶剂抽出物的含量是比较高的（尤其在心材中），其主要成分为松香酸(Rosin Acids)、萜烯类化合物、脂肪酸(Fatty Acids)及不皂化物。（针叶木有机溶剂抽出物主要存在于树脂道和射线薄壁细胞中，心材含量比边材含量高。）
阔叶木的抽出物主要含游离的已酯化的脂肪酸、中性物、多酚类化合物，不含或只含少量松香酸。主要存在于木射线和木薄壁细胞中。
4.什么是综纤维素、α-纤维素、β-纤维素、γ-纤维素和工业纤维素？
●综纤维素：指造纸植物纤维原料除去抽出物和木素后所留下的部分（即纤维素和
半纤维素的总称）。
●α-纤维素：用17.5%NaOH或（24%KOH）溶液在20℃下处理综纤维素或漂白化学
浆45min，将其中的非纤维素碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物，分别称为综纤维素的α-纤维素或化学浆的α-纤维素。
β-纤维素和γ-纤维素：用漂白化学木浆制备α-纤维素时，处理中所得到溶解部分，用醋酸中和沉淀出来的那部分为β-纤维素，不沉淀部分为γ-纤维素。β-纤维素包括高度降解的纤维素和半纤维素，γ-纤维素全为半纤维素。
工业半纤维素：习惯上将β-纤维素和γ-纤维素之和称为工业半纤维素。
5.解释春材和秋材?并分别说明这两种材质的特点。
答：每个年轮一般由两层构成，向着形成层的一层是外层，向着髓心的一层是内层。内层是在形成层每年活动的初期（春季与夏季之间）形成，称之为早材（春材）。外层是夏天及秋天形成的，称之为晚材（秋材或夏材）。
特点：（1）早材层：春、夏季，细胞分裂快，形成层活动迅速，而光合作用较弱，形成的细胞腔大，壁薄，较短，色浅，木质疏松，纤维自身强度较低，但柔软，纤维间结合力好。（2）晚材层：秋季，形成层活动慢，而光合作用强，所形成的细胞腔小，壁厚，色深，木质紧密，树脂含量较高，单根纤维挺硬，不易打浆，成纸松厚度高、强度较低。
6.叙述针叶材和阔叶材的生物结构、并指出其含有哪几种细胞及含量百分比？
答：
1.管胞，占针叶木细胞总数的90%-95%
2.木射线细胞，占本才=材体积的5%-10%；
1.木纤维细胞，是阔叶木的主要细胞，大部分阔叶材的纤维细胞含量为60～80%；
2.管胞，阔叶材中的管胞短而少，纹孔为具缘纹孔。
3.薄壁细胞，从小于1％至24％不等
4.木射线细胞，占木材总体积的20%
7.从细胞形态的角度分析、哪种植物纤维原料为造纸的优质原料？
8.详述植物纤维细胞壁的微细结构
微细结构（ultrastructure）：原料中超越普通光学显微镜的分辨能力的细节。植物细胞的微细结构包括:纤维、导管、薄壁细胞等的微细结构。
植物纤维细胞的微细结构：
1.纤维细胞壁的层次构成；
S1-次生壁外层；
S2-次生壁中层；
S3-次生壁内层；
M-胞间层；P-初
生壁
2.不同层次微细
纤维的取向及其对材质的影响；
各层的取向
1.胞间层没有微细纤维；
2.初生壁的微细纤维排列是紊乱的；
3.次生壁的微细纤维排列；
3.微细纤维的精细结构；
微细纤维是细胞壁骨架物质的最基本结构单位；
葡萄糖→纤维素晶体→纤维素分子链→亚-原微细纤维→原微细纤维→微细纤维→纤维
4.微细纤维与半纤维素、木素的微细结构关系
1.半纤维素填充在原细纤维与微细纤维之间。木素填充在微细纤维之间与胞间层内。当细胞壁中的半纤维素和木素被除去以后，在电镜下可以看到原细纤维。
2.微细纤维是细胞壁骨架物质，而半纤维素、木素则是微细纤维间的“填充物质”。这三种组分在细胞壁中构成了绕细胞腔排列的相互间断的同心层。
9.纤维素、半纤维素和木素在纤维细胞壁中如何分布？有何特点？
（一）纤维素的分布
胞间层中不含纤维素
自外至里，纤维素含量逐步升高，次生壁中，特别是S2和S3中，纤维素的含量最高。
（二）半纤维素的分布
所有材种的CML中半纤维素含量都是最高的，次生壁中含量较低，尤其是S2层。半纤维素的浓度分布也是胞间层及细胞外层最高，次生壁尤其是S2层中最低。（三）木素的分布
木素浓度的分布规律，依据从大到小排列
CC>CML>P>S3>S1>S2
但是大部分木素还是分布在S2层中
10.纹孔是怎样形成的？有何生理功能(课件）？有哪几种类型？
（1）纹孔的形成：细胞在次生壁增厚时，并非全面均匀地增厚，其中常留有不增厚的部分。这种不增厚的部分，因为细胞壁比较薄，在显微镜下观察像一些圆形小孔，实际上并不是真正的孔，而是一些薄壁区域，这些薄壁区就是纹孔。（2）生理功能：纹孔是相邻细胞间的水分和养分的通道。
（3）类型：纹孔分为具缘纹孔，半具缘纹孔和单纹孔。
第二章：木素
1 木素的结构单元有哪些类型？试比较针叶木、阔叶木和禾本科植物的木素结构单元组成的特点。
答：木素的三种基本结构单元是愈创木基丙烷（G），紫丁香基丙烷（S），和对-羟基苯基丙烷（H）
2 常用的木素分离方法有哪些？什么方法分离得到的木素比较接近原本木素？答：第一类：溶出碳水化合物，保留木素(木素作为残渣)，这种方法分离的木素其结构已被破坏发生了变化。
第二类：直接溶出木素(木素被溶解而分离)，木素结构接近原本木素。这种方法往往不能得到木素量的全部,得率低。
3 如何从纸浆中提取木素？
答：纸浆处理→酶溶液的准备→未漂浆残留木素的提取→残余木素的净化
4 测定植物原料的木素含量的方法主要有哪几种？请分别说明其理由。
答：1.
5 如何测定溶液中的木素含量？
答：1.强酸或酶水解除去碳水化合物，使木素作为不溶物而分离出来（沉淀木素）；
2.使木素溶解（溶解木素）后用分光法测定；
3.用氧化剂分解木素并根据氧化剂消耗量来推测木素的含量；
6 木素的三大功能基分别是什么？并简述各自的特点
答：木素的三大功能基是甲氧基（-OCH3），羟基（-OH）和羰基（-CO）。
7 木素结构单元间的联接键有哪几种类型？并说明其比例及化学稳定性。
答：1.木素结构单元间的联接键是醚键联接键和碳-碳键联接键。
2.碳－碳键——30%～40%；醚键——60％～70％：
碳-碳键、二芳醚键比较稳定，α-芳基醚、β-芳基醚及α-烷基醚有较大的活性，易发生化学反应而断裂
8 解释缩合型联接的概念并说明化学法制浆时木素在什么情况下会发生缩合反应？。
答：缩合型：苯环的2，3，5，6位和另一结构单元之间的C-C联接。
9 试述光谱技术和色谱技术在木素化学研究领域中的应用。
答：1.紫外吸收光谱主要测定木素的芳香族化合物；
2.红外吸收光谱研究木素的结构及变化，确定木素中存在的各种功能基及各种化学键；是一种定性研究；
3.氢质子核磁共振光谱可以了解化合物的氢原子的状态，测出酚羟基和全羟基的量；碳核磁共振可以了解化合物的碳原子的状态，并对木素基本结构单元比例、木素中功能基团以及结构单元间主要连接形式进行定量测定。
10 用英文解释LCC。
答：LCC；木素-碳水化合物复合体英文简称
11 试述碱法蒸煮和酸法蒸煮中的亲核试剂类型，并比较它们的亲核性?
答：氢氧化钠法蒸煮液：OH-
硫酸盐法蒸煮液： OH- ，SH-，S2-
碱性亚硫酸盐蒸煮液： SO32-
酸性亚硫酸盐蒸煮液：HSO3-， SO32-
S2- >SH- （SO32- ）>HSO3- >OH-
12 试述烧碱法蒸煮中木素的反应类型。
答：1.酚型α-芳基醚结构基团的反应；2.酚型α-烷基醚结构基团的反应；3.
β -芳基醚结构基团的反应；4.甲基芳基醚结构的反应；5.添加蒽醌时的反应13 硫酸盐法蒸煮脱木素反应有什么特点？
答：1.通过木素大分子中酚型α-芳基醚键的断裂，酚型α-烷基醚键的断裂，非酚型结构基团在α-原子上连有OH-基时的β-芳基醚键的断裂和苯环上芳基甲基醚键的断裂，导致新的酚羟基的生成；
2.β-芳基醚键的断裂主要是S2-和SH-在α-碳原子上的亲核进攻形成苯甲硫基结构，导致β -芳基醚键断裂；
3. HS-进攻木素芳香环中甲氧基的碳原子生成甲硫醇，在苯环上导出酚羟基；甲硫醇的阴离子与第二个甲氧基反应，生成二甲基硫醚。
14 酸性亚硫酸盐法制浆与碱法制浆脱木素有什么不同？
15 试述次氯酸盐、二氧化氯、过氧化氢和氧与木素发生哪些反应？并简述作为漂剂各自的特点。
●次氯酸盐与木素的反应
酚型结构单元首先在苯环上发生亲电取代反应，生成氯化木素；在次氯酸盐作用下，脱去甲基，形成邻苯二酚，继而被氧化成邻苯醌；在碱性介质中氯醌转变成羟醌，并进一步被次氯酸盐所氧化，最终芳香环破裂，生成低分子的羧酸和二氧化碳。这种氧化降解作用，使木素大分子的α-芳基醚或β-芳基醚断开，并导致在结构单元相连接的位置形成新的酚羟基，从而能再重复上述反应。
●二氧化氯与木素的反应
木素直接被氧化成邻-苯醌和对-苯醌的反应，使芳香环氧化裂开生成己二烯二酸（粘康酸）衍生物的反应；苯核上脱甲基并游离出新的酚羟基的反应以及氯的取代反应；苯核和侧链进一步氧化碎解能生成草酸、氯乙酸、反丁烯二酸等。二氧化氯作为一种漂剂，能够选择性对木素进行降解。
●过氧化氢与木素的反应
木素与过氧化氢的反应，过氧化氢主要消耗在醌型结构的氧化、木素酚型结构的苯环及含有羰基和具有α，β烯醛结构的侧链的氧化上；结果使得侧链断开并导致芳香环氧化破裂，形成一系列的二元羧酸和芳香酸；同时，苯核上还发生脱甲基反应。
●氧与木素的反应
氧与木素发生自偶氧化反应形成过氧化氢负离子（HOO-），HOO-作为亲核试剂，加成到羰基和共轭羰基结构上，形成环结构，糠酸衍生物以及醌式结构，从而改变木素结构；木素苯氧自由基在具有亲电性的羟基自由基（HO·）和分子氧自由基（·O-O·）的进攻下，导致木素侧链断裂脱除、苯环开环、羟基化和脱甲基等反应。
16 叙述木素的结构单元在酸、碱介质中基本变化规律？
答：碱性介质中
1.酚型结构单元（Ⅰ）
酚羟基极易离子化以酚阴离子的形式（Ⅱ）存在，诱导效应，使得对位侧链上的α-碳原子上的醚键极易断裂，形成亚甲基醌结构（Ⅲ）；
2.非酚型的木素结构单元不能形成亚甲基醌结构；
酸性介质中
1具有苯甲基醚结构的酚型和非酚型结构单元（I）在酸性条件下变成—盐形式的醚基团（Ⅱ），然后α-醚键断裂，形成正碳离子（Ⅲ）；
2.正碳离子亦呈4种形式存在。
总结
木素结构单元中的酚型结构在碱性介质中形成亚甲基醌结构；
在酸性介质中，无论是酚型结构还是非酚型结构均可形成正碳离子结构。
第三章纤维素
（1）简述纤维素的化学结构特点？
答：1.纤维素的最基本结构单元是D-吡喃葡萄糖基；
2.纤维素大分子的葡萄糖基间的连接是β-苷键连接；
3.纤维素大分子每个基环均具有3个醇羟基；（C2醇羟基，C3醇羟基和C6醇羟基）
4.纤维素大分子的两个末端基性质不同；（还原性末端基和非还原性末端基）（2）纤维素生物合成的母体是什么？
答：纤维素是由UDP-D-葡萄糖（尿苷二磷酸酯葡萄糖）合成的。
（3）纤维素常用的统计平均分子量包括哪些？其中我国测定纤维素聚合度的
标准方法是什么？常用的纤维素溶剂是什么？
答：①数均分子量Mn，质均分子量Mw ，粘均分子量M ?②粘度法③铜氨溶液或铜乙二胺溶液
（4）试述凝胶渗透色谱法对纤维素进行分级的原理？
答：分离机理——体积排除理论
1.在色谱柱中，装填的多孔性填料的表面和内部有着各种各样大小不同的空洞和通道。
2.由于浓度的差别，聚合物分子在溶剂的推动下都力图向填料内部空洞渗透。在前进的过程中同时向四周扩散。
3.较小的分子除了能进入较大的空洞外，还能进入较小的孔；较大的分子只能进入较大的孔，而比最大孔还要大的分子就只能停留在填料之间的空隙中。
4.随着洗涤过程的进行，最大的聚合物分子从载体间的粒间首先流出，依次流出的是尺寸较大的分子，然后是尺寸较小的分子，这样就达到了大小不同的分子分离的目的。
5.小分子可以通过各个空隙，其有效途径最长，最迟被洗出来。分子量越小，其淋出体积越大，并计算淋出液浓度，再测定分子量。需要用已知分子量的样品与淋出体积的峰值作图制出标准曲线。
（5）纤维素大分子的构型和构象分别是什么？天然纤维素中所有的-CH2OH的
构象是什么？
答：1.纤维素由葡萄糖基环构成，构型属?–D构型；D－葡萄糖基的构象为椅式构象；2.-CH2OH的构象是tg构象：表示对C5-O5为反式t，对C5-C4为旁式g；（6）叙述纤维素的超分子结构？
答：纤维素的聚集态，即所谓纤维素的超分子结构，由结晶区和无定形区交错结合的体系，从结晶区到无定形区是逐步过渡的，无明显界限，一个纤维素分子链可以经过若干结晶区和无定形区。
（7）写出纤维素结晶度和可及度的概念？
答：结晶度：指纤维素构成的结晶区占纤维素整体的百分数，反映纤维素聚集时形成结晶的程度。
可及度：反应试剂抵达纤维素羟基的难易程度，是纤维素化学反应的一个重要因素。
（8）简述纤维素的细纤维结构？
答：原细纤维通过氢键结合组成微细纤维，同周围的半纤维素和木素（存在LCC）一起组成细胞壁的细纤维。
（9）写出纤维素结晶区和无定形区内羟基的特点以及羟基对制浆造纸的影
响？
答：1.纤维素结晶区所有羟基均形成氢键，因此结晶区分子间的结合力强，即氢键结合力强，水分子不易进入，形成永久结合点；纤维素无定形区只有部分羟基形成氢键，另一部分羟基呈游离状，结合力较弱，氢键始终处于结合→破裂→再结合的过程中，水分子进入无定形区与纤维素形成氢键水桥，产生润胀作用，形成暂时结合点。
（10）纤维素吸湿和解吸的概念，并写出纤维素吸湿的特点？
答：吸湿：纤维素自大气中吸取水或蒸汽。解吸：因大气中降低了蒸气分压而自纤维素放出水或者蒸汽。
特点：1.随着相对蒸气压的增加，纤维素吸附的水量迅速增加，吸湿后纤维发生润胀，但不改变其结晶结构，X射线衍射图不发生变化。2.吸湿只发生在无定形区，而不在结晶区。3.纤维素的吸附等温曲线呈现“S”形。
（11）棉纤维素的吸着等温曲线为什么呈现S型？解释原因？
答：1.相对湿度60%以下，水分子吸附在原来的游离羟基和由于氢键破坏新游离出来的羟基上；2.相对湿度在60%以上，纤维进一步润涨，出现更多的吸附中心；
3.高相对湿度，由于发生多层吸附，吸水量迅速增加。
（12）什么是“滞后现象”？并解释为什么会出现此现象？
答：滞后现象：同一种纤维素，在同一温度和同一相对湿度下，吸湿时的吸着水量低于解吸时的吸着水量的现象。
现象原因：1.干燥的纤维素在吸湿过程其无定形区的氢键不断打开，纤维素分子间的氢键被纤维素分子和水分子间的氢键所代替，虽然形成了新的氢键，但纤维素分子间的部分氢键仍然存在，即新游离出来的羟基较少；
2.解吸过程，润湿了的纤维素纤维脱水收缩，无定形区纤维素分子间的氢键重新形成，但由于受到内部阻力的抵抗，被吸着的水不易挥发，也即纤维素与水分子间的氢键不能全部可逆地打开，故解吸时吸着的水较多，产生滞后现象。（13）写出结合水和游离水的概念？
答：结合水：进入了纤维素无定形区与纤维素的羟基形成氢键结合的水；游离水：纤维素物料吸湿达到饱和点后，水分子继续进入纤维的细胞腔和各孔隙中，形成的多层吸附水或毛细管水。
（14）详述纤维素纤维的润胀及其特点？
答：润胀：固体吸收润胀剂后，其体积变大但不失其表观均匀性，分子间的内聚力减小，固体变软的现象。
纤维素纤维的润胀分为：有限润胀和无限润胀。
有限润胀：纤维素吸收润胀剂的量有一定的限度，其润胀的程度也有限度。
无限润胀：润涨剂可以进到纤维素的无定形区和结晶区发生润涨，但并不形成新的润胀化合物，对于进入无定形区和结晶区的润胀剂的量并无限制。无限润胀就是溶解，形成溶液。
（15）详述纤维素的扩散双电层理论及其对制浆造纸的影响？
答：1.由于纤维素表面上糖醛酸基及极性羟基的存在，使得纤维在水中其表面带负电。
2.纤维在水中吸引外围的正电子，越靠近纤维表面正电子浓度越小，直至为零。
3.吸附层：纤维表面带负电荷的厚度a以及外围吸附的一、二层正电荷的厚度b
合称为吸附层。
4.扩散层：从吸附层界面向外至电荷浓度为零距离为d的一层。
5.吸附层与扩散层组成扩散双电层。
（16）纤维素酸水解分为哪两类？
答：均相酸（浓酸）水解和多相酸（稀酸）水解。
（17）纤维素碱性降解包括的反应类型？并分别写出它们的定义和特点？
答：1.碱性降解反应包括碱性水解和剥皮反应。剥皮反应：指在碱性条件下，纤维素具有还原性的末端基一个个掉下来使纤维素大分子逐步降解的过程。
特点；1.在剥皮反应发生的同时也发生着终止反应。
2.剥皮反应速度要大于终止反应。
3.剥皮反应脱下的单糖基最终转化为异变糖酸。
4.终止反应最终使分子链的末端基转化为稳定的偏变糖酸结构。
（18）纤维素的氧化降解包括哪几种类型？
答：1.伯羟基氧化2.还原性末端基氧化。
（19）写出纤维素酯化和醚化反应中取代度和酯化度及醚化度的概念？
答：取代度（D）：纤维素酯化反应中，每个葡萄糖基中被酯化的羟基的数目。酯化度（γ）：酯化反应中，每100个葡萄糖基中起反应的羟基的数目。
醚化度（γ）：每100个葡萄糖基中被醚化的羟基数目。
第四章
（1）给出半纤维素的概念。
答：指植物纤维原料中除纤维素以外的全部碳水化合物（少量的果胶质和淀粉除外），即非纤维素的碳水化合物。
（2）组成半纤维素的单糖有哪些？
答：葡萄糖基、木糖基、甘露糖基、半乳糖基、阿拉伯糖基等
答：第一种：列出各种糖基，将含量少的支链糖基排前面，含量多的排后面，主链糖基列于最后，若主链糖基多于一种，则将含量多的主链糖基放在最后，词首加“聚”字。
第二种：只写出主链上的糖基而不写出枝链的糖基，在主链糖基前冠以“聚”字。（4）解释半纤维素的分枝度的意义。
答：1.表示半纤维素分子结构中枝链的多少；2.枝链多则分枝度高；3.同一溶剂在相同条件下处理同一类半纤维素，分枝度高的半纤维素的溶解度较大。
（5）总结针叶材半纤维素的结构。
答：1.聚半乳糖葡萄糖甘露糖（60%-70%）；2.聚阿拉伯糖4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖（7%-12%）它不含乙酰基；3.聚阿拉伯糖半乳糖；
（6）总结阔叶材半纤维素的结构。
答：1.聚O-乙酰基-4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖（20%-25%)；2.聚葡萄糖甘露糖(3%-5%)；3.聚鼠李糖半乳糖醛酸木糖；4.聚木糖葡萄糖；5.木糖基被部分乙酰化；（7）总结草类半纤维素的结构。
答：1聚阿拉伯糖葡萄糖醛酸木糖；2聚阿拉伯糖4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖；（8）（8）比较针叶材，阔叶材和草类半纤维素的结构。
（9）叙述半纤维素酸性水解。
答：1.与纤维素酸性水解类似，半纤维素的苷键在酸性介质中会裂开，使半纤维素发生降解。2.由于半纤维素与纤维素结构上的不同，半纤维素各糖苷键的水解速度有差异。
（10）叙述半纤维素的碱性水解。
答：在碱性条件（170℃，5％NaOH）下，半纤维素的苷键部分断裂，产生新的还原性末端基。
答：半纤维素的复杂结构决定了其酶降解需要多种酶的协同作用。
聚木糖酶的酶组分
1.内切1,4-β-D聚木糖酶：随机断裂聚糖骨架，产生木寡糖，降低了聚合度。
2.外切酶β-木糖苷酶：将木寡糖和木二糖分解为木糖。
3.糖苷酶：水解木糖基与枝链糖基之间的糖苷键。
《植物纤维化学》复习思考题.
郑重声明：老师课堂上讲题型可能有选择、填空、简答（具体题型还没确定），发下去的试卷是来自材料专业的老师给的，所以试卷仅供参考哈~~ ——09轻化工程 第一章思考题 1．如何将造纸植物纤维原料进行分类？ 一、木材纤维原料(wood fiber) 1 针叶材(Needle leaved wood or Softwood or Coniferous) 叶子多呈针状，材质比较松软，如马尾松、落叶松、云杉、冷杉、火炬松等。 2 阔叶材(Leaf wood or Hardwood or Dicotyledon) 叶子多呈宽阔状，材质较坚硬，如杨木、桉木、桦木、相思木等。 二、非木材纤维原料(non-wood fiber) 1 禾本科纤维原料 稻草、麦草、芦苇、荻、甘蔗渣、高梁杆、玉米秆、麻杆、竹子等。 2 韧皮纤维原料 树皮类：棉秆皮、桑皮、构皮、檀皮、雁皮 麻类：红麻、亚麻、黄麻、青麻、大麻 3 籽毛纤维原料 棉花、棉短绒、棉质破布 4 叶部纤维原料 香蕉叶、龙舌兰麻、龙须草等 三、半木材纤维原料 棉秆,其化学成分、形态结构及物理性质与软阔叶材相近。 2．造纸植物纤维原料中、主要化学组成是什么？写出定义或概念。 主要化学组成是木素和碳水化合物（carbohydrates):纤维素和半纤维素 纤维素是由D－吡喃式葡萄糖基通过1，4-β苷键联结而成的均一的线状高分子化合物。 半纤维素是由两种或两种以上单糖基（葡萄糖基、木糖基、甘露糖基、半乳糖基、阿拉伯糖基等）组成的非均一聚糖，并且分子中往往带有数量不等的支链。 木素是由苯基丙烷结构单元(即C6-C3单元)通过醚键、碳-碳键连接而成的具有三维空间结构的芳香族高分子化合物 3．比较纤维素与半纤维素的异同。 ①纤维素与半纤维素共同存在于大多数植物细胞壁中。 ②纤维素全部由葡萄糖单位聚合而成，而半纤维素是一种杂聚多糖，常含有木糖，甘露糖，半乳糖，鼠李糖，阿拉伯糖等单糖单位。 ③在酸性环境下半纤维素远较纤维素易于水解。 ④半纤维素比纤维素的分子要小，大约含有500到3000个单糖单位，后者大约含有7000到15000个。 ⑤半纤维素是分支的聚糖，而纤维素是不分支的。半纤维素具有亲水性能，可以造成细胞壁的润胀，赋予纤维弹性。 ⑥一般木材中，纤维素占40～50%，还有10～30%的半纤维素和20～30%的木质素。
植物纤维化学答案教学提纲
植物纤维化学答案
第一章 1.如何将造纸植物纤维原料进行分类？ 答：①木材纤维原料：针叶材、阔叶材; ②非木材纤维原料: 禾本科纤维原料、韧皮纤维原料、籽毛纤维原料、叶部纤维原料；③半木材纤维原料：这类原料主要指棉秆；④合成纤维、合成浆：人造丝、聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯等；⑤二次纤维：旧报纸、旧杂志纸、旧瓦楞箱纸板。 2.造纸植物纤维原料中，主要化学组成是什么？写出定义或概念。 答：主要化学成分：纤维素、半纤维素和木素。纤维素和半纤维素皆由碳水化合物组成， -碳键联结构成具有三度空间结构的芳香族高分子 3.比较纤维素与半纤维素的异同。 答：纤维素和纤维素都是碳水化合物，均存在与绿色植物中，都不溶于水。但纤维素是均一聚糖，只由D-葡萄糖基组成，且有支链，而半纤维素由10种糖组成，且有枝链，纤维素聚合度比半纤维素高，且具有X—射线图。 4.写出综纤维素的定义及四种制备方法，并指出哪种方法比较好？ 答：综纤维素是指植物纤维原料在除去抽出物和木素后保留的全部碳水化合物。既植物纤维原料中纤维素和半纤维素的总和。制备方法：氯化法(Cl2)、亚氯酸钠法(NaClO2→ClO2)、二氧化氯法(ClO2)、过醋酸法(CH3COOOH)。其中亚氯酸钠法比较好。 5.如何自综纤维素制备α－纤维素？并指出其化学组成。 答：用17.5%NaOH溶液在20℃下处理综纤维素，将其中的非纤维素的碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物，称为综纤维素的α－纤维素。化学组成：综纤维素中的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物。 6.如何自漂白化学浆制备α－纤维素、β－纤维素、γ－纤维素？并指出各自的化学组成。答：用1 7.5%NaOH溶液在20℃下处理漂白化学浆，将其中的非纤维素的碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物，称为化学浆的α－纤维素。将溶解部分用醋酸中和，沉淀出来的部分称为β-纤维素，不沉淀部分称γ-纤维素。化学组成：α-纤维素包括漂白化学浆中的纤维素与抗碱性的半纤维素；β-纤维素含高度降解的纤维素与半纤维素；γ-纤维素全部为半纤维素。 7.如何制备Cross and Bevan纤维素？ 答：采用氯气处理湿润的无抽提物试料，使木素转化为氯化木素，然后用亚硫酸及约含2%亚硫酸钠溶液洗涤、以溶出木素。重复以上处理、直至加入亚硫酸钠后仅显淡红色为止。 8.如何制备硝酸乙醇纤维素？ 答：用20%的硝酸和80%乙醇的混合液，在加热至沸腾的条件下处理无抽提的试样，使其中的木素变为硝化木素溶于乙醇中而被除去，所得残渣既为硝酸乙醇法纤维素。 9.写出有机溶剂抽出物的定义，并指出常用的有机溶剂有哪些？ 答：有机溶剂抽出物是指植物纤维原料中可溶于中性有机溶剂的那些化合物。常用的有机溶剂：乙醚、苯、丙酮、乙醇、苯-乙醇混合液、石油醚等。 10.写出针叶材、阔叶材和草类原料各自的有机溶剂抽出物的化学组成及存在的位置？
非木材植物纤维改性研究进展
非木材植物纤维改性研究进展 摘要: 综述了非木材植物纤维化学改性技术的发展和现状。非木材植物包括麻类植物、禾草类植物和农林废弃物等，主要成分为纤维素、半纤维素、木质素。由于结构的特殊性，其用途受到了很大的限制，但经过改性后，这些丰富的可再生资源可用作化工原料。植物纤维改性前，通常需进行预处理，常用的方法有化学预处理、物理预处理和生物预处理3种。植物纤维改性途径主要有酯化和醚化，改性介质一般为水或有机溶剂。近年来，以离子液体为溶剂的改性方法成为了研究热点。改性非木材植物纤维用途广泛，可用于制造生物降解塑料、吸附剂、离子交换剂、分离膜等。 关键词: 非木材植物纤维；纤维素；预处理；化学改性；研究进展Abstract: The progress in chemical modification of fibers was reviewed. Non-wood plants include bast fiber plants，grasses and agricultural wastes，etc. The principal components of these kinds of plants were cellulose，hemicellulose and lignin. Due to their special structure，the utilization of natural non-wood plant fibers is very limited. After modification，these abundant renew able resources can be used as raw materials for chemical industries. Before the chemical modification of plant fibers，pretreatments are usually needed. Chemical methods，physical methods or biological methods are the three main types of pretreatments. The main ways for chemical modification of plant fibers are esterification and etherification. Water and organic solvents are
北京林业大学 考研 植物纤维化学复习题
1、薄壁细胞对制浆造纸的影响？ 制浆：蒸煮时吸水量大，液比高。 造纸：长度很短，以碎片的形式存在于浆中，使浆料的滤水性变差，抄纸时容易粘辊，使纸页断头，使纸页物理强度下降。 2、针叶木、阔叶木、禾本科原料的细胞类型? 针叶木细胞类型：管胞、木薄壁组织木射线管胞和木射线薄壁细胞、树脂道。 阔叶木细胞类型：木纤维、管胞、导管、木射线、薄壁细胞。 禾本科细胞类型：纤维细胞、薄壁细胞、表皮细胞、导管、筛管、伴胞、石细胞。 3、针叶木与阔叶木组织结构特征? 4、针叶木、阔叶木和禾本科中杂细胞？ 针叶木：木射线细胞 阔叶木：导管、薄壁细胞、木射线薄壁细胞 禾本科：导管、薄壁细胞、表皮细胞、石细胞、筛管和伴胞
5、杂细胞对制浆造纸的影响? 1、杂细胞含量高，纤维细胞含量则少 2、制浆时吸收大量药液 3、使纸浆滤水性差，影响纸浆洗涤 4、缺乏纤维交织能力，纸张湿强度低、易断头、影响车速 5、影响黑液蒸发和碱回收（结垢） 6、形成纸病 6、选择造纸原料的标准? 1、形态学上：细长，壁薄，腔大。 2、化学成分：含较多的纤维素，较少的木素。 3、原料结构：单纯，非纤维细胞含量少的原料较好。 7、化学组成对制浆造纸的影响？ 主要组分对制浆造纸的影响 纤维素:尽量保留 木素：制化学浆时，尽量脱除；制高得率浆时，尽量保留。 半纤维素：化学浆应尽量多保留半纤维素，可提高制浆得率，节省打浆动力，提高纸页，合强度。生产精制浆、纤维素衍生物用化学浆时，半纤维素应尽量除去。 少量组分对制浆造纸的影响 有机溶剂抽出物： 阻碍药液渗透；碱法制浆-树脂酸、脂肪酸与碱反应生成皂化物塔尔油；酸法制浆-抽出物被加热、软化成油状物，形成树脂障碍；双氢栎精被氧化成黄色的栎精，使纸浆发黄，分解蒸煮液，使浆难于漂白、白度低、易返黄。 灰分： 原料（特别是草类）碱法制浆过程中灰分中SiO2形成NaSiO3，使废液粘度升高，洗浆时黑液提取率低，对黑液的碱回收造成硅干扰。Cu、Fe、Mn等过渡金属离子对纸浆颜色造成不利影响；影响H2O2、O2、O3等的漂白效果；Ca、Mg等碱土金属离子可稳定漂剂，但是过多也可稳定木素，降低漂白白度。 果胶质： 尽量脱除,是灰分的载体。 8、禾本科原料细胞类型及其对制浆造纸影响？ 有纤维细胞、薄壁细胞、表皮细胞、导管、筛管、伴胞、石细胞等六种。 ①纤维细胞：属韧皮纤维类，腔小壁厚，外形纤细，比较短小，细胞壁上有横节纹或单纹孔，也有无纹孔的。②薄壁细胞：形态各异，有球形、枕头形、圆柱形等等。容易破碎。③表皮细胞：有长短两种，长的是锯齿细胞；短的是硅细胞和栓质细胞，比重较大，在制浆时容易流失。④导管：存在于维管组织中，导管有环状、螺旋状、梯形和网纹等形式。⑤筛管、伴胞：直径小、壁上多孔，在植物干燥过程中就被破坏。⑥其它细胞：石细胞非常小的厚壁细胞，竹类植物含量较大，在洗涤和净化段容易除掉。 9、可以根据那些组织结构特点鉴别材种？ 1、细胞大小、尺寸 2、纹孔构造，特别是交叉场纹孔 3、细胞类型，特别是杂细胞种类 4、对浆料的鉴定 10、纤维形态学因素有哪些？如何评价原料优劣？ 1.长度、宽度、壁厚、腔径和非纤维细胞含量等
植物纤维墙体材料的发展现状及前景展望
植物纤维墙体材料的发展现状及前景展望 环工1002班陈威101306218 摘要简要介绍了植物纤维墙体材料的发展状况，阐述了其对建材业节能环保的重要意义，并对植物纤维墙体材料的应用前景进行了 展望。 关键词植物纤维；墙体材料；节能环保 2l世纪以来，保护环境以及合理、高效地开发与利用资源已成为世界瞩目的热点在我国，随着工业化和城镇化的快速发展，作为典型资源依赖型工业的房屋建筑业在推动国 民经济迅猛发展的同时，由于消耗大量的资源能源，迫使其继续发展受到制约。各类建筑其建造和使用过程中直接消耗的能源占全社会总能耗的近30％。而墙体材料又是建材业的重要组成部分，其产值接近建材工业总产值的1／3，耗能占建材工业总耗能的1／2 左右因此，加速发展节能利废的新型墙体材料，不仅是调整建材_[业能源结构的重要措施而且对改善建筑功能，节约土地具有十分重要的意义。此外，使用新型墙体材料，能提高建筑中的能效，降低能耗，是我国高速发展国民经济的根本需要和实现住宅产业现代化加快城镇化建设的基本要求我国作为农业大国，随着农业连年丰收，秸秆产量也大幅度上升，产量大约为6．5 亿年。农作物废料秸秆等的处理已成为社会问题，除了少部分被当作饲料、肥料等开发利用外，大部分被付之一炬，不仅浪费资源，而且严重危害了自然生态环境。因此，废弃农作物的综合利用意义重大。植物纤维墙体材料的诞生恰好解决了废弃农作物的利用问题，同时又适应了国家建设节能型社会的需求，促进了可循环经济的发展加快了我国高效、低价、环保、实用的节能建筑产品的研发和应用。 1植物纤维墙体材料的特点及来源 植物纤维墙体材料是以植物纤维为原材料的一种新型节能环保生态建筑材料。其特点主要表现在：①原材料可以再生、废弃且无害。②节能利废，改善环境。生产该类材料将尽可能减少矿产资源的过度利用，降低生产能耗，并可大量利用农业废弃物作原料，减少由对其处理处置不当而引发的环境污染。③节约土地。既不毁地(田)取土作原料，又可增加建筑物的使用年限。④可实行清洁化生产。在生产过程中，减少废渣、废水、废气的排放，大幅度降低噪音，实现较高的自动化程度。⑤可再生利用。产品达到其使用寿命后，可再生利用而不污染环境。植物纤维来源广泛，可分为棉纤维、麻纤维、棕纤维、木纤维、竹纤维、草纤维。而用于墙体材料的植物纤维主要来源于木材、竹材和谷壳、秸秆、棉杆、高梁杆、甘蔗渣、玉米芯、花生壳等农作物废弃物。目前，利用农业废弃物生产的主要墙体材料包括麦秸均质板(图1)、纸面草板、植物纤维水泥板、麦秸人造板和秸秆镁质水泥轻质板等。 2植物纤维墙体材料的发展状况 2．1国内植物纤维墙体材料的发展状况与国外相比，我国对植物纤维墙体材料的研究起步较晚。20 世纪80 ～90 年代，利用蔗渣制造硬质纤维板、刨花板的工厂体系在我国南方逐步出现。随着我国建筑业的革新与进步以及建筑节能工作的深入开展，环保利废型墙体材料的生产和应用出现了快速增长的良好局面。以麦秸、稻秸、棉秆等非木质材料作为原料生产制造墙体材料的技术与工艺
植物纤维环保花盆与传统花盆的区别
植物纤维环保花盆与传统花盆的区别所谓环保花盆，就是可降解的植物纤维花盆。它采用植物纤维做主要原料，其透气性非常好，有利于花卉的生长。植物纤维花盆在白天吸收太阳红外线的能力非常强，这是其他种类花盆所不能的，吸收红外线的能力强，花盆的温度会升高，在寒冷的冬天，使用这种花盆更有利于植物生长，并且可以保护植物安全过冬。 植物纤维本身就有花卉生长所需的部分肥料，在植物生长的过程中，所含的营养元素可以缓慢的释放倒泥土里，供给植物生长。纤维花盆以植物纤维做原料，对身体没有任何伤害。并且花盆破碎后可以降解，不会对环境造污染。 欧洲国家近几年来开始实行限制聚烯烃类花盆的生产，主要原因是聚烯烃类材料制作的一次性容器和包装物，造成了对大地严重的“白色污染”，这种“白色污染”的要害在于将之弃置在自然界中长期（数百年）不能完全生物降解成生态链中的物质，从而贻害大地。若对其焚烧处理则会产生有毒气体而形成“二次污染”，采用回收处理方式又会因成本耗费太大而得不偿失。目前，随地弃置的这些“白色垃圾”，不仅使农田土地劣质化，影响农业生产，而且影响水利发电、航运、渔业和城市环境。所以在人们越来越注重生活质量的今天，人们对各种绿色产品的需求也日益增加，特别是各种绿色包装材料的应用也已成为一种趋势和时尚。于是就出现了除陶土花盆、陶瓷花盆、木制花盆、聚乙烯花盆（塑料花盆）以外的新型环保花盆――植物纤维花盆产品。 下面是对各类材质花盆性能、特点比较：
陶土花盆：陶盆是泥土（陶土或粘土）烧制而成，所以对泥土有种天然的亲和力，而且还具有耐腐蚀、通透性强的特点。陶盆的颜色也比传统花盆丰富，陶盆的风格比较欧化，形状多样，再加上仿古裂纹的造型，更像是一件艺术品，极具观赏性。但相对于素烧花盆和塑料花盆来说，它的价格较贵一些。 陶瓷花盆：瓷花盆因为排水、通气性差，许多人在栽种花卉时为了美观把它当作套盆用，有的干脆就直接把它买回家放在茶几、案桌上当作装饰品进行观赏，只有少数花盆用来栽一些耐湿性花卉。其缺点同样是价格偏高。 木制花盆：是使用木材经过特殊工艺烤制而成的，具有不变形、防潮湿、透气性好等优点。木制花盆与花卉的组合似乎是最接近大自然感觉的，而且可以根据个人爱好订制，只是时间长了的话，木盆容易腐朽。另外价格偏高也影响其使用和销售量。 聚乙烯花盆（塑料花盆）：这种花盆在花卉市场上比较常见，它的特点是价钱便宜，轻巧耐用，色彩也很丰富，有比较强的装饰性，但是这种花盆最大的缺点就是不透水、不渗水，难以适应花卉长期生长，一般不宜用来栽培花卉，而把它当作套盆是比较合适的。但目前世界各国都在限制聚烯烃花盆的生产，主要原因是聚烯烃类材料制作的一次性容器和包装物，造成了对大地严重的“白色污染”。植物纤维花盆：其品质特点是外形精致、表面光洁、色泽柔和、质地细腻；挺度好、强度高、不易变形，便于发货运输和日常使用；温差适应范围大；防渗漏性好。最大的优点是价廉物美并且是符合循环经济的环保产品。
植物纤维化学 复习题
名词解释 1.纤维素：纤维素是由β,D-葡萄糖基通过1,4-苷键连接而成的线状高分子化合物。 2水解纤维素：纤维素部分水解所生成的不溶于水的产物称为水解纤维素。 3纤维素1:天然纤维素的结晶格子称为纤维素I. 4纤维素2：经过Na-纤维素I的形式在NaOH的作用下得到的纤维素。 5纤维素3：经过NH3-纤维素I的形式，在蒸发所得到的纤维素。 6木素：是由苯基丙烷结构单元（及C6-C3单元）通过醚键，碳-碳键链接而成的芳香族高分子化合物。 7原本木素：以天然状态存在于植物体中的木素，未经过任何加工。 8磨木木素：磨木木素又称贝克曼木素，它是在室温下用不引起润胀作用的中性溶剂做介质，仔细的研磨木粉，通过溶剂抽提而获得的高得率的分离木素。 9半纤维素：半纤维素是由多种糖基，糖醛酸基所组成的，并且分子中往往带有支链的复合聚糖的总称。 10综纤维素：又称总纤维素，指造纸植物纤维原料除去抽出物和木素后所留下的部分（即纤维素和半纤维素的总称） 11克-贝纤维素：由英国人克罗斯和贝文提出的分离纤维素的方法所得到的纤维素称为克-贝纤维素。 12工业半纤维素：习惯上将β-纤维素和γ-纤维素之和称为工业半纤维素。 13硝酸乙醇纤维素：用20%的硝酸和80%乙醇的混合液，在加热至沸腾的条件下处理无抽提物的试样，使其中的木素变为硝化木素、溶于乙醇中而被除去，所得残渣既为硝酸乙醇法纤维素。 14润胀：固体吸收润胀剂后，其体积变大但不失其表观均匀性，分子间的内聚力减小，固体变软的现象。纤维素纤维的润胀分为：有限润胀和无限润胀。 15润胀度：纤维素纤维润胀时的直径增大的百分率称为润胀度。 16纹孔：植物细胞在增厚过程中，并不是整个细胞都产生均匀增厚的，其未增厚的部分细胞壁较薄，在显微镜下观察成一个孔，称为纹孔。 17衍生物：木素大分子中原子或者原子团被其他原子或原子团取代而得到的物质 18果胶物料：果胶质与其他物料半生在一起的复合体。果胶：果胶酸盐以及酯化了的的果胶酸 19超结构：超过一般光子显微镜的分辨能力的细节热塑性：在某一温度下，木素由玻璃态向橡胶态变化的性质 20α-纤维素：包括纤维素和抗碱性纤维素 21β-纤维素：为高度降解的纤维素和半纤维素 22γ-纤维素：全为半纤维素 23硅干扰：在碱法制浆中，原料中的硅形成硅酸钠，溶于碱法废液中，大量的硅酸钠使废液的粘度增加，洗桨时黑夜提取率降低，对黑液的蒸发、燃烧、苛化、白泥的回收等过程都带来麻烦。 24树枝障碍：在酸法制浆中，树木的有机抽出物被加热，软化成油状物漂浮在
2009年云南昆明理工大学植物纤维化学考研真题A卷
2009年云南昆明理工大学植物纤维化学考研真题A卷 考生答题须知 1．所有题目（包括填空、选择、图表等类型题目）答题答案必须做在考点发给的答题纸上，做在本试题册上无效。请考生务必在答题纸上写清题号。 2．评卷时不评阅本试题册，答题如有做在本试题册上而影响成绩的，后果由考生自己负责。 3．答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答（画图可用铅笔），用其它笔答题不给分。 4．答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。 一、名词解释（共30分，每词6分） 1、纤维素的结晶度； 2、综纤维素； 3、春材和秋材； 4、木质部； 5、复合胞间层； 二、填空题（共40分，每个空格2分） 1、针叶材最主要的细胞是（1），阔叶材最主要的细胞是（2），禾本科植物纤维原料的主要细胞有：（3）；（4）。 2、植物细胞壁各层中，木素的大部分存在于（5）中，而木素浓度最高的为（6）。
3、植物纤维原料的主要化学成分包括：（7）；（8）；（9）。 4、针叶材木素的基本结构单元主要由 (10) 单元构成。 5、阔叶材中的半纤维素主要是（11）。 6、在碱性介质中，纤维素的末端基会发生（12）反应，脱掉的末端基最终成为（13）。 7、木材细胞壁的次生壁可分为（14）；（15）；（16），其中以（17）最厚。 8、纤维素本身含有（18）和（19）等基团，使纤维素纤维在水中表面带（20）电荷。 三、判断题判断下列各题正误，错误的加以改正（正确的打“√”，错误的打“×”，共20分，每题4分） 1、针叶木半纤维素以聚O-乙酰基（4-O-甲基葡萄糖醛酸）木糖为主。 2、α-纤维素包括纤维素及抗酸的半纤维素；β-纤维素为高度降解的纤维素及半纤维素；γ-纤维素全为半纤维素。 3、甲氧基是木素最有特征的功能基，针叶木甲氧基的含量比阔叶木的高。 4、木素是填充在纤维之间和微细纤维之间的“粘合剂”和“填充剂”。 5、胞间层中不含纤维素而充满木素、半纤维素及少量果胶质等。 四、问答题（共60分，每题15分）
植物纤维板与运用
得分： 班级：101305125 学号：101305125 姓名：** 指导老师：** 课程名称：《装饰工艺与材料》
植物纤维板与运用 摘要：随着经济的发展，人民生活水平的逐渐提高，掀起了购房热，同时也对家装的要求也越来越高，也就需要更多更好的装饰材料以及能源。然而植物纤维板在建筑家装中的出现，改善了人们的生活，各种各样的的植物纤维板在生活中运用得十分广泛。 关键词：植物纤维板、家装、应用、密度板、地板 正文： 人、建筑、环境是建筑发展的永恒主题，随着全球环境的恶化，生态问题的日趋恶化，生态问题日趋严重，人们越开越关注人类自身的生存方式。“以人为本”“以环境为中心”的社会思想认识的转变为为各种新型建筑材料的发展奠定了思想基础。 在过去几个世纪的发展过程中，我们消耗石油、煤炭和伐木的速度是这些能源积聚速度的几百万倍，人类远远高于生存所需的生活方式令大自然付出了惨重的代价。如今全球气候变暖的程度超过了过去几百万年中任何一次气候剧变，地球有限的自然资源遭到了滥用和破坏，使得地球这个大家庭显得十分不健康，但是人类生活水平还有待提高，能源仍然需要，因此更加的需要节能环保的新型建筑材料为大家的美好生活提供条件。 植物纤维板作为一种建筑材料，已逐渐被人们所接受，随着经济的发展，我觉得各种新型的植物纤维板能够走入各家各户，在家装行业有更大的前景。 一、纤维板的概念 纤维板也称密度板，是以木质纤维或其他植物纤维为原料，施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂，经过热磨、施胶、铺装、热压成型等工序制成的人造板材。（例如图一和图二）按其原料课分为：木质纤维板，非木质纤维板；按其额度的不同，分为高密度板、中密度板、低密度板。纤维板由于质软耐冲击，也容易再加工，在国外是制作家私的一种良好材料，但由于国家关于高密度板的标准比国际标准低数倍，所以，密度板在中国的使用质量还有待提高，但是随着经济的发展，我觉得各种新型的植物纤维板能够走入各家各户，在家装行业有着更大的前景。 图一、图二：纤维板（密度板） 1、性能特点 植物纤维板表面光滑平整、材质细密、性能稳定、边缘牢固，而且板材表面的装饰性好。但耐潮性较差，且相比之下，纤维板的握钉力较刨花板差，螺钉旋紧后如果发生松动，由于密度板的强度不高，很难再固定。 2、主要优点 纤维板很容易进行涂饰加工。各种涂料、油漆类均可均匀的涂在纤维板上，是做油漆效果的首选基材。 纤维板又是一种美观的装饰板材。
植物纤维化学答案
第一章 1.如何将造纸植物纤维原料进行分类 答：①木材纤维原料：针叶材、阔叶材; ②非木材纤维原料: 禾本科纤维原料、韧皮纤维原料、籽毛纤维原料、叶部纤维原料；③半木材纤维原料：这类原料主要指棉秆；④合成纤维、合成浆：人造丝、聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯等；⑤二次纤维：旧报纸、旧杂志纸、旧瓦楞箱纸板。 2.造纸植物纤维原料中，主要化学组成是什么写出定义或概念。 答：主要化学成分：纤维素、半纤维素和木素。纤维素和半纤维素皆由碳水化合物组成，木素则为芳香族 -碳键联结构成具有三度空间结构的芳香族高分子化合物。 答：纤维素和纤维素都是碳水化合物，均存在与绿色植物中，都不溶于水。但纤维素是均一聚糖，只由D-葡萄糖基组成，且有支链，而半纤维素由10种糖组成，且有枝链，纤维素聚合度比半纤维素高，且具有X—射线图。 4.写出综纤维素的定义及四种制备方法，并指出哪种方法比较好 答：综纤维素是指植物纤维原料在除去抽出物和木素后保留的全部碳水化合物。既植物纤维原料中纤维素和半纤维素的总和。制备方法：氯化法(Cl2)、亚氯酸钠法(NaClO2→ClO2)、二氧化氯法(ClO2)、过醋酸法(CH3COOOH)。其中亚氯酸钠法比较好。 5.如何自综纤维素制备α－纤维素并指出其化学组成。 答：用%NaOH溶液在20℃下处理综纤维素，将其中的非纤维素的碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物，称为综纤维素的α－纤维素。化学组成：综纤维素中的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物。 6.如何自漂白化学浆制备α－纤维素、β－纤维素、γ－纤维素并指出各自的化学组成。 答：用%NaOH溶液在20℃下处理漂白化学浆，将其中的非纤维素的碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物，称为化学浆的α－纤维素。将溶解部分用醋酸中和，沉淀出来的部分称为β-纤维素，不沉淀部分称γ-纤维素。化学组成：α-纤维素包括漂白化学浆中的纤维素与抗碱性的半纤维素；β-纤维素含高度降解的纤维素与半纤维素；γ-纤维素全部为半纤维素。 7.如何制备Cross and Bevan纤维素 答：采用氯气处理湿润的无抽提物试料，使木素转化为氯化木素，然后用亚硫酸及约含2%亚硫酸钠溶液洗涤、以溶出木素。重复以上处理、直至加入亚硫酸钠后仅显淡红色为止。 8.如何制备硝酸乙醇纤维素 答：用20%的硝酸和80%乙醇的混合液，在加热至沸腾的条件下处理无抽提的试样，使其中的木素变为硝化木素溶于乙醇中而被除去，所得残渣既为硝酸乙醇法纤维素。 9.写出有机溶剂抽出物的定义，并指出常用的有机溶剂有哪些 答：有机溶剂抽出物是指植物纤维原料中可溶于中性有机溶剂的那些化合物。常用的有机溶剂：乙醚、苯、丙酮、乙醇、苯-乙醇混合液、石油醚等。 10.写出针叶材、阔叶材和草类原料各自的有机溶剂抽出物的化学组成及存在的位置 答：①针叶材抽出物主要成分是松香酸、萜烯类化合物、脂肪酸及不皂化物等。存在位置：树脂道和射线薄壁细胞中。②阔叶材的抽出物主要含游离的已酯化的脂肪酸，中性物；不含或只含少量松香酸(一般为1%以下)，主要存在于木射线细胞及木薄壁细胞中。③禾本科原料抽出物主要成分：蜡质，伴以少量的高级脂肪酸、高级醇等，蜡质存在于禾本科原料的外表面。 11. (如麻、棉杆皮、桑皮、檀皮等)含果胶质较多(故灰分含量也高)；针叶木及草类原料的果胶质含量较少，通常单子叶植物的果胶质含量仅是双子叶植物的果胶质含量的10%。 12. 13. 答：初生壁P、次生壁外层S1、中层S2、内层S3，瘤层，还有两细胞共有的胞间层ML，三个或四个细胞共有的细胞角隅CC,细胞壁上还有纹孔，胞间联丝等结构。 14.叙述木材的粗视结构。 答：木材由内到外：树心(髓心)、木质部、形成层、树皮(外皮、内皮)；其中木质部上具有许多同心圆环，即年轮。
植物纤维化学复习题并附有课后思考题
植物纤维化学复习题（1） 一．填空（12X3=36） 1. 制浆造纸工业用植物纤维原料大体可分为木材纤维原料和非木材纤维原料两种。 2. 纤维素和半纤维素属于碳水化合物，而木素属于芳香族化合物。 3. 草类原料的有机溶剂抽出物主要为：脂肪和蜡。 4. 针叶材有机溶剂抽出物主要存在于树脂道和木射线薄壁细胞中。 5. 阔叶材有机溶剂抽出物含量一般比针叶材低，其主要组成为：游离及酯化的脂肪酸。 6. 木材原料的灰分含量一般不超过1%，草类原料的灰分含量一般多在2%以上。 7. 草类纤维原料灰分含量一般比木材高，而且60%以上是SiO2。 8. 木素结构单元间的联结键有醚键和碳-碳键。 9. 植物细胞壁上的纹孔分为：单纹孔和具缘纹孔。 10. 针叶材的纤维细胞为：管胞，阔叶材的纤维细胞为：木纤维。 11. 在细胞壁各层中，木素浓度最大的在胞间层，但木素的大部分存在于次生壁。 12. 针叶材的木素结构单元主要为：愈疮木基丙烷和少量的对-羟苯基丙烷。 13. 阔叶材的木素结构单元主要为：愈疮木基丙烷和紫丁香基丙烷。 14. 木素的结构单元为：苯基丙烷，纤维素的结构单元为：D-葡萄糖基。 15. 木素-碳水化合物联接点上的糖基有：D-木糖和D-半乳糖、L-阿拉伯糖。 16. 木素与碳水化合物之间可能有的联接键为：α-醚键和酯键等形式。 17. 在酸性亚硫酸盐法制浆中、应特别注意防止木素的缩合反应，因为这种反应形成的化学键为不易 断开的碳-碳键。 18. 半纤维素是由两种或两种以上的糖基构成的不均一聚糖，它与木素有化学键联接。 二．单项选择（14X3=42） 1.聚半乳糖醛酸中的羧基80%以上被甲基化、一部分被中和成盐，所形成的物质称为：。 ①果胶物质②果胶酸※③果胶质④半纤维素 2.阔叶材中比针叶材含有更多的。 ①聚葡萄糖甘露糖※②聚木糖③木素④灰分 3.草类原料的含量大多比较低、接近阔叶材的低值。 ①纤维素②灰分③半纤维素※④木素 4.针叶材的管胞含量约占木质部总容积的。 ①50％②60－70％③80％※④90－95％ 5.针叶材的管胞长度一般为：mm。 ※①3－5 ②1－1.5 ③1④20 6.在木材的横切面上、可见到许多颜色较浅的经向条纹称为：。 ①树脂道※②木射线③年轮④髓心 7.在显微镜下观察阔叶木横切面上有许多孔，这些孔是横切面。
植物纤维化学研究生试题.doc
一、填空题（20分,每空格1分）： 1．造纸工业将植物原料分为：木材纤维、非木材纤维、半木材纤维。 2. 植物纤维原料的主要化学成分包括：纤维素、半纤维素、木素。 3．阔叶材木素的基本结构单元是主要由愈疮木基丙烷和紫丁香基丙烷单元所构成。 4．针叶材、阔叶材和禾草类木素的木素含量的变化规律是： 针叶材 > 阔叶材 > 禾草类。 5．针叶材最主要的细胞是管胞 ,阔叶材最主要的细胞是木纤维 ,禾本科植物纤维原料的主要细胞有：纤维细胞、薄壁细胞。 6. 纤维素是由β-D-葡萄糖结构单元通过 1,4-苷键连接而成的高分子化合物。 7．木素大分子结构中最主要的连接形式为β-芳基醚键。 8．木素总量的大部分存在于细胞壁的 S2 层,而木素含量最高的是复合胞间层。 二、名词解释（15分）： 1.(3分)早材（春材）： 树木的每一个年轮是由两部分组成的,靠树心部分的颜色浅,是每年生长季节的前期生长出来的,故称为春材,也称早材。 2．(3分)木素： 木素是由苯丙烷结构单元（即C6-C3单元）通过醚键、碳-碳键联接而成的芳香族高分子化合物。 3. (3分)剥皮反应： 在碱的影响下,纤维素具有还原性末端基的葡萄糖基会逐个掉下来,一直到产生纤维素末端基转化为偏变糖酸基的稳定反应发生为止。由于消除下来的烷氧基—OR具有新的还原性末端基（也即是纤维素长链分子具有新的还原性末端基）,可以继续进行上述反应,逐个不断地脱掉末端基,所以称为剥皮反应。 4. (3分) 半纤维素 半纤维素是除纤维素和果胶以外的植物细胞壁聚糖。也可称为非纤维素的碳水化合物。由两种或两种以上单糖基组成的不均一聚糖,大多带有短的侧链,聚合度较低。\ 5. (3分)纤维素的结晶度： 纤维素结晶区占纤维素整体的百分率。 三、简答题（60分）： 1．硫酸盐法蒸煮过程中臭气的主要成分是什么？并说明其形成机理？（10分） 硫酸盐法蒸煮过程中放出的臭气的主要成分为甲硫醇和二甲硫醚。在硫酸盐法蒸煮时,木素结构单元上甲基芳基醚结构和硫化钠发生反应,首先,亲核试剂HS-离子进攻木素芳香环上的甲氧基的碳原子,生成甲硫醇,并在苯环上导出酚羟基；然后,甲硫醇的阴离子（CH3S-）与第二个甲氧基反应,生成二甲硫醚。 2. 对同一种木材,晚材率的大小对制浆造纸有何影响（10分） 晚材率是指树木年轮中晚材的宽度与年轮总宽度之比的百分率。晚材率的大小对制浆造纸有相当大的影响。因为早材是由细胞壁比较薄的细胞组成,所以早材纤维具有弹性和柔韧性,容易打浆,能够制造出抗张强度和耐破强度高的纸张；而晚材纤维壁厚,形成管状,纤维又挺又硬,不容易打浆,抄成的纸除了撕裂度比较高以外,其他指标都不如早材纤维。因此,就同一种木材而言,晚材率低的要优于晚材率高的。 3. 区分两个概念：纤维素,纤维素纤维（10分） -1,4-苷键联接起来的链状高分子化合物。纤维素纤维指植物原料经过特定的纤维化学工程所得到的残余物——纸浆,主成分为纤维素,其中还含有一些半纤维素和木素。β纤维素指在常温下不溶于水、稀酸、稀碱的D-葡萄糖基以 4、蒽醌在碱法蒸煮中的作用是什么？（10分）。 -芳醚键的断裂,从而加速木素的脱除,蒽氢醌和木素反应又生成蒽氢醌,继续发生氧化-还原反应。β在碱法蒸煮中,蒽醌氧化碳水化合物,生成糖醛酸末端基,防止剥皮反应的发生,使纸浆得率增加,蒽醌本身被还原蒽氢醌,它与木素的亚甲基醌发生还原作用,促进了木素 5. 为什么纤维素的吸水量随无定形区百分率的增加而增加？（10分） 水有一定的极性,所以能进到无定形区,发生结晶区之间的润胀。纤维素的吸着水只能进入无定形区而不能进入结晶区,并且与无定形区中的羟基形成氢键结合。吸着水量随无定形区百分率的增加而增加。 6. 针叶木和阔叶材主要的聚木糖类半纤维素是什么？（10分） 针叶材的聚木糖半纤维素是：聚阿拉伯糖基-4-O-甲基葡萄糖醛酸基木糖, 阔叶材的聚木糖半纤维素是：聚4-O-甲基葡萄糖醛酸基木糖。 四、问答题（55分）： 1、纸浆中半纤维素的存在对纸浆的打浆和成纸性能有哪些影响？（15分） （1）由于半纤维素亲水性好,能在打浆过程中促使制浆的润胀,因此能提高打浆的效率。 （2）由于半纤维素形成氢键的能力比较强,但是聚合度较低(DP＜200),纸浆中含一定量 的半纤维素有利于提高纸张的物理强度,但半纤维素含量太高会显著影响纸张的强度。。 （3）半纤维素的存在能提高纸张的紧度。但同时降低纸张的不透明度。 （4）半纤维素吸水性好,易受环境中水分的影响,影响纸页的尺寸稳定性。在纸张印刷过程中影响套色。 2. 对于木材纤维,如何用壁腔比大小来判断原料的优劣？（15分） 答：壁腔比就是细胞壁厚度的二倍与细胞腔直径的比值。纤维细胞壁的绝对厚度与纸张性能无关。影响纸张性能的是纤维细胞壁厚度与细胞腔直径的比值（壁腔比）。一般认为细胞壁薄而细胞腔大的纤维抄成的纸张强度比较大。这是由于壁薄腔大的纤维有柔软性,彼此容易结合得好。而壁厚腔小的纤维比较僵硬,彼此结合差,制成的纸张强度比较低,纸页比较疏松,而吸水性好。对木材纤维原料,壁腔比小于1是好原料；等于1是中等原料；大于1是劣等原料。
大连工业大学810植物纤维化学2016到2017两套考研专业课真题
大连工业大学2016年硕士研究生入学考试自命试题 科目代码：810 科目名称：植物纤维化学共1 页第1 页（所有答案请写在答题纸上，答在试卷上的一律无效） 一、简答题（8个题，共计70分） 1、区分并比较两个概念：纤维素，纤维素纤维。（8 分） 2、何为木素碳水化合物复合体？它的存在对制浆造纸有何不利影响？（10 分） 3、纸张中存在的氢键有哪些种类？氢键对制浆造纸有什么意义？（9分） 4、漂白化学浆的α-纤维素，β-纤维素，γ-纤维素三者在化学成分上有什么区别？什么是工业半纤维素？（8 分） 5、简述Klason木素制备过程，并说明为何其往往用于定量而非定性研究？（9分） 6、何为纤维粗度？说明其与纸张柔软性、表观密度、撕裂指数和抗张指数之间的关系。（8分） 7、制得纸浆纤维表面为何带负电？这种电化学性质对造纸湿部化学有何指导意义？（10分） 8、针叶材和阔叶材主要的聚木糖类半纤维素是什么？经过酸性亚硫酸盐或常规硫酸盐蒸煮以后，这两类半纤维素将发生什么样的变化？（8 分） 二、论述题（5个题，共计80分） 1、以针叶材为例，分别说明细胞壁中的木素浓度（各部分木素占总物量的质量百分比）和质 量分数（各部分木素占木素总量的质量百分比）的分布规律，并通过对比针叶材和阔叶材纤 维细胞形态上的主要差异及木素分布规律论述“为何针叶材中木素含量高于阔叶材，但针叶 材反而被称为软木，而阔叶材被称为硬木呢？（14分） 2、什么是纹孔对？论述其在制浆造纸过程中的作用。（15分） 3、木素结构单元连接键主要分哪两种键型？最重要的连接键是哪两种？论述碱性蒸煮时加入 何种类型助剂能够加速木素的碎解？碎解木素的亲液性是如何获得的？（16分） 4、依次写出烧碱法、硫酸盐法、碱性亚硫酸盐法蒸煮液中主要亲核试剂的种类，比较这些亲核性试剂的亲核性大小，并说明为何硫酸盐法制浆方法多用于针叶材制浆？（18分） 5、写出纤维素大分子的化学结构式，以化学反应式来解释为什么在碱法蒸煮时要避免过分延 长蒸煮时间？（17分）
植物纤维化学考试试卷及答案
北京林业大学2020 学年第一学期考试试卷 课程名称：植物纤维化学A课程所在学院：材料科学与技术学院 考试班级学号姓名成绩 试卷说明： 1.本次考试为闭卷考试。本试卷共计 1 页，共 4 大部分，请勿漏答； 2.考试时间为 120 分钟，请掌握好答题时间； 3.答题之前，请将试卷和答题纸上的考试班级、学号、姓名填写清楚； 4.本试卷第二部分答案写在试卷上，第一、三、四部分答案写在答题纸上； 5.答题完毕，请将试卷和答题纸正面向外对叠交回，不得带出考场； 6.考试中心提示：请你遵守考场纪律，诚信考试、公平竞争！ 一、基本概念解释：每题4分，共计16分 1早材 2 纤维素酶木素 3 α-纤维素4分枝度 二、填空：每空1分，共计16分 1、木材含水率分为和,测定含水率的方法有、 和。 2、交叉场是和交叉的部位，交叉场的纹孔形式有___________、 ___________、_________、___________、___________。 3、木素在紫外光谱下有280nm和nm两个吸收峰，分别是和基 团吸收峰，前者用于微量木素测定，后者用于木素测定。 三、判断题：对打“√”，错打“?”，均要说明原因，每题4分，共计20分 1、树脂道是一种狭长细胞，松科六属都有纵向树脂道............................ ( ) 2、木素的先体是由苯环转化得到的........ ................................... ................( ) 3、纤维素在稀碱溶液中会发生剥皮反应和终止反应.................................( ) 4、木材提取物是脂溶性物质，只用有机溶剂抽提即可除去......................( ) 5、木材细胞壁次生壁S2微纤丝的方向影响木材的力学性质........... ........( ) 四、论述题：每题12分，共计48分 1、比较木材与禾本科植物的化学成分的不同，并说明影响化学成分的因素。 2、在中性亚硫酸盐制浆中木素发生哪些反应？写出反应式？ 3、纤维素的双电层，举例说明其应用？ 4、试述植物纤维中聚戊糖含量测定的标准方法及测定原理和注意事项。
植物纤维第一章习题参考答案.doc
第一章 1.如何将造纸住屋纤维原料进行分类？ 根据原料的形态特征、来源及我国的习惯，可大体上分类如下： 一、木材纤维原料（针叶材原料、阔叶材原料） 二、非木材纤维原料（禾本科纤维原料、韧皮纤维原料、籽毛纤维原料、叶部纤维原料） 三、半木材纤维原料（棉秆） 2、造纸纤维原料中，主要化学组成是什么？写出定义或概念 纤维素：由β、D-葡萄糖基通过1，4-苷键联结而成的线状高分子化合物；纤维素在细胞壁中自外至内，含量逐步增多，次生壁中，S2 S3中，纤维素含量很高 半纤维素：由多种糖基、糖醛酸基所组成的，并且分子中和往往带有支链的复合聚糖的总称；半纤维素的浓度趋势是胞间层及细胞外层较高，次生壁特别是S2层中含量最低 木素：由苯基丙烷结构单元通过醚键、碳-碳键联结而成的芳香族高分子化合物。木素浓度分布CC（胞间角隅）＞CML（复合胞间层）＞S3＞S1＞S2，含量上S2最多 3、比较纤维素和半纤维素的区别。 纤维素与半纤维素共同存在于大多数植物细胞壁中。纤维素全部由葡萄糖单位聚合而成，而半纤维素是一种杂聚多糖，在酸性环境下半纤维素远较纤维素易于水解。半纤维素比纤维素的分子要小，大约含有500到3000个单糖单位，后者大约含有7000到15000个。半纤维素是分支的聚糖，而纤维素是不分支的。半纤维素具有亲水性能，可以造成细胞壁的润胀，赋予纤维弹性。一般木材中，纤维素占40～50%，10～30%的半纤维素 纤维素体现了纸浆纤维的聚合度。生产过程中必须尽量保护，以免造成得浆率下降，半纤维素填充在纤维之间和微细纤维之间的粘合剂，聚合度低， 4.写出综纤维素的定义及四种制备方法、并指出哪种方法比较好？ 定义：又称总纤维素，指造纸植物纤维原料除去抽出物和木素后所留下的部分（即纤维素和半纤维素的总称） 氯化法、亚氯酸钠法、二氧化氯法、过醋酸法 5.如何自综纤维素制备α－纤维素？并指出其化学组成。 17.5%NaOH在20℃下处理总纤维素45min，将其中的非纤维素的碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物即为α—纤维素 6.如何自漂白化学浆制备α－纤维素、β－纤维素、γ－纤维素？并指出各自的化学组成。1 7.5%NaOH在20℃下处理漂白化学浆45min，将其中的非纤维素的碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物即为α—纤维素，用醋酸处理溶解出的部分，中和沉淀的为β－纤维素（高度降解的纤维素及半纤维素），不沉淀部分为γ－纤维素（全为半纤维素） 7.如何制备Cross and Bevan纤维素？ 采用氯气处理湿润的无抽提物试料，使木素转化为氯化木素，然后用亚硫酸及约含2%亚硫酸钠溶液洗涤、以溶出木素。重复以上处理、直至加入亚硫酸钠后仅显淡红色为止。 8.如何制备硝酸乙醇纤维素？ 用20%的硝酸和80%乙醇的混合液，在加热至沸腾的件下处理无抽提的试样，使其中的木素变为硝化木素、溶于乙醇中而被除去，所得残渣既为硝酸乙醇法纤维。 9. 写出有机溶剂抽出物的定义、并指出常用的有机溶剂有哪些？ 有机溶剂抽出物是指植物纤维原料中可溶于中性有机溶剂的那些化合物。常用的有机溶剂：乙醚、苯、丙酮、乙醇、苯-乙醇混合液、石油醚等。 10.写出针叶材、阔叶材和草类原料、各自的有机溶剂抽出物的化学组成及存在的位置？ 针叶材：主要组成：松脂松香：树脂酸（松香酸）、脂肪酸、中性物等。松节油：萜烯类的