第三章半纤维素
天然纤维初加工化学(课后名词解释)
第一章结晶度：纤维素中的结晶区重量对纤维素总重量的百分比水解纤维素：纤维素的水解产物的混合物，组成和纤维素相同。
氧化纤维素：被氧化剂氧化的纤维素，不是单一的物质，由醇羟基受氧化剂作用而产生。
碱纤维素：制备纤维素酯或纤维素醚的中间产物。
由羟基与浓碱作用产生。
r值：纤维素酯化，取代反应中，每100个葡萄糖基环内起反应的羟基数.纤维素的水化：纤维素与浓碱发生作用同时伴有放热现象，但纤维素的体积并无变化。
纤维素的溶胀：纤维素在碱溶液中伴随放热产生最大的溶胀量，且重量可为原重量的200％。
水化度：阳离子在无限多量的水中所结合的水的物质的量。
铜值：100g纤维素使氧化铜还原氧化释放出的铜的kg重量。
碘值：测定1g纤维素消耗0.05ml/L碘溶液ml量蛋白质的等电点pI: 调节溶液PH值，使蛋白质分子上正负离子数目相等，即此时溶液PH 值为pI。
动电电位：固体相对液体运动在扩散双点层的滑移面产生的电位差的大小和符号。
第二章表面张力：作用于气-液界面之间使其表面收缩的力。
表面自由能：一个分子从液体内部移到界面上克服内部分子的吸引力而消耗的功转变为多余的表面分子自由能。
临界胶束浓度CMC：溶液中表面活性剂开始形成胶束的浓度为临界胶束浓度。
亲水亲油平衡值HLB：反映表面活性剂中两端不同基团对表面活性剂亲油性或亲水性的综合影响程度。
阴离子型表面活性剂：溶解于水中时发生电离，与憎水基相连的亲水基是阴离子，其亲水端带负电荷。
阳离子：溶解于水中时发生电离，与憎水基相连的亲水基是阳离子，其亲水端带正电荷。
非离子型表面活性剂：在水溶液中不起电离作用，使用范围仅次于阴离子的表面活性剂。
两性离子表面活性剂：分子结构中同时具有两种性质离子的表面活性剂，也属于两性表面活性剂。
乳化液：一种分散体系，由两种互不相溶的液体组成，通常是油和水。
内相：即分散相，指乳化液中，以小液滴存在的那个相，如油外相：指连续或分散介质，如水在o/w型乳化液中乳化剂：能降低油、水界面的力，使一种液体以极小的液滴的形式均匀、稳定地分布在另一种液体中的表面活性物质。
第3章 植物纤维
轧工疵点少，但无除杂、排短绒装
置，长度整齐度较差，含杂质及短 绒较高。一般多用于长绒棉中。
皮辊棉和锯齿棉的比较
锯齿棉 对纤维作用 纤维整齐度 除杂设备 杂质和短纤维含量 适宜加工 产量 皮辊棉 剧烈，纤维损伤较 缓和，纤维损伤小 大 整齐度较高 长，低、短绒长度 整齐度差 有排杂设备 少 细绒棉 高 无排杂设备 多 长绒棉 低
木棉纤维 白棉纤维 彩棉纤维
(5)吸湿导湿性好:比白棉纤维好。回潮率为1010.73%
纤维重量（g）
5.5 5.4 5.3 5.2 5.1 5 4.9 4.8 4.7 4.6 4.5 4.4 4.3 4.2 4.1 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 16 17 18 19 20
（一）棉纤维的种类(the types of cotton)
1、按品种分： 陆地棉、海岛棉、亚洲棉、非洲棉。
（1）陆地棉
又称细绒棉。因最早在美
洲大陆种植而得名。占世
界棉花总产量的85%以上。
我国陆地棉裁培面积占棉
田总数的98%以上。纤维的
细度、长度中等，一般适
合纺粗于10tex的棉纱。
（2）海岛棉
■国内彩棉研究现状
我国于1994年开始彩棉研发，培育出了棕、绿、黄、红、紫等
彩棉。中国农科院棉花研究所培育的棕絮1号和天彩科技公司开发 的棕色9801，在国际彩棉品种中处领先地位，这两个品种于1998年 用于大田生产和产品开发。目前我国已成为世界上最大的彩棉生产 国。其中新疆彩棉面积占全国总面积97％，天彩科技公司（中国彩 棉（集团）股份有限公司）已成为世界上最大的彩棉公司。现在北 京、四川、甘肃、浙江、河南、海南等10多个省市从事彩棉的研究 和生产。行家预测：随着彩棉业的兴起，全世界将在棉花种植、纺
第三章 纤维素纤维
第一节 纤维素纤维的形态结构
纤维素纤维包括天然纤维素纤维和再生纤维 素纤维
天然纤维素纤维：棉、麻 再生纤维素纤维：
常规：黏胶纤维、铜氨纤维、醋酯纤维 新型：Lyocell纤维 、竹浆纤维 、Modal 纤维
本节主要内容
一、棉纤维的形态结构 二、麻纤维的形态结构
一、棉纤维的形态结构
棉纤维是从棉籽表皮上 细胞突起生长而成的。 每根棉纤维就是一个细 胞。 成熟棉纤维的外形可描 述为：上端尖而封闭， 下端粗而敞口，整根纤 维为细长的扁平带子状， 有螺旋状扭曲，纤维截 面呈腰子形，中间Байду номын сангаас干 瘪的空腔，成熟棉纤维 的形态如图3－1所示。
图3-8天然纤维素单元晶格及其投影
一、X射线研究 射线研究
（二）棉纤维中纤维素的单元晶格
(2) 投影图 图3-8天然纤维素单元晶格及其投影
0.79nm
一、X射线研究 射线研究
（三）纤维的结晶度与取向度
棉纤维的结晶度约为70%，麻纤维约为90%，无张力 丝光棉纤维约为50%，黏胶纤维约为40%。 棉纤维次生胞壁外层的螺旋角在30°～35°，麻纤维 的螺旋角为6°左右。
二、电子显微镜和扫描隧道显微镜(STM )研 电子显微镜和扫描隧道显微镜 研 究
（一）棉纤维的扫描隧道显微镜(STM )图 (STM )
用扫描电镜(SEM)可以直接观察到棉纤维中的原纤组 织（图3－9）。 电子显微镜的分辨率较低，现在可用更为先进的扫描 隧道显微镜(STM )对微晶纤维素的超显微结构进行直 接观察（图3－10和图3－11）。
第二节 纤维素大分子的分子结构
棉、麻和黏胶纤维的基本组成物质都是纤维 素。纤维素是一种多糖物质，其大分子主要 是由很多葡萄糖剩基联结起来的， 分子式可 写成（C6H10O5）n。 纤维素是一个复杂同系物的混合物，棉的聚 合度为2500～10000，麻的聚合度为10000～ 15000，黏胶的聚合度为250～500 。
第3章纺织材料学-植物纤维
第3章纺织材料学-植物纤维第三章植物纤维教学⽬标：1、了解棉纤维的基本知识，熟悉棉纤维的主要性能，了解棉纤维性能与纺纱⼯艺及成纱质量的关系，了解天然彩⾊棉的情况，掌握棉纤维主要性能的测试⽅法和品质评定的⽅法2、了解天然⿇纤维的种类，各种⿇纤维的特征主要性能及其应⽤情况。
3、了解维管束纤维（⽵纤维）的特征主要性能及其应⽤情况。
教学重点与难点：1、教学重点⼏种主要植物纤维的特性及其性能指标。
2、教学难点指标体系及表述。
3、解决⽅法建⽴清晰的概念，对在后⾯章节还会出现的长度、细度、强度等的概念和指标可采⽤螺旋上升的⽅法教学，成熟度要讲透。
主要内容：1．棉纤维的形成，棉纤维的截⾯形态、截⾯结构和纵⾯形态，棉纤维的主要组成物质及其耐酸耐碱性，棉花的种类和我国主要棉区，棉花初加⼯的概念以及锯齿棉，⽪辊棉的特点及原棉检验。
2．⿇纤维截⾯形态和纵⾯形态，主要组成物质及其耐酸耐碱性，长度和细度，吸湿性，强度和伸长率和柔软性。
3．⽵纤维的结构、性能简介。
教学与学习建议：1、教学建议授课形式：讲解与讨论准备四种天然纤维的实物样品和显微镜标样，让学⽣从宏观和微观两⽅⾯观察认识纤维。
2、学习建议通过观察四种天然纤维的实物样品和显微镜标样，从宏观和微观两⽅⾯观察认识纤维；通过记忆和理解，掌握纤维的主要特性；结合实验课学习，掌握主要性质的测试⽅法，熟悉有关国家标准。
教学内容：第⼀节种⼦纤维（棉、⽊棉）⼀、棉花的基本性状棉花原产热带、亚热带，本是⼀种多年⽣⽊本植物，当棉花逐渐地从热带传到温带以⾄北纬 40 ～50 °的地区时，由于⽓候的影响和⼈们长期的选择和培育，形成了今天我们常见的⼀年⽣半⽊本性⼩树，春季播种，当年开花结果，严寒来临，⽣命终⽌，完成⽣育周期。
棉花喜温好光。
棉花⼀⽣中，对温度要求较⾼，⽽且要适宜。
发育期间最适宜的温度为 25 ～30 ℃，低于20 ℃⽣长缓慢，⾼于36 ℃⽣长受抑制或停⽌。
不同⽣育期对温度要求也不同：种⼦发芽需要10 ℃以上的⽓温，⽓温愈⾼这⼀过程愈短；幼苗期形成真叶，要求⽓温达到 15 ～20 ℃，花蕾期⽓温宜在 25 ～30 ℃，低于20 ℃难以形成花蕾，同时⽇夜温差不宜过⼤；成熟期所需⽓温降低，⽇夜温差宜⼤，使⽣长缓和，养分集中于长桃，促进早熟。
纺织物理 第三章 纤维的力学性质
亚麻 苎麻 棉 涤纶 锦纶 锦纶 蚕丝 腈纶 粘胶 醋酯 羊毛 应变 醋酯
以纤维的断裂强力和断裂伸长率的对比关系来分，拉伸曲线可分为三类： 1. 强力高、伸长率很小的拉伸曲线，如棉、麻等天然纤维。 2. 强力不高、伸长率很大的拉伸曲线，如羊毛、醋酯等。 3. 强力与伸长率介于一、二类之间的拉伸曲线，如蚕丝、锦纶、涤纶等。
• 断裂功指标 a． 断裂功W：是指拉伸纤维至断裂时外力所作的功，即负荷-伸长曲线下 的面积，表示材料抵抗外力破坏所具有的能量 。 b．断裂比功：是指拉断单位体积纤维或单位重量纤维所需作的功。实际应 用中，断裂比功用拉断单位线密度，1cm长纤维所需的功（N· cm）表示， 即断裂比功=断裂功/(线密度×夹持长度)，其中断裂比功单位： N/tex； 断裂功单位： N· cm；线密度单位：tex；夹持长度单位：cm
聚乙烯(Polyethylene,PE)结晶度和性能的关系
结晶度% 密度kg· -3 软化点k 断伸率% m 65 75 85 95 0.92 0.94 0.96 0.97 373 383 393 403 500 300 100 20 冲击强度J· -1 抗张强度MPa m 854 427 214 160 137 157 245 392
五、纤维的结构不匀对拉伸性能的影响
• 纺织纤维存在不均匀性，如纤维与纤维之间，以及在同一纤维的 长度方向上，其大分子链排列的聚集态结构和横截面面积的变异 很大，纤维内部的结晶和无定形区的尺寸大小，结晶的完整程度 千差万别。 • 单纤维的断裂强力是由这根纤维的最弱截面处的强力决定的，试 样长度越长，最弱截面（弱环）出现的概率越大，纤维的强力也 越低。 • 1926年皮尔斯提出“弱环定律”：试样长度与断裂强力的理论关 系。
(3)分子链堆砌的紧密程度、结晶度
木材学笔记
木材学笔记：（有整理的一定要会，其他的还要自己结合书和笔记）第一章:木材的宏观构造与识别1、树木生长是高生长（顶端生长、初生长）和直径生长（次生长、侧向生长）的共同作用结果。
树木的生长包括高生长和直径生长。
树木中木质部的绝大部分是由直径生长形成，它是形成层原始细胞分生的结果。
所以木材的形成主要经过三个重要过程：形成层母细胞的分裂形成新（子）细胞；新生细胞和组织充分分化和成熟；成熟细胞的蓄积。
2、形成层原始细胞分为：1）射线原始细胞-分生出木射线和韧皮射线; 2）纺锤形原始细胞-分生出导管、管胞、木纤维等。
3心边材对材性和加工工艺的影响心边材在解剖构造上变化有限，在含水率相同时，心材由于浸渗物质较多，有时比边材材色深、重量略高（5%以上）、心材略硬、重、质脆，由于边材含有适于菌虫生长的养料故而招致腐朽、虫蛀。
心材浸渗物对菌虫有毒，故键全心材较边材耐久。
心材物质沉积在胞腔对气体和液体的渗透有不良影响，防腐改性等影响药液的渗透，心边材颜色的差异是细木工镶嵌工艺的很好材料。
但对胶合板制造因材色不一，会影响板面外观，对造纸纤维工业来说，需增加漂白工艺，否则会影响产品表观质量。
4、早晚材比较（1）构造上①早材在年轮内侧，生长初期形成，颜色浅，晚材则相反。
②早材细胞腔大壁薄，长度略短于晚材，宽度大于晚材。
如：水曲柳、柞木的早材导管的细胞腔肉眼下都能看见。
（2）材性上①早材较松软，密度小，晚材较致密，硬重，密度大。
②早材强度小耐磨性差，晚材强度大耐磨性好。
③早材横向干缩小，晚材横向干缩大。
5、阔叶材管孔的排列及分布：（1）环孔材（2）散孔材（3）半环孔材或半散孔材（4）辐射孔材（5）切线孔材（6）交叉孔材（或称花样孔材）6、阔叶材管孔的组合(1) 单管孔(2) 复管孔(3) 管孔链(4) 管孔团7、环孔材晚材管孔排列：①星散排列：管孔大多单独，分布均匀或比较均匀，呈星散排列如：水曲柳，橡树。
②径、斜列：管孔沿径向或斜向排列，可进一步区分为：a、单径列：管孔单引向排列、光叶黄、野梧桐。
生物质结构化学——第三章 纤维素(1)
(3) 结晶度和可及度的关系：
A = a + ( 100 – a )
A—可及度
—结晶区表面的纤维素分子数
a—结晶度
(4) 测定方法
物理法
结晶度：X-射线衍射法、红外光谱法、密度法
可及度：水解法、重水交换法、甲酰化法
化学法
4、纤维素的细纤维结构
纤维素织态结构模型
结晶区
非结晶区：无定形区
纤维素大分子是一种结晶区和无 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。每一个结晶区称之为 微晶体，也称之为胶束或微胞。
OH
OH
HO HO
α -型
O
OH OH
HO HO
在直立键上
β -型
O
OH OH
在平伏键上
为什么在溶液中达到平衡时，β型占64%，而α型仅占36%?为什么β 型在酸中水解速度比α型小的多??
（8）纤维素二糖是支配纤维素分子构象的基本单 元，它的长度约为100nm，即单位为100nm的小分 子重复聚合而成为大分子。
4.1 纤维素织态结构模型
结晶区
1条分子穿过 若干结晶区 和非结晶区
无定形区
（1）结晶区的特点 ：
纤维素分子链取向良好，密度较大，结晶区纤维素的 密度为1.588g/cm3,分子间的结合力强，故结晶区对强度的 贡献大。
（2）非结晶区的特点：
纤维素分子链取向较差，分子排列秩序性差，分子间
距离较大，密度小，无定形区纤维素密度为1.50g／cm3。且
分子间氢键结合数量少，故无定形区对强度的贡献小。
四、纤维素大分子间的氢键及其影响
1.氢键的形成及其性质
第三章_纤维素及其衍生物
一、概述
纤维素的相对分子量M和聚合度DP
• 相对分子量M和聚合度DP之间的关系为： C6H11O6—(C6H10O5)n-2—C6H11O5 M＝162×n＋18 • DP很大时，上式中18可以忽略不计！ M＝162×n 或 n=M/162
• 聚集态结构：指高分子整体内部结构，包括 晶体结构、非晶体结构、取向态结构以及液 晶结构。即第三层次结构。
链结构
• 近程结构（第一层次结构）：指单个分子内一个或 几个结构单元的化学结构和立体化学结构。 • 远程结构（第二层次结构）：指单个分子的大小和 在空间所存在的各种形状（构象）。
二、纤维素大分子的构象
七大晶系
立方、六方、四方、三方、斜方、 单斜、三斜。
3、晶面和晶面指数（密勒指数——h,k,l）
晶面：
结晶格子内所有的格子点全部集中在相互平行 的等间距的平面上，这些平面叫晶面，晶面间 距为d。
晶面指数（密勒指数——h,k,l）
晶面指数： 表示空间点阵所处平面位置或者说结晶格子中通 过某一原子的平面的名称，通常用Miller指数表示。 密勒指数所表示的平面通常是性质相似的一组平面。
3、粘均分子量
M
1、数均分子量 M n
• 1、数均分子量
Mn
• 纤维素体系的总质量M被分子 N M 分子的总个数 n
i i i i i i i
i
Mn Pn Ni Pi 162 i
2、质量分子量
质量分子量:按质量统计的平均分子量， 也称质均分子量。
1、溶解分级法
•
不同分子量的纤维素其溶解度不同。分子 量小的易溶。在物料中加入纤维素溶剂，低 分子量的组份首先溶出，高分子量的溶解较 迟。改变溶剂的浓度、用量、温度，使纤维 素逐次溶解， 便可按分子量将纤维素分成不 同级分。 常用溶剂有铜氨溶液、铜乙二胺溶液、磷 酸、氢氧化纳等。
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KOH溶解，再用含醋酸的乙醇液沉淀进行提纯。
如需将聚葡萄糖甘露糖分离出来，可按下图进行。
阔叶木半纤维素的分离
白桦综纤维素 KOH
抽出液 聚4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖
不溶性残渣 NaOH+硼酸盐 不溶性残渣 Α-纤维素
抽出液 粗聚葡萄糖甘露糖 81%得率 Ba(OH)2沉淀
溶液 聚木糖 聚葡萄糖甘露糖
③ 单纯碱抽提法
④ 碱性过氧化物抽提法 ⑤ 氢氧化钡选择性分级抽提法 ⑥ 二甲亚砜抽提法 ⑦ 超声辅助抽提法等其他新方法
浓碱溶解硼酸络合分级抽提法
针叶木综纤维素 24%KOH 不溶性残渣
抽出液 乙醇 粗聚木糖 聚半乳糖葡萄糖甘露糖 溶液
不溶性残渣
乙醇沉淀 聚葡萄糖甘露糖 17.5%NaOH+4%H3BO3 5%Ba(OH)2 聚葡萄糖甘露糖－Ba2+络合物 50%HAC 乙醇沉淀 聚葡萄糖甘露糖
注意： 还有一些聚糖类，如果胶质、淀粉、植物胶、种子与树皮中的胶水类物质。 它们也是由几种糖基组成的混合聚糖，由于它们的含量少，一般把它们归 为少量组分中，不划归为半纤维素。
组成半纤维素主要糖单元的结构式
3.2.1 半纤维素的组成
针叶材、阔叶材与草类原料中半纤维素的种类和数量不同。
禾本科植物的半纤维素主要是阿拉伯糖-4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖。
衍生化：将单糖转化为受热后具有挥发性和热稳定性的衍生物。 内标物：肌醇标准品
气相色谱法
② 甲基化分析
目的：用于鉴定主链糖基和支链糖基或糖醛酸基的联接位置。 方法： （1）首先将聚糖全部甲基化 （2）进行甲醇解或酸水解，得到中性糖经水解后用气相色谱分析
其糖组分结构
（3）对酸性糖要先还原、水解后用气相色谱分析 （4）哪个位置上没有甲氧基，就表示该位置为联接的位置
甲酸的测定
电位滴定法
（1）取高碘酸盐反应液10ml，加入无酸乙二醇1ml，摇匀后在室温下放10min （2）通入10min氮气，用0.01mol/L氢氧化钠（无CO2）进行电位滴定，滴定过程继 续通气。
NaOH滴定法
（1）试样的处理同上
（2）用0.01mol/L氢氧化钠或氢氧化钡滴定，用甲基红指示剂
第三章半纤维素
目录：
3.1、半纤维素概述 3.2、半纤维素聚糖类型及结构 3.3、半纤维素的分离纯化 3.4、半纤维素的物理和化学性质 3.5、半纤维素及其衍生物的应用
3.1. 半纤维素的组成与分布 3.1.1 半纤维素的概述
Schulze于1891年提出，表示植物中能够用碱液抽提出来的 聚糖。 Aspinall于1962年提出，“半纤维素是来源于植物的聚糖类， 它们分别含有一至几种糖基，如D-木糖基、D-甘露糖与D-葡 萄糖或D-半乳糖基的主链，其它糖基可成为支链,连接在主 链上。” Timell于1964年指出，“半纤维素是低分子量的聚糖类，它 和纤维素正常的产生在植物组织之中，用碱液可提取出来” “非纤维素的碳水化合物”这个名词，学术上合理，但由于 半纤维素应用已久，仍习惯沿用。
（3）作空白试验，两者差值（酸度差）为甲酸的生成量
碘量法
⑤ Smith降解法
此法是在高碘酸盐氧化法的基础上发展起来的 方法。 原理：
聚糖先经高碘酸盐氧化后，用硼氢化物还原形成多元醇
然后酸水解，其产物视糖基不同而异
用气相色谱测定水解产物的种类和数量，可测定聚糖结构
聚木糖主链的Smith降解反应
质谱法原理：
利用电磁学原理，使分子、原子电离为离子，离子按照质量 与电荷之比（质荷比）不同进行分离。根据物质质量与电荷 之比值以及质谱峰大小（离子流强度）来测定物质的质量和 含量。
3.3. 半纤维素的分离
木质素与半纤维素之间有化学连接，纤维素与半纤维素之间虽然没有化学连
接，但它们之间的结合比较紧密，所以，半纤维素的分离是比较困难和复杂 的。
气相色谱法
GB/T 12033-2008 造纸原料和纸浆中糖类组分的气相色谱的测定
原理：用硫酸把造纸原料或纸浆中的纤维素和半纤维素水解成
单糖，以碳酸铅中和后采用硼氢化钠还原，使之成为糖醇，糖
醇与乙酸酐酯化成衍生物，然后进行气相色谱分析，内标法定 量。
硼氢化钠还原：使一种单糖出现一个峰，适合定量分析。
NaClO脱木素 聚木糖 聚半乳糖葡萄糖甘露糖 24%KOH溶解 Ba(OH)2沉淀
溶液 聚木糖
沉淀 聚半乳糖葡萄糖甘露糖
氢氧化钡选择性分级抽提法
阔叶木半纤维素的分离
阔叶木的半纤维素主要是聚木糖类，只有很少量的聚萄糖甘
露糖，故而可以只抽提聚木糖。用KOH抽提木粉或综纤维 素即可分离。 如经有机溶剂抽提的桦木用10%KOH抽提，抽提所得聚木糖 溶液用含过量醋酸的乙醇液沉淀，所得聚木糖沉淀用5%
目的：为了弄清楚半纤维素的种类和纯度，以及进一步作为 决定化学结构的基础。
方法：酸水解试样，然后用色谱法对所得的单糖进行分离和
定量。 （1）酸性水解
一般分两级进行：第一级用浓硫酸室温水解；第二级用稀酸高
温水解。常用的酸为硫酸和盐酸。 近年来推出用三氟乙酸（TFA），可更适用于各种原料，且水解 后可蒸发除去TFA。 （2）单糖的定性和定量 分离的方法可用纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法和液相色 谱法等。
3.2 半纤维素的组成 组成半纤维素的主要糖单元
（1）己糖基：D-葡萄糖(Glucose)、D-甘露糖(Mannose)、 D-半乳糖(Galactose) （2）戊糖基：D-木糖(Xylose)、L-阿拉伯糖(Arabinose) （3）己糖醛酸基：D-葡萄糖醛酸（Glucuronic acid）、 4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸 （4-O-Methyl-D-Glucuronic acid ） D-半乳糖醛酸（Galacturonic acid） （4）脱氧己糖基：L-鼠李糖(Rhamnose)、L-岩藻糖(Fucose)
3.2.2 半纤维素的分布
半纤维素在纤维细胞壁中的分布情况，对制浆过程木质素的脱
除和纸张性质有一定影响。
3.2 研究半纤维素化学结构的方法
在鉴定半纤维化学结构之前，首先需制得均一性好，变化少
和得率高的试样。 试样还需证实为纯试样。可测定试样的比旋光度、糖基比及 其它特性系数都恒定来确认。 研究内容包括：
半纤维素聚糖由哪些单糖构成？各单糖游离羟基的数目和位置？
单糖的环型结构？单糖间的连接方式？结构中支链的种类？支
链的分布？聚糖分子量及分子量分布等。
研究半纤维素化学结构的主要方法： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 糖基的分析 甲基化分析 部分水解法 高碘酸盐氧化法 Smith降解法 其他研究方法
① 糖基的分析
2ml20%KI，3ml 0.5mol/L硫酸溶液 （2）用0.1mol/L硫代硫酸酸钠滴定生成碘，以淀粉做指示剂
光谱法
（1）将试样溶解在10ml 0.01M高碘酸盐溶液中，在黑暗中保持35℃ （2）用注射器吸取少量溶液，稀释250倍，在223nm测定其吸光度 （3）与高碘酸原液(稀释250倍)和同浓度高碘酸盐作比较 (前者吸光度A为0.6，后者为0.1)。
半纤维素与纤维素之间的化学结构差别 ① 不同的糖单元组成；
② 短得多的分子链；
③ 分子中的支链；
④ 其主链可由一种糖单元构成为均一聚糖；也可由二或更多
种糖单元构成的非均聚糖；
⑤ 有些糖单元常是或有时以支链连接到主链上。
半纤维素不像纤维素那样，仅有葡萄糖基相互以β-1，4联接方式形成直链结 构的均一聚糖的单一型式。而半纤维素既可成均一聚糖也可成非均聚糖，它 还可以由不同的单糖基以不同联接方式连接成结构互不相同的多种结构的各 种聚糖，故半纤维素实际是这样一群共聚物的总称。
（4）其他糖基如在C2或C3上有支链，则不会形成醛基
（5）每个还原性和非还原性末端基氧化时都要消耗两个分子 高碘酸盐，而C2和C3氧化只消耗1分子高碘酸盐。
从上述关系，可以计算还原性末端基的数量和支链的数量。
高碘酸盐的消耗量的测定
亚砷酸盐法 碘量法
（1）取5ml高碘酸盐氧化液放入三角瓶中，迅速加入40ml水，
反应特征：
（1）还原性末端基反应后生成2个甲酸和1个甘油；
（2）非还原性末端基反应后生成1个甲酸，1个乙二醇和1个羟 基乙醛； （3）聚木糖主链中间部分，每个木糖基反应生成1个甘油和1个 羟基乙醛。羟基乙醛最后也能还原为乙二醇；
（4）聚木糖主链中间与支链联接于C2或 C3的木糖基不发生反
应，产物为D-木糖。 因此，当Smith降解法得到大量的丙三醇及少量未氧化的D-木
白桦聚木糖完全甲基化，然后在不使任何形式醛式糖醛 酸裂开的条件下甲醇解，所得配糖化物被定量分离成中性
部分和酸性部分。
中性部分
1,4联接
酸性部分
葡糖糖醛酸的C1上无甲氧基，是与木糖基联接的位置；木糖 基的C1、 C2和C4上无甲氧基， C1和C4 是主链木糖基联接的位
2，3，4-三-甲氧基-D 葡萄糖
不溶残渣 聚葡萄糖甘露糖 56%得率
3.4.1 半纤维素的物理性质
一、溶解度 1、分离出来的半纤维素溶解度高于天然状态半纤维素 2、针叶木的聚阿拉伯糖基葡萄糖醛酸木糖易溶于水
3、阔叶木聚葡萄糖醛酸木糖的溶解度小于针叶木 4、阔叶木中含较多聚葡萄糖醛酸木糖的半纤维素易被碱抽提 5、阔叶木和针叶木中的聚葡萄糖甘露糖即使在强碱中也难溶 二、分支度 三、相对分子质量
成一CHO基，并生成甲酸。根据高碘酸盐的消耗量和产生的甲
酸量，可以测定聚糖还原性末端基和支链的数量。
高碘酸盐对聚糖的氧化作因糖基的情况而异：
（1）聚糖上的还原末端基形成两个醛基，并生成两分子甲酸
（2）对非还原末端基形成两个醛基，但只生成一分子甲酸
（3）其他糖基如在C2或C3为单-O-甲基醛式糖醛酸