植物纤维化学第一章思考题作业
1.如何将造纸纤维原料进行分类
木材纤维原料: 1 针叶材，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，叶子多呈宽阔状，材质较坚硬，如杨木、桉木、桦木、相思木等。
非木材纤维原料：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
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.植物纤维原料的主要成分和次要成分是什么
主要：木质素，纤维素，半纤维素
次要：有机物（有机溶剂抽出物），无机物
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4.什么是综纤维素，a-纤维素，B-纤维素，r-纤维素和工业半纤维素
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）a-纤维素：用%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。B-纤维素：漂白化学浆经上述处理后所得到的溶解部分，用醋酸中和后沉淀出来的部分r-纤维素：不沉淀的部分工业半纤维素：r-纤维素和B-纤维素之和。
4.木素的基本结构单元是什么在针叶材、阔叶材以及禾本科植物细胞壁中，木素的含量和结构单元种类有何差异
木素是由苯基丙烷结构单元通过醚键和碳-碳键连接构成的具有三度空间结构的天然高分子化合物。根据—OCH3数量的差别，大致有三种类型，即：愈创木基丙烷、紫丁香基本丙烷和对羟基丙烷。针叶木木素：14%--16%主要是愈疮木基丙烷结构单元阔叶材木素：19%—23%主要是紫丁香基丙烷和愈疮木基丙烷结构单元禾本科木素：14%—15%主要是紫丁香基丙烷和愈疮木基丙烷结构单元还有对羟基丙烷
5.植物纤维细胞壁的结构有何特点
由胞间层，初生壁，次生壁三部分构成。
6.写出植物纤维的定义。
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植物纤维是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织。它的细胞细长，两端尖锐，具有较厚的次生壁，壁上常有单纹孔，成熟时一般没有活的原生质体。植物纤维在植物体中主要起机械支持作用。
7.试述死亡细胞壁的构造。
胞间层M 、初生壁P 、次生壁S ：外层S1 中层S2内层S3
8.叙述木材的粗视结构。
1.木材解剖的三个切面：径切面，纵切面，弦切面
2.树心
3.树皮
4.形成层
5.木质部
6.年轮、
生长轮7.春材、秋材8.边材、心材9.环孔材、散孔材
9纹孔是怎样形成的有何生理功能有哪几种类型
次生壁形成时，有的初生纹孔场所在的位置不形成次生壁，在细胞壁上，只有中层和初生壁隔开，而无次生壁的较薄区域称为纹孔。
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生理功能：1、在植物生长过程传输水分，营养，光合作用产物。2、蒸煮液通过纹孔渗透到细胞内部使其与木素进行反应，利于药液渗透，使原料得到均匀蒸煮。
种类：单纹孔和具缘纹孔。针叶木纤维细胞都是具缘纹孔。阔叶木都是单纹孔，只有少量是具缘纹孔
10.如何将木材植物细胞进行分类
纤维细胞、导管细胞、木射线、木薄壁组织等细胞。
11.叙述针叶材的生物结构，并指出其含有集中细胞及其含量
针叶材中的细胞最主要是管胞，并有少量的木射线，一般不含导管
（1）管胞：针叶木的最主要细胞，形似纺锤状；占针叶木细胞总数的90%-95%，具有输导水分和支撑树木的双重作用。（2）木薄壁组织：针叶材中的射线细胞，含量少，壁薄腔大，长度小，胞腔内含树脂；在木质部称为木射线，在韧皮部称为韧皮射线；一般为单列，且无异型射线，通过纹孔与其他细胞相通，是细胞间横向流通的通道，具有储存营养的作用（3）树脂道：是部分针叶木独有的特征，是由若干个分泌细胞所围成形的一种胞间道。它不是一个细胞也不是组织而是细胞间隙，中间充满树脂，故称为树脂道。分为轴向树脂道和径向树脂道，两者互相沟通，形成树脂道网。
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12.叙述阔叶材的生物结构，并指出其含有集中细胞及其含量
(1) 木纤维：阔叶木的纤维细胞，是阔叶木的主要细胞和支持组织。大部分阔叶材的纤维细胞含量为60～80%。纤维细胞含量明显低于针叶木纤维细胞含量，造纸价值不如针叶木。（2）管胞：阔叶材中的管胞短而少，形态与针叶木中的管胞相似。（3）导管：由一串具穿孔的管状细胞所构成，是阔叶木中的水分输导组织。约占阔叶材总体积的20%；可分为五种类型：环纹导管、螺旋状导管、梯形导管、网纹导管、纹孔导管；导管的大小和分布影响制浆过程中药液的浸透。（4）薄壁细胞：轴向薄壁组织：纺锤状薄壁组织细胞、木薄壁组织束；含量分布变化较大：从小于1％至24％不等（5）木射线细胞：分只有径向排列的同型木射线细胞；既有直立的又有横卧的异型木射线细胞
13.叙述草类原料的生物结构，并指出其含有集中细胞及其含量
①纤维细胞是禾本科植物纤维原料的最主要细胞，禾秆的支持组织。两端尖削，腔小。纤维含量低，40～70％②薄壁细胞，壁薄腔大，形状多样，长度较短，含量高达46％。又称为基本组织③表皮细胞长细胞和短细胞④导管和筛管，导管细胞含量高，直径大⑤石细胞，细胞壁极度增厚，细胞腔极小，常木质化、栓质化或角质化。主要存在于竹子中。
14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
棉花纤维以及棉短绒中，纤维素以外的杂质含量最低，因而具有制浆、漂白工艺最简单，造纸价值最高等特点。针叶材、阔叶材和禾本科三类原料相比，针叶材的木素含量最高，阔
叶材次之，禾本科原料（除竹子外）木素含量最低。禾本科原料较易蒸煮、漂白，生产工艺条件需温和些；针叶材原料较难蒸煮、漂白，工艺条件需强烈些；阔叶材原料制浆、漂白难易程度则介于两者之间。三类原料的半纤维素含量（及组成）明显不同，半纤维素含量高的原料，碱法浆得率高，纸浆易吸水润涨，成纸具有紧度高、透明度高等特点。木材原料的有机溶剂抽出物含量高，既赋予原料特有的颜色、特殊用途及经济价值；也将对制浆生产及工艺操作，废液回收，纸浆漂白剂白度稳定性方面造成影响。并且，阔叶材原料所造成问题会更突出一些。禾本科原料的灰分含量明显比木材原料的高；且其主要成分是二氧化硅，对草浆洗涤、漂白液回收等方面造成影响。碱法制浆时，增加碱回收的“硅干扰”；酸法制浆时，会引起纸的纸病。韧皮纤维原料中果胶质含量较高，由于果胶质与金属离子的特殊关系，韧皮纤维原料中的灰分含量也较高。
15解释下列名词概念并写出其数学表达式及意义：长宽比、壁腔比、纤维数量平均长、纤维质量平均长、纤维长度分布频率。
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长宽比：纤维长度与纤维宽度的比值
壁腔比：细胞壁厚度与细胞腔直径的比值。
纤维数量平均长：纤维长度综合除以所测纤维总根数所得等到的算术平均值
纤维质量平均长：各长度级分的平均纤维长度与相应级分质量乘积的总和，被所测纤维质量之和除以
纤维长度分布频率：
16纤维形态学指标与纸张性能之间的关系是什么
纤维形态是指纤维的长度、宽度、长宽比、壁厚、壁腔比和纤维的粗度等。长宽比大的纤维，成纸时单位面积中纤维之间相互交织的次数多，纤维分布细密，成纸强度高
纤维的壁腔比小，即纤维的柔软性好，成纸时纤维的接触面积增加，故结合力强，成纸的强度高；反之，壁腔比大的纤维则僵硬，成纸时纤维的接触面积减少，结合力小，成纸的强度差。粗度大（>30dg）的纤维原料，成纸松厚度高，但裂断长、耐破度、撕裂度、耐折度等强度指标较低，纸页粗糙，平滑度也较低。反之，粗度小（<10dg）的纤维成纸细腻，平滑度好。
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17简述木材纤维细胞的超结构。
包括木材纤维细胞壁的超结构，非木材纤维细胞壁的超结构，其他细胞的超结构
18叙述草类原料纤维细胞的超结构与针叶材管胞超结构的异同。
相同点：细胞次生壁都具有多层结构
不同点：小部分纤维的次生壁结构不符合S1 S2 S3 模式，维系纤维的取向不同，禾本科植物中P层 S1层的厚度占细胞壁的厚度比例远远大于木材纤维中相应层次的比例