第二节造纸植物纤维化学成分与纸张耐久性
植物纤维课堂笔记重点
第一章原料1 第一节植物界的基本类群一、植物的分类原则自然界植物的分类单位：界、门、纲、目、科、属、种种：具有相似性态特征，表现出一定的生物学特征有一定的生存条件，能够产生遗传特性相似的后代，在自然界有一定的分布区域的无数个体的总和。
它是植物分类学中最基本的单位。
2 "我们以马尾松为例说明植物..." 我们以马尾松为例说明植物的分类原则：1、各分类之间的联系是：亲缘关系相近的种归为同属，亲缘关系相近的属归为同科……，依此类推，最后都归属植物界。
2、各分类单位还可以分为更细的单位：比如，可分为亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、变种等。
马尾松-油松组-双维管束松亚属-松属-松亚科-松科-松杉目-松柏纲-裸子植物亚门-种子植物门-植物界3 二、植物的拉丁学名、组成及含义原因：植物的名称因语言不同而异、因不同地区而异，出现了同种异名或同名异种等现象。
由来：瑞典植物学家林奈（Carl von Linne）首创，经国际植物学会确认－－“双名法”双名法：以两个词来指给物命名的，第一个词是植物的属名，第二个词是“种名”。
完整的命明还须附上命名者的姓名缩写。
即“属名+种名+命名者的姓名”。
举例说明：柠檬桉－－Eucalyptus citriodora Hook.马尾松－－Pinus massioniana Lamb.云杉－－Picea asperata Mast.火炬松－－Pinus taeda Linn.4 三、现代植物的基本类群及其与制浆造纸的关系说明：1、自然界植物物种纷繁复杂，但可用于造纸的植物物种却只有少数种子植物。
2、裸子植物是国际造纸工业的最主要用木材原料。
造纸工作者致力于开发新的速生原料，主要是阔叶木，如桉木、意大利黑杨、三倍体毛白杨以及中林46号杨等。
3、我国裸子植物种类中多－－共11科41属238种47变种。
造纸用植物纤维原料分类简图种子植物——1）裸子植物-松柏纲（松科、杉科）2）被子植物-1单子叶植物（禾本科）、2双子叶植物（木本植物(阔叶木)）5 四、造纸植物纤维原料的分类及其代表性植物一）、木材纤维原料针叶木（软木）：云杉、冷杉、铁杉、落叶松、红松、马尾松……。
植物纤维原料的化学成分及生物结构
细胞壁的化学组成与结构特征
化学组成
植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中纤 维素含量最高，木质素和半纤维素含量因植物种类而异。
结构特征
细胞壁具有层次结构，从外到内依次为胞间层、次生壁和初 生壁。胞间层主要由果胶和少量蛋白质组成，次生壁主要由 纤维素、半纤维素和木质素组成，初生壁主要由蛋白质、脂 类和碳水化合物组成。
04
植物纤维原料的物理性质与化学 性质
物理性质
密度
吸湿性
植物纤维原料的密度通常较低，具有轻质 的特点，这使得植物纤维原料在纺织、造 纸等领域具有广泛的应用。
植物纤维原料具有较强的吸湿性，能够吸 收大量水分，这与其多孔性和表面积较大 的结构有关。
弹性与可塑性
导热性与绝缘性
植物纤维原料具有一定的弹性和可塑性， 能够在加工过程中适应不同的形状和尺寸 要求。
分类
根据来源和性质，植物纤维原料可分 为天然纤维素纤维和再生纤维素纤维 。
பைடு நூலகம்
植物纤维原料的应用领域
纺织业
造纸业
生物医学
食品包装
用于制作衣物、床单、 毛巾等纺织品。
用于制造纸张、纸板等。
用于制造医疗用品，如 绷带、手术缝合线等。
用于制造食品包装材料。
植物纤维原料的重要性
可再生资源
植物纤维原料是可再生资源， 来源广泛，可持续利用。
THANKS
感谢观看
细胞壁的超微结构与功能
超微结构
细胞壁具有复杂的超微结构，包括微纤维、微孔和微纤丝等。这些结构在细胞 壁中形成交错的网状结构，赋予细胞壁强度和韧性。
功能
细胞壁作为植物细胞的支撑结构，具有保护细胞免受机械损伤、维持细胞形态、 参与物质运输和信号转导等功能。同时，细胞壁还参与植物的生长、发育和生 理过程。
《印刷材料及适性(第二版)》每章小结及复习题解答(修订版)
《印刷材料及适性(第二版)》每章小结及复习题解答第一篇承印材料第一章印刷纸的组成承印材料：是可以承载油墨或粘附性色料，呈现图文的所有物质的总称。
纸张的组成：基本组成——植物纤维辅助材料——填料、胶料、色料等纸张的定义：纸张是纤维间通过氢键互相缔和的随机取向的层次网络。
形成网络的条件：①纤维间不加任何粘和剂能相互粘接②纤维能形成随机取向的层次网络注：在自然界中，能满足这一条件的只有纤维素纤维(cellulose fiber)，而纤维素纤维广泛存在于各种植物中。
一、造纸植物纤维原料的种类木材纤维原料针叶木（软木）和阔叶木（硬木）非木材纤维原料籽毛纤维——如棉纤维韧皮纤维——亚麻、黄麻、大麻、檀皮等草类纤维——稻草、芦苇、玉米秆等废纸--再生纤维二、植物纤维原料的化学组成第一类：碳水化合物——主要组份是纤维素和半纤维素，占原料化学组份的50%以上。
第二类：苯酚类物质——主要组分是木素，占原料化学组分的10%-35%。
第三类：萜稀类——主要组分是松节油，松香酸。
其它组分——脂肪酸、醇类、蛋白质、无机物等植物纤维中的主要组份在纤维原料的化学组分中，纤维素、半纤维素、木素为主要组分，也是成品纸张的主要组分。
1. 纤维素(cellulose)线性高分子&每个基本单元上都有三个醇羟基。
（这些醇羟基对纸张的性质有决定性的作用）2. 半纤维素(semi cellulose)单位重量中含有的羟基个数比纤维素更多，吸水、润涨能力更强。
有利于水化、细纤维化，能提高纸张的柔软性和强度。
半纤维素含量高的纸张，形稳性较差。
3. 木素(lignin)空间网状结构的大分子。
化学结构极不稳定，易发生氧化。
不吸水，不润涨，对纸张的强度没有贡献。
含量高反而会阻碍纤维素分子间交织。
使纸张耐久性差，易变黄，变脆。
所以制浆过程中要一定程度上除去木素。
辅助材料为改善纸张性能而加入的各种助剂包括填料、胶料、色料。
一、胶料1. 施胶的目的：使纸张在一定程度上获得抗拒流体浸润的能力。
植物纤维化学
杨
木
27
Tianjin University of Science & Technology
白杨
Chapter 1
The Composition and Structure of Wood
28
Tianjin University of Science & Technology
桉树
Chapter 1
杨
Chapter 1
木
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杨
Chapter 1
木
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The Composition and Structure of Wood
Tianjin University of Science & Technology
Linne) 所倡用的
“双名法”作为统 一的植物命名法。
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
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第一个词是属名，相当于“姓”，词性：名词；
第二个词是种加词，相当于“名”，词性：形容词； 学名后面加上最早给这个植物命名的作者名的缩写； 学名是用拉丁文来命名的，如采用其他文字语言时也必 须用拉丁字母拼音，即所谓的拉丁化。
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第一节 植物界的基本类群 一、植物的分类原则 分类学的主要等级为：界(Kingdom)、门(Division)、
病案信息技术基础知识考试重点梳理(中级)
病案信息技术基础知识考试重点梳理（最新最全）第一章病案管理学概论第一节病案管理的有关定义1、病案与病历的区别在于前者是指完成或暂时完成的医疗活动的医疗记录，后者是指尚在医疗过程中的医疗记录。
2、记录患者健康状况的记录可以是文字形式，也可以是图表、图像、录音等其他形式。
3、病案的载体可以是纸张、缩微胶片、磁盘、硬盘、光盘或其他设备。
4、病案的称谓已不再是仅指医疗记录，而是指更为广义的健康记录。
发达国家在20世纪90年代开始使用这一名称。
5、一份合格的病案能准确回答谁为什么在什么地方怎么样了，同时保证记录的完整性、及时性和准确性一份好的病案，除具有完整性、及时性和准确性外，记录内容能够确定患者身份，支持医生的诊断，评判医疗的合理性一份高质量的病案则应当包含对病情的分析，甚至当前国内外对该疾病的认识，对该疾病检查及医疗的措施等6、狭义的病案管理是指对病案的物理性质的管理，即对病案资料的回收、整理、装订、编号、归档和提供等工作程序广义的病案管理是指卫生信息管理，指不仅是对病案物理性质的管理，而且对病案记录的内容进行深加工，提炼出信息：建立索引系统、分类加工、分析统计、资料质量监控、提供高质量卫生信息服务。
7、病案管理学概念：研究病案发生、发展、信息转化、信息系统运行规律，是一个实用性的边缘学科。
涉及学科：除病案管理、疾病分类、手术分类等自身专业外，还涉及基础医学、临床医学、流行病学、心理学、组织管理学、统计学、计算机技术、相关专业和国家政策及法律法规等。
研究对象：病案管理、病案部门组织、专业技术、方法和标准。
第二节病案信息的作用1、病案具有的信息作用主要是那些能直接供医疗服务的资料。
病案管理作用通常需要通过对病案资料的统计加工才能发挥作用。
2、病案的医疗作用主要是备忘。
病案对临床研究与临床流行病学研究具有备考作用。
同样，在医疗统计中也是备考作用，教学，病案作为教学的优点在于它的实践性。
医院管理，管理者感兴趣的管理信息：门诊量增减、住院病种变化、住院天数变化、医疗付费多少、医疗质量高低等。
植物纤维原料的化学组成..
原料总质量的80％～95％
1、在细胞壁中，微细纤维、 半纤维素和木素以不连续的 层状结构绕细胞腔排列着 2、三种主要成分在细胞壁中 不是均匀分布的 3、微细纤维是细胞壁的骨架 物质
4、木素和半纤维素是细胞壁 中的填充物质，是微细纤维 的“填充剂”和“粘合剂”。 木材纤维次生壁中微细纤维－半纤维
素－木素之间的微细结构关系
-纤维素、-纤维素、-纤维素、工业纤维素
不溶解部分 -纤维素（纤维素和抗碱的 半纤维素）
17.5%NaOH （24%KOH）
沉淀部分 -纤维素
（高度降解的纤维 素和半纤维素） 工业半 纤维素 不沉淀部分 -纤维素 （半纤维素）
漂白化学浆 或综纤维素
20℃处理45min
醋酸中和 溶解部分
（含0.1-0.3%木素， 纤维素发生水解降解 半纤维素亦有溶出） 大部分半纤维素水解
b.制备纤维素时，制备方法、制备条件不同，半纤维 素、木素溶出程度不同，纤维素降解程度不同。因而 会得到各种“纤维素”，因此在表明分离得到的纤维 素时除了给出量值外还必须给出分离方法。
与制浆造纸的关系
1. 原料的纤维素含量高低，是评价原料的 制浆造纸价值的基本依据。
3）灰分
（1）定义
植物纤维原料都含有一定量的矿物质。纤维原料燃 烧和灰化后剩下的物质。
（2）木材与草类原料的灰分含量与组成有很 大差别
原料 针叶木 阔叶木
<1(0.1~1.0%) CaO,K2O和Na2O
含量
组成
存在 树皮 叶部
草类
>2%(2~5%)* * 稻草（10~15%)
SiO2
说明： a、大多数木材原料灰分为0.3－0.5％，禾本科原料 的灰分多数在2－5％；
造纸材料及造纸工艺
（1）施胶 目的是使纸产品得到抗水性能和阻
止液体向其渗透。经施胶的纸产品不 易被水及溶液体渗透。
一般施胶方法分为两种类型, 一种 是内部施胶也称内施胶, 另一种是表面 施胶又称纸面施胶。
根据纸产品用途按需又可分为重施 胶、轻施胶、不施胶三类。
（2）内部施胶用料 松香胶料、合成胶料、其他胶料
4
5 粒径(μm)
包装印刷纸的类别及特性
（%）白度 70 65
② 对白度的的影响: 能增强纸张的白度
TiO2锐钛矿 合成Al(OH)3
涂料白浆 填料白土
60
0
5
10
15 填料量（%）
包装印刷纸的类别及特性
③ 对强度的影响: 填料的加入减少了纤维间的结合，所以加填会使纸张 强度显著下降。其中抗张强度、耐折度和耐破度下降较大，撕裂度下降 较小。
100
裂 90 断 长 80 度
%
70
①
60
②
0
5
10
15 20
填料量%
包装印刷纸的类别及特性
6.0
撕
裂 指
5.0
数
4.0
3.0
0
5 10 15 20
填料量%
2.1
2.0
挺 度
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
包装印刷纸的类别及特性
① 桦木硫酸盐浆
② 云杉亚硫酸盐浆
10
20
填料量%
包装印刷纸的类别及特性
一般抄纸分为两大类: 湿法和干法。湿法是以水为介质， 干法是以空气为介质，目前绝大多数用湿法生产纸张。
流浆箱
压榨部 网案部
干燥部
第二章 纸质档案记录材料的耐久性
（三）染料
凡与染色对象有一定亲和力，可通过适当 的方法上染固着，并有一定色牢度的色素 称为染料。
二、字迹色素成分与纸张的结合方式 字迹色素成分与纸张的结合方式是指字迹色素成分 在纸张上的转移固定形式。字迹色素成分与纸张结 合方式可以分为三类： （一）结膜和吸收方式 色素成分与纸张结合方式是结膜和吸收的字迹有墨、 墨汁、油墨、印泥等。 （二）吸收方式 色素成分与纸张结合方式是吸收的字迹有墨水、圆 珠笔、复写纸、印台油、科技蓝图线条等。 （三）粘附方式 色素成分以粘附方式与纸张结合的字迹是铅笔。
（二）科技蓝图重氮盐线条 因重氮盐具有感光快、显影迅速、颜色鲜艳、分辨 率高、工艺简单、成本低等优点，已逐渐取代了铁 盐。目前我国科技部门主要用重氮盐进行晒图。 1．感光层的成分 （1）重氮盐。 （2）偶联剂。 （3）稳定剂。 （4）防氧化剂。 （5）补色剂。 （6）支持体预涂剂 （7）其他添加剂
（三）激光打印字迹 激光打印机是电子照相技术与激光扫描技术相 结合的产物。与针式打印机和喷墨打印机相比，激 光打印机有着分辨率高、速度快、无噪音等优点， 适用于印刷高质量的文字、图像、表格等。
1．色素成分 黑色油墨的色素成分是碳黑，彩色油墨的色素成分 是颜料或染料。其作用是为了显色。 2．热塑性树脂 热塑性树脂具有复杂的结构，能溶于一些有机溶剂。 一般要求能使承印品的墨膜具有很好的光泽、附着 牢固和硬度，并使油墨有适当的流变性和抗水性。 3．石蜡 石蜡的作用是为了降低热塑性树脂的软化温度，并 在干燥后的墨膜表面形成光滑的蜡膜，提高其耐磨 擦性、光泽度和抗水性。 4．电荷控制剂 其作用是使油墨带有正电荷或负电荷。
八、科技蓝图线条 （一）科技蓝图铁盐线条 1．铁盐线条形成原理 高价铁盐经曝光后形成低价铁盐；低价铁盐与赤血 盐（铁氰化钾）反应生成滕氏蓝；高价铁盐与黄血 盐（亚铁氰化钾）反应生成普鲁士蓝；高价铁盐与 鞣酸反应生成鞣酸铁。 2．铁盐线条形成过程 （1）蓝底白线条。 （2）白底蓝线条。 （3）白底黑线条。
植物纤维化学试题及答案
植物纤维化学试题及答案植物纤维化学是研究植物纤维的化学组成、结构和性质的科学。
植物纤维在造纸、纺织、复合材料等领域有着广泛的应用。
本试题旨在考察学生对植物纤维化学基础知识的掌握情况。
1. 植物纤维的主要成分是什么？植物纤维主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。
纤维素是植物纤维的主要组成部分，约占纤维干重的40%-50%。
半纤维素是一类多糖，其含量约为20%-30%。
木质素是一种复杂的高分子化合物，含量约为15%-30%。
2. 纤维素的结构特点是什么？纤维素是一种线性高分子化合物，由葡萄糖单元通过β-1,4-糖苷键连接而成。
纤维素分子链呈螺旋状排列，形成微纤维结构。
纤维素分子链之间通过氢键相互作用，形成纤维素纤维。
3. 半纤维素的分类有哪些？半纤维素主要分为三类：木聚糖、甘露聚糖和阿拉伯聚糖。
木聚糖是由木糖和葡萄糖组成的多糖，甘露聚糖是由甘露糖和葡萄糖组成的多糖，阿拉伯聚糖是由阿拉伯糖和葡萄糖组成的多糖。
4. 木质素的化学结构特点是什么？木质素是一种复杂的高分子化合物，由酚丙烷单元通过自由基偶联反应形成。
木质素分子链之间通过共价键和非共价键相互作用，形成三维网络结构。
木质素的化学结构复杂，难以完全解析。
5. 植物纤维的化学处理方法有哪些？植物纤维的化学处理方法主要包括酸处理、碱处理、氧化处理和还原处理。
酸处理可以去除半纤维素，提高纤维素的含量；碱处理可以去除木质素，提高纤维素的纯度；氧化处理可以破坏木质素的结构，提高纤维的可塑性；还原处理可以破坏纤维素分子链之间的氢键，提高纤维的可纺性。
6. 植物纤维的物理处理方法有哪些？植物纤维的物理处理方法主要包括机械处理、热处理和化学机械处理。
机械处理可以通过研磨、压榨等方法破坏植物纤维的结构，提高纤维的可加工性；热处理可以通过加热、蒸汽等方法改变植物纤维的结构，提高纤维的可塑性；化学机械处理是将化学处理和机械处理相结合，提高植物纤维的处理效果。
7. 植物纤维的改性方法有哪些？植物纤维的改性方法主要包括化学改性和物理改性。
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第二节造纸植物纤维化学成分与纸张耐久性
一、纤维素(cellulose)
〔一〕纤维素的结构
纤维素是由假定干个ß-葡萄糖(ß-glucose)脱水聚合构成的直链高分子化合物，前一个ß-葡萄糖上C1的〔－OH〕和后一个ß-葡萄糖C4上的〔—OH〕脱去一个H2O，以氧桥即甙键〔—O—〕相连。
纤维素分子式〔C6H10O5〕n,其中C6H10O5为葡萄糖基(glucosyl)，n为聚合度，n表示纤维素长度。
n越大，链越长，甙键越多，纸张纤维耐久性越好。
1.纤维素的构成
两个化学反响：植物体内光协作用(photosysthesis)生成葡萄糖〔单糖化合物〕，ß-葡萄糖脱水聚合(polymerization)生成纤维素〔同种单糖聚合而成的均一多糖化合物〕。
6CO2 +6H2O 光C6H12O6+6O2
nC6H12O6脱水聚合(C6H10O5)n + nH2O
2.纤维素的结构特点与纸张耐久性
〔1〕纤维素的直链结构有利于纸张耐久性
直链分子之间容易接近，分子间作用力〔范德华力〕大，耐久性好。
（2）纤维素分子之间能构成氢键(hydrogen bond)，有利于纸张的耐久性
氢键的构成，纤维素分子间不可胜数个氢氧基接近到2.6nm的距离内时，一个纤维素分子链上〔－OH〕中的H原子与另一个纤维素分子链上〔－OH〕的O原子相互吸引构成
氢键。
靠静电引力相结合〔OH······O〕。
氢键以虚线表示。
分子链越长，氢键结合越多，键能总和越大对纸张强度贡献越大。
结晶区(crystal lattice)的构成：由于氢键的作用，假定干个纤维素分子陈列划一有序，相互靠的很近，构成的结晶形状称为结晶区。
结晶区内有害物质和水分难以侵入，纤维素分子不易发生有害反响，提高纸张耐久性。
结晶区〔动摇区〕非结晶区〔不动摇区〕
〔二〕纤维素的性质
1.溶解性(solubility)
常温下不溶于水和普通无机溶剂，溶解功用动摇。
2.纤维素水解(hydrolysis)
纤维素水解反响概念：纤维素分子在一定条件下与水发作加水分解反响，ß-葡萄糖1.4甙键(C1—O)断裂，水分子参与，生成比原来纤维素分子链短的一群物质，即水解纤维素(hydrocellulose)的进程。
影响纤维素水解的要素有：水分〔空气湿度或纸张含水量〕、酸的催化才干与种类、微生物分泌的胞外酶、温度、纤维的种类
纤维素水解反响的危害：分子聚合度下降，分子间范得华力和氢键作用力减小，纸张机械强度下降，耐久性受损。
3.纤维素氧化(oxidation)
纤维素氧化反响概念：纤维素分子在一定条件下分子上的—OH被氧化剂氧化生成含—CHO、—CO、—COOH等，生成与原来纤维素结构不同的氧化纤维素(oxycellulose)的进程。
影响纤维素氧化的要素有：氧化剂的种类与数量、光、水分〔空气湿度或纸张含水量〕、温度
纤维素氧化反响的危害：氧化纤维素是一群泛黄、易脆物质的总称，随着—OH氧化ß-葡萄糖1.4甙键(C1—O)容易断裂，惹起氧化降解，聚合度下降。
葡萄糖基进一步氧化生成乙醛酸、甘油酸、草酸等小分子物质，纸张耐久性受损。
4.纤维素的光解
光降解(photolysis) 光氧化降解(photo-oxilysis) 光敏降解(photo-sensilysis)
二、半纤维素(hemicellulose)
〔一〕半纤维素的结构
半纤维素是由木糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖等非均一单糖脱水聚合构成的高分子化合物。
聚合度较纤维素小，有支链。
分子间除了有C1和C4的—OH脱水外，还有C1和C6的—OH脱水构成的甙键相连。
〔二〕半纤维素的性质
与纤维素相比，容易发作水解、氧化和光解反响。
难以发生氢键和结晶区，从而容易溶于碱溶液。
容易吸水收缩，出现粘滑性。
半纤维素的动摇性要比纤维素差。
〔三〕半纤维素的作用
吸水润胀性便于打浆，易使纤维解离；过量的半纤维素可以提高纸张强度。
三、木素(lignin)
（一）木素的结构
木素是由十多个或二十多个苯基丙烷为结构单元相互衔接而成的三维空间平面网状高分子化合物，下面有许多生动基团，如—OH、—CH3O、—CHO、—COOH、—C=C—等。
（二）木素的性质
1.溶解性：不溶于水，常温下不溶于稀碱、稀酸溶液，高温下能与一定浓度的酸和碱作用而溶解，如碱木素、磺化木素均溶于水，化学纸浆去除木素以此为原理。
2.氧化性：功用团化学性质不动摇，反响才干强，容易构成氧化木素，氧化后苯环结构遭到破坏，生成少量低分子化合物，纸张发黄、发脆、易碎。
思索题：
1.为什么造纸原料中纤维素含量越高纸张耐久性越好？
2.为什么造纸原料中木质素含量越高纸张耐久性越差？
3.纤维素和半纤维素在分子结构和理化性质上有什么区别？怎样应用一定比例的半纤维
素造纸？
4.纤维素水解和水解纤维素，纤维素氧化和氧化纤维素这两对名词有什么不同概念？
5.纤维素水解反响的实质、条件和危害是什么？
6.纤维素氧化反响的实质、条件和危害是什么？
7.档案库内如何控制纤维素发作有害化学反响？
名词解释和基本概念：
光协作用纤维素分子结构纤维素分子聚合度β葡萄糖1，4甙键纤维素大分子结晶区和非结晶区氢键的构成纤维素水解反响和水解纤维素纤维素氧化反响和氧化纤维素纤维素水解反响催化剂半纤维素分子结构木质素分子结构木质素氧化反响和氧化木质素纤维素分子的酸降解、酶降解、光降解、光氧化降解。