植物纖維期末復習

1、潤脹度：纖維素纖維潤脹時，直徑增大的百分率，即：潤脹后直徑增值/原纖維直徑第一章思考題1如何將造紙植物纖維原料進行分類？根據(jù)原料的形態(tài)特征、來源及我國的習慣，可大體上分類如下：一、 木材纖維原料（針葉材原料、闊葉材原料）二、 非木材纖維原料（禾本科纖維原料、韌皮纖維原料、籽毛纖維原料、葉部纖維原料）三、 半木材纖維原料（棉稈）2造紙植物纖維原料中、主要化學組成是什么？寫出定義或概念。主要化學組成是木素和碳水化合物（carbohydrates):纖維素和半纖維素纖維素是由D吡喃式葡萄糖基通過1，4-苷鍵聯(lián)結而成的均一的線狀高分子化合物。半纖維素是由兩種或兩種以上單糖基（葡萄糖基、木糖基、甘露糖基

2、、半乳糖基、阿拉伯糖基等）組成的非均一聚糖，并且分子中往往帶有數(shù)量不等的支鏈。木素是由苯基丙烷結構單元(即C6-C3單元)通過醚鍵、碳-碳鍵連接而成的具有三維空間結構的芳香族高分子化合物*3比較纖維素與半纖維素的異同。纖維素與半纖維素共同存在于大多數(shù)植物細胞壁中。纖維素全部由葡萄糖單位聚合而成，而半纖維素是一種雜聚多糖，常含有木糖，甘露糖，半乳糖，鼠李糖，阿拉伯糖等單糖單位。在酸性環(huán)境下半纖維素遠較纖維素易于水解。半纖維素比纖維素的分子要小，大約含有500到3000個單糖單位，后者大約含有7000到15000個。半纖維素是分支的聚糖，而纖維素是不分支的。半纖維素具有親水性能，可以造成細胞壁的潤

3、脹，賦予纖維彈性。一般木材中，纖維素占4050%，還有1030%的半纖維素和2030%的木質(zhì)素。4寫出綜纖維素的定義及四種制備方法、并指出哪種方法比較好？P7（1）定義 又稱總纖維素，指造紙植物纖維原料除去抽出物和木素后所留下的部分（即纖維素和半纖維素的總稱）。（2）制備方法(P7)氯化法、亞氯酸鈉法、二氧化氯法、過醋酸法以上方法得到的綜纖維素都含有少量的木素，而且制備過程中往往使得少量碳水化合物被溶出。5如何自綜纖維素制備-纖維素？并指出其化學組成。P8(1)用17.5%NaOH或（24%KOH）溶液在20下處理綜纖維素或漂白化學漿45min，將其中的非纖維素碳水化合物大部分溶出，留下的纖維

4、素及抗堿的非纖維素碳水化合物，分別稱為綜纖維素的-纖維素或化學漿的-纖維素。 (2)-纖維素包括纖維素和抗堿的半纖維素6如何自漂白化學漿制備-纖維素、-纖維素、-纖維素？并指出各自的化學組成。（1） -纖維素 用17.5%NaOH或（24%KOH）溶液在20下處理綜纖維素或漂白化學漿45min，將其中的非纖維素碳水化合物大部分溶出，留下的纖維素及抗堿的非纖維素碳水化合物，分別稱為綜纖維素的-纖維素或化學漿的-纖維素。 （用英文翻譯） 包括纖維素和抗堿的半纖維素（2） -纖維素和-纖維素 用漂白化學木漿制備-纖維素時，處理中所得到溶解部分，用醋酸中和沉淀出來的那部分為-纖維素，不沉淀部分為-纖維

5、素。 -纖維素包括高度降解的纖維素和半纖維素，-纖維素全為半纖維素。7如何制備Cross and Bevan纖維素？P8采用氯氣處理濕潤的無抽提物試料，使木素轉化為氯化木素，然后用亞硫酸及約含2%亞硫酸鈉溶液洗滌、以溶出木素。重復以上處理、直至加入亞硫酸鈉后僅顯淡紅色為止。半纖維素的溶出較多，殘留少量木素。 8如何制備硝酸乙醇纖維素？P8用20%的硝酸和80%乙醇的混合液，在加熱至沸騰的條件下處理無抽提物的試樣，使其中的木素變?yōu)橄趸舅?、溶于乙醇中而被除去，所得殘渣既為硝酸乙醇法纖維素。此法結果最差，部分纖維素和大部分半纖維素被降解，含量更低。9寫出有機溶劑抽出物的定義、并指出常用的有機溶劑有

6、哪些？P9有機溶劑抽出物：用中性有機溶劑抽提植物纖維原料，溶解在溶劑中的有機物。 常用的有機溶劑：水、稀堿、苯、乙醇、苯醇混合液、乙醚、丙酮、石油醚10寫出針葉材、闊葉材和草類原料、各自的有機溶劑抽出物的化學組成及存在的位置？針葉材：主要組成：松脂 松香：樹脂酸（松香酸）、脂肪酸、中性物等。 松節(jié)油：萜烯類的混合物 -蒎烯（生物制藥的重要成分）、- 蒎烯等。存在位置：樹脂道和射線薄壁細胞中。闊葉才：組成：游離的及酯化的脂肪酸，中性物；不含或只含少量松香酸。 存在位置：木射線薄壁細胞與薄壁細胞中。禾本科：主要成分：蠟質(zhì)，伴以少量的高級脂肪酸、高級醇等。存在位置：禾本科表皮層的外表面11寫出果膠質(zhì)

7、的分子結構式、并說明果膠質(zhì)存在于哪些植物中？P20Ø 主要存在于胞間層（M）和初生壁(P)Ø 果膠質(zhì)含量：Ø 針葉木及草類的果膠質(zhì)含量很少（闊葉木>針葉木和草類）。Ø 麻、棉桿皮、桑皮、檀皮含果膠質(zhì)較多。所以韌皮纖維原料制漿中所要解決的主要矛盾（脫膠）與木材和草類不同（脫木素）。 12寫出植物纖維的定義。植物纖維（plantfibre）是廣泛分布在種子植物中的一種厚壁組織。它的細胞細長，兩端尖銳，具有較厚的次生壁，壁上常有單紋孔，成熟時一般沒有活的原生質(zhì)體。植物纖維在植物體中主要起機械支持作用。*14敘述木材的粗視結構。P221、木材解剖的三個切面

8、2、樹心3、樹皮4、形成層5、木質(zhì)部6、年輪、生長輪7、春材、秋材8、邊材、心材9、環(huán)孔材、散孔材15植物細胞壁上紋孔的功能及種類？P6364單紋孔和具緣紋孔 半具緣紋孔作用 在活立木中是相鄰細胞間水分和養(yǎng)料的通道。制漿造紙過程中藥液滲透的主要通道。在木材工業(yè)中木材的干燥、防腐和阻燃浸注、化學反應、提取物浸出都與紋孔的滲透性有關。17敘述針葉材的生物結構、并指出其含有哪幾種細胞及含量百分比？P17生物結構看書本上的圖P17針葉材中的細胞最主要是管胞，并有少量的木射線，一般不含導管（1）管胞：針葉木的最主要細胞，形似紡錘狀；占針葉木細胞總數(shù)的90%-95%，具有輸導水分和支撐樹木的雙重作用。（2

9、）木薄壁組織：針葉材中的射線細胞，含量少，壁薄腔大，長度小，呈長方形，徑向排列，胞腔內(nèi)含樹脂；在木質(zhì)部稱為木射線，在韌皮部稱為韌皮射線；一般為單列，且無異型射線，通過紋孔與其他細胞相通，是細胞間橫向流通的通道，具有儲存營養(yǎng)的作用、（3）樹脂道：是部分針葉木獨有的特征，是由若干個分泌細胞所圍成形的一種胞間道。它不是一個細胞也不是組織而是細胞間隙，中間充滿樹脂，故稱為樹脂道。分為軸向樹脂道和徑向樹脂道，兩者互相溝通，形成樹脂道網(wǎng)。18敘述闊葉材的生物結構、并指出其含有哪幾種細胞及含量百分比？P18(1) 木纖維：闊葉木的纖維細胞，是闊葉木的主要細胞和支持組織。大部分闊葉材的纖維細胞含量為6080%

10、。纖維細胞含量明顯低于針葉木纖維細胞含量，造紙價值不如針葉木。般不用于單獨抄造高強度紙張。（2）管胞：闊葉材中的管胞短而少，形態(tài)與針葉木中的管胞相似，紋孔為具緣紋孔，紋孔緣明顯，紋孔直徑大于或等于導管細胞側壁上的紋孔直徑。（3）導管：由一串具穿孔的管狀細胞所構成，是闊葉木中的水分輸導組織。約占闊葉材總體積的20%；以導管的細胞壁的增厚情況不同，可分為五種類型：環(huán)紋導管、螺旋狀導管、梯形導管、網(wǎng)紋導管、紋孔導管；導管的大小和分布影響制漿過程中藥液的浸透。（4）薄壁細胞：軸向薄壁組織：紡錘狀薄壁組織細胞、木薄壁組織束；含量分布變化較大：從小于1至24不等（5）木射線細胞：同型木射線：只有徑向排列的

11、木射線細胞；異型木射線：既有直立的又有橫臥的細胞19敘述草類原料的生物結構、并指出其含有哪幾種細胞及含量百分比？P33 纖維細胞i 是禾本科植物纖維原料的最主要細胞，禾稈的支持組織。i 形態(tài)：兩端尖削，腔小。纖維長度1.01.5mm(一般<2mm)，寬一般1020µm。i 纖維含量低，4070 薄壁細胞（Parenchyma） 壁薄腔大，形狀多樣（桿狀、長方形、正方形、球形、枕頭形等），長度較短 含量高，草類達46。又稱為基本組織（禾本科原料的一大缺點） 表皮細胞 長細胞和短細胞（硅細胞、栓質(zhì)細胞） 導管和篩管Ü 導管細胞含量高，直徑大 石細胞細胞壁極度增厚，細胞腔極

12、小，常木質(zhì)化、栓質(zhì)化或角質(zhì)化。非纖維狀，尺寸小，洗滌過程易隨水流失。主要存在于竹子中20從細胞形態(tài)的角度分析、哪種植物纖維原料為造紙的優(yōu)質(zhì)原料？植物體內(nèi)管狀或長紡錘狀的細胞，在造紙技術上稱做纖維。 植物纖維形態(tài) 針葉木：含有管胞、射線細胞和射線管胞等，管胞占木材容積90以上，長1.55.6mm，寬3075µm，是造紙的優(yōu)質(zhì)纖維；闊葉木：木纖維長0.71.7mm，寬2040µm，占木材容積的2535，其中以韌型木纖維最多。禾本科植物：含有的纖維細胞約占細胞總量的5060,纖維一般長11.5mm,寬1020µm，禾本科植物及闊葉木所制紙漿，因其纖維較短和所含非纖維狀細

13、胞較高，質(zhì)量不如針葉木。*21解釋下列名詞概念并寫出數(shù)學表達式：長寬比、壁腔比、纖維數(shù)量平均長、纖維重量平均長、纖維長度分布頻率。P44P48長寬比：纖維長度與纖維寬度的比值壁腔比：細胞壁厚度與細胞腔直徑的比值。柔軟性！ Runkel曾經(jīng)指出：Ø 壁腔比<1 很好原料Ø 壁腔比=1 好原料Ø 壁腔比>1 劣等原料*22敘述這些纖維形態(tài)學指標與紙張性能之間的關系。P43（1）長寬比：長寬比大，成紙時單位面積中纖維之間相互交織的次數(shù)多，纖維分布細密，成紙強度高；反之成紙強度低（2）壁腔比：壁腔比小的纖維，成紙時纖維間的接觸面積較大，結合力強，成紙強度高；反

14、之，纖維僵硬，纖維間接觸面積小，結合力小。對耐破度影響最為顯著。壁腔比<1 很好原料、 壁腔比=1 好原料、 壁腔比>1 劣等原料；值得注意的是，纖維的壁腔比并非越小越好。壁腔比太小的纖維，其本身的強度太差，成紙的強度仍不高。雖然其柔軟性好，成紙緊度高，但成紙強度不高。（3）纖維粗度：纖維粗度大，成紙粗糙，平滑度低，強度下降，但松厚度增加；纖維粗度小，成紙的平滑度好，紙的裂斷長、耐破度、撕裂度和耐折度增加，但松厚度下降*23簡述針葉材管胞的超結構。圖參照課本P23、P181微細結構（ultrastructure） ：原料中超越普通光學顯微鏡的分辨能力的細節(jié)。 植物細胞的微細結構包括

15、:纖維、導管、薄壁細胞等的微細結構。 *24.敘述草類原料纖維細胞的超結構與針葉材管胞超結構的異同？相同點：細胞次生壁都具有多層結構不同點：小部分纖維的次生壁結構不符合S1 S2 S3 模式，維系纖維的取向不同，禾本科植物中P層 S1層的厚度占細胞壁的厚度比例遠遠大于木材纖維中相應層次的比例第二章思考題1針葉材細胞壁中木素是如何分布的？闊葉材細胞壁中木素是如何分布？并與針葉材比較木素濃度最高的部位是復合胞間層，次生壁濃度最低，但由于次生壁比復合胞間層厚得多，針葉木木素總量的70%以上位于次生壁，和針葉木相似，闊葉木也是胞間層木素濃度最高，次生壁濃度較低，全部木素的80%位于次生壁。木材細胞壁中

16、的木素并不是均勻分布分散在整個細胞壁中的，而是和半纖維素一起成切向同心薄層和纖維素間隔地存在著。3在分化的細胞壁中木素是如何沉積的？a木素化過程在S2形成之前就已在細胞角隅和復合胞間層開始，接著木素快速地沉積。 b而次生壁木素化作用是一個漸進過程，只有在胞間層木素濃度大約達到其最大值一半時才開始。 c在次生壁中，S1層最先木素化，隨后是S2層，最后S3層。4木素的分離方法分為幾大類？各自的缺點是什么？P78a木素作為殘渣而分離  缺點：這種方法分離的木素其結構已發(fā)生了變化。 b木素被溶解而分離  缺點：這種方法往往不能得到木素量的全部。5如何制備Klas

17、on木素、并說出此法的缺點及主要應用范圍？P81木粉首先用苯-醇混合液抽提6hr，以除去木粉中的有機溶劑抽提物，然后將木粉在72%H2SO4、溫度1820條件下水解，這時試樣中聚糖的聚合度下降，2hr后聚合度下降至10左右。再加水使H2SO4的濃度稀釋至3%，在稀酸條件下繼續(xù)水解，使聚糖水解成單糖溶于溶液中，余下的殘渣即為Klason木素。 缺點：a由酸水解聚糖時，木素的結構發(fā)生了很大的變化，主要是縮合反應該方法由于在制備過程中發(fā)生了縮合反應，不適用于結構研究，廣泛應用于定量分析6為什么用Klason木素測定方法、測定草及闊葉材木素時，必須同時測定酸溶木素？ 實際上有少量木素溶于酸液酸溶木素。

18、 酸溶木素的含量： 針葉材<1% 闊葉材35% 禾草類原料>1% 總木素 = 酸不溶木素 + 酸溶木素*7為什么Brauns“天然木素”不能代表原本木素？P78原本木素（protolignin）：以天然狀態(tài)存在于植物體中的木素。 布勞斯（Brauns）天然木素得率比較低，只是純天然木素的低分子量部分，通常含有木聚糖和聚酚類物質(zhì)8如何制備磨木木素（MWL）？并說出其主要應用范圍？貝克曼（Björkman）木素（MWL） 又稱磨木木素（Milled Wood Lignin），其制備方法： 將充分干燥的脫脂木粉在振動式球磨中，在干燥狀態(tài)下磨碎48h或者更長（一周），然后利用含少

19、量水的二氧己環(huán)(9:1)進行抽提，抽提液經(jīng)濃縮，得到粗磨木木素。將此粗磨木木素溶于90%的醋酸中，再注入水中沉淀，經(jīng)干燥而制得MWL。為了進一步精制，將其溶解于1,2-二氯乙烷和乙醇(2:1)的混合液中，再注入乙醚中進行沉淀，之后洗滌、干燥。 這種木素主要用于研究木素的結構。*9通過木素的KMnO4氧化分解得出什么結論？P87可以知道構成木素的芳香核，系由對-羥基苯基，愈創(chuàng)木酚基，紫丁香基構成，進一步從分解產(chǎn)物的分析研究，也可以了解芳香核單位間結合的形式10通過木素的堿性硝基苯氧化得出什么結論？P88u 分解產(chǎn)物中含有大量的香草醛，體現(xiàn)了木素的芳香性。u 產(chǎn)物中還含有紫丁香醛（酸）、5-甲?；?/p>

20、香草醛（酸）以及對羥基苯甲醛，證明了木素是由 愈瘡木基、紫丁香基和對羥基苯基三種結構單元構成。u 不同原料的木素其硝基苯氧化產(chǎn)物不同，每種氧化產(chǎn)物的含量也不一樣。11通過木素的乙醇解得出什么結論？P90o 木素乙醇解的產(chǎn)物為一系列的希伯特酮的多種酮類化合物。o 針葉材主要產(chǎn)物有五種，都有愈瘡木基，說明針葉材木素的單體是愈瘡木基丙烷單元。 o 闊葉材木素乙醇解產(chǎn)物有十種，比針葉材增加五種紫丁香基型產(chǎn)物，說明闊葉材木素是由愈瘡木基丙烷和紫丁香基丙烷單元構成。 o 草類木素乙醇解產(chǎn)物有十五種，除上述十種外，還有五種對-羥基苯基結構的產(chǎn)物，說明草類木素是由愈瘡木基丙烷、紫丁香基丙烷和對-羥基苯丙烷單元

21、構成。 12如何應用紫外光譜和紅外光譜對木素進行研究？P98木素的紫外吸收光譜（Ultraviolet spectrao 根據(jù)：木素的芳香族化合物對紫外光具有特性吸收。而其他合成聚合物（包括碳水化合物）和多種溶劑在紫外光區(qū)沒有特性吸收。o 廣泛用作木素的定性研究o 典型的針葉木木素：n 205nm和280nm處有2個強吸收峰n 230nm和330到340nm有較弱的吸收n 在260nm處的吸收最弱木素及其模型物的紅外吸收光譜(IR)o 根據(jù)紅外吸收光譜，可以研究木素的結構及變化，確定木素中存在的各種功能基及各種化學鍵。因為各種功能基和化學鍵在紅外光譜中的特定頻率都已經(jīng)知道（參考標準圖譜）。o

22、木素的定性研究，操作簡便，樣品不需要溶解在任何溶劑中，且需要的樣品量很少 o 用紅外光譜能很容易地比較不同方法分離的木素 13木素結構單元間的聯(lián)接方式有哪幾種？并說明其比例及化學穩(wěn)定性？ o 醚鍵（ether bonds）聯(lián)接和碳-碳鍵聯(lián)接o 碳碳鍵30%40%； 醚鍵6070：酚醚鍵（烷基芳基醚鍵、二芳基醚鍵）、甲基芳基醚鍵(木素結構單元內(nèi)）、二烷基醚鍵。o 縮合型（condensed type）和非縮合型（uncondensed type）聯(lián)接縮合連接屬于碳-碳鍵聯(lián)接，而不是單獨的一類聯(lián)接?？s合聯(lián)接：-O-4連接（最重要的木素分子結構單元）、 -5連接、-1連接、 5-5連接、4-O-5連

23、接、-連接、-6連接和-2連接、其他連接方式碳-碳鍵、二芳醚鍵比較穩(wěn)定，-芳基醚、-芳基醚及-烷基醚有較大的活性，易發(fā)生化學反應而斷裂。14寫出木素碳水化合物（LCC）的聯(lián)接鍵型及聯(lián)結點糖基？P116必考o 木素-碳水化合物之間的聯(lián)接鍵型（1）-醚鍵結合I 葡萄糖基第6個碳原子上的羥基與木素結構單 元側鏈碳原子之間構成的-醚鍵結合。對酸敏感。（2）苯基糖苷鍵II 木素結構單元上的酚羥基與碳水化合物的苷羥基之間形成的鍵。對酸敏感。（3）縮醛鍵III 木素結構單元側鏈上-碳原子上的醛基與碳水化合物的游離 羥基之間形成的聯(lián)接。對酸穩(wěn)定，結合牢固（4）酯鍵IV 葡萄糖醛酸的羧基與木素結構單元側鏈上的羥

24、基之間的結合。 對堿敏感（5）由自由基結合而成的-C-O-或-C-C-結合（V）也是一種 醚鍵結合，對水解的抵抗性更強。小結：I，II，III三種結合形式存在的可能性較大。一些實驗結果說明：半乳糖、阿拉伯糖和木糖單元是作為木素與半纖維素之間的聯(lián)結點糖基15敘述木素的結構單元在酸、堿介質(zhì)中基本變化規(guī)律？P120堿性介質(zhì)中 酚型結構單元（） 酚羥基極易離子化以酚陰離子的形式（）存在，誘導效應，使得對位側鏈上的-碳原子上的醚鍵極易斷裂，形成亞甲基醌結構（）。 Ø 非酚型的木素結構單元不能形成亞甲基醌結構酸性介質(zhì)中具有苯甲基醚結構的酚型和非酚型結構單元（I） 在酸性條件下變成鹽形式的醚基團（

25、），然后-醚鍵斷裂，形成正碳離子（） Ø 正碳離子亦呈4種形式存在。 16燒堿法制漿中、木素大分子中哪幾種化學鍵斷裂？4種醚鍵斷裂：通過木素大分子中酚型 -芳基醚鍵的斷裂，酚型-烷基醚鍵的斷裂，非酚型結構基團在-原子上連有OH基時的-芳基醚鍵的斷裂和苯環(huán)上芳基甲基醚鍵的斷裂，導致新的酚羥基的生成 *17硫酸法制漿中、木素大分子中哪幾種化學鍵斷裂？酚型結構基團的-芳基醚鍵的斷裂 甲基芳基醚鍵的斷裂*18酸性亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽法制漿中、木素大分子中哪幾種化學鍵斷裂？P132酸性亞硫酸鹽：1.酚型或非酚型結構單元-醚鍵的反應； 2.蒸煮中的縮合反應； 3.甲基芳基醚鍵穩(wěn)定； 4.-醚鍵結

26、構在酸性亞硫酸鹽蒸煮條件下是穩(wěn)定的*19中性和堿性亞硫酸鹽法制漿中、木素大分子中哪幾種化學鍵斷裂？中性亞硫酸鹽：1酚型-芳基醚、-烷基醚的反應； 2酚型-芳基醚的反應； 3木素中的羰基和雙鍵的反應； 4甲基芳基醚的反應。*20敘述木素大分子在氯化過程中的反應。P1351苯環(huán)上氯的親電取代反應； 2木素結構單元側鏈的親電取代反應； 3醚鍵的氧化裂解； 4木素脂肪族側鏈碎解產(chǎn)物的再氧化； 5側鏈共軛或非共軛雙鍵的氯的加成反應*21敘述木素大分子在堿處理過程中的反應。P121P131 Na+  +     OH 

27、;- ®NaOH  木素中的多種醚鍵受親核試劑OH-離子的作用而斷開，并使木素大分子降解。   木素酚型結構的-芳基醚鍵、-烷基醚鍵斷裂，形成亞甲基醌中間物； 非酚型結構如在-碳原子上連有-OH基的-芳基醚鍵也可以斷裂，形成環(huán)氧化合物的中間物；酚型結構的-芳基醚鍵僅有極少部斷裂； 苯環(huán)上甲基芳基醚鍵斷裂; 木素碎片的縮合反應。22敘述木素大分子在次氯酸鹽漂白過程中的反應。P139次氯酸鹽漂白時主要是氧化作用； 也有氯化反應（親電和親核反應）； 但次氯酸鹽與次氯酸發(fā)生分解反應時也會產(chǎn)生游離基，從而發(fā)生游離基反應。*23敘述木素大分子在氧堿漂白過程

28、中的反應。P142P148氧為一種比較緩和的有選擇的氧化劑。在堿溶液中可產(chǎn)生HOO和HO，同時攻擊木素。 氧首先吸引木素酚陰離子的電子，而生成苯氧游離基。Kratzl等人認為：苯氧游離基與氧或HOO反應，導致側鏈與甲氧基脫除及芳香環(huán)開環(huán)。24敘述木素大分子在H2O2漂白過程中的反應。P142§ 木素與過氧化氫的反應，過氧化氫主要消耗在醌型結構的氧化、木素酚型結構的苯環(huán)及含有羰基和具有、烯醛結構的側鏈的氧化上；§ 結果使得側鏈斷開并導致芳香環(huán)氧化破裂，形成一系列的二元羧酸和芳香酸；§ 同時，苯核上還發(fā)生脫甲基反應。分解反應：   H2O

29、2  =  H+ +   HOO - 副分解反應：  2 H2O2   2H2O +  O225.敘述木素顏色反應的機理與呈色反應的應用 機理：木素中含有羰基或含有羰基及其共軛結構這樣的生色基團存在 木素化學反應過程直接產(chǎn)生生色基團（木素和氯的反應，生成黃紅色的中間產(chǎn)物鄰苯醌） 應用：鑒別制漿方法和脫木素程度   鑒別纖維種類 第三章思考題1、纖維素大分子的概念及其結構特點。 -D-吡喃

30、型葡萄糖基通過1-4苷鍵連接而成的線型高分子化合物。b 2、纖維素纖維的聚集態(tài)及其特點 聚集態(tài)結構（超分子結構）：纖維素大分子之間的排列情況。  結晶結構  取向結構  原纖結構 根據(jù)X-射線研究，纖維素大分子的聚集體為兩相結構。 5、纖維素纖維的吸濕和解吸的概念，及其吸濕和解吸等溫曲線存在滯后現(xiàn)象的原因。 干的纖維素置于大氣中能從空氣中吸收水分到一定的水分含量。當纖維素自大氣中吸收水分或水蒸汽時，稱為吸附；當大氣中降低了蒸汽分壓，自纖維素放出水或蒸汽時稱為解吸。 原因：吸附時先要破壞無定形區(qū)的氫鍵才能吸水，分子內(nèi)有一定的應力抵抗這種破壞，氫鍵不可能全部打開；而解

31、吸時，潤濕了的纖維脫水收縮，無定形區(qū)纖維素分子間的氫鍵重新形成，但由于同樣受內(nèi)部阻力的抵抗，已被吸附的水不容易揮發(fā)，即纖維素與水分子之間的氫鍵不能全部可逆地被打開，故吸著的水較多。 7、描敘纖維素纖維在非水體系中溶解的機理 在EDA相互作用中，纖維素-OH基的氧原子和氫原子參與了作用，氧原子作為一種-電子對給予體，氫原子作為一種-電子對接受體； 在溶劑體系的“活性劑”中存在給予體和接受體中心，兩個中心均在適合于-OH基的氧原子和氫原子相互作用的空間位置上； 在一定最優(yōu)距離范圍內(nèi)存在著EDA相互作用力，改作用力與電子給予體和接受體中心的空間位置和極性有機液的作用有關，它引起-OH基電荷分離達到最

32、佳位置，從而使纖維素鏈復合體溶解。 1纖維素生物合成的母體是什么？碳水化合物的母體糖核苷酸，形成細胞壁的聚糖。2敘述高分子化合物多分散性的基本概念。 纖維素是不同聚合度的分子混合物，因此纖維素的分子量是不均一的，這種分子量的不均一性，稱作多分散性。 3寫出數(shù)均分子量、重均分子量、黏均分子量的數(shù)學表達式及Mn、Mw和M之間的關系。數(shù)均分子量：定義：纖維素體系的總質(zhì)量被分子的總個數(shù)所平均。通常用滲透壓、蒸汽壓方法測定 Mn = niMi /ni=NiMi（即數(shù)均分子量等于數(shù)量分數(shù)Ni與分子量Mi乘積總和）質(zhì)均分子量 定義：按質(zhì)量統(tǒng)計的平均分子量。通常由光散射法測定 Mw mi Mi/ mi=WiM

33、i粘均分子量 定義：用溶液粘度法測得的平均分子量 KM 4敘述黏度的基本概念并寫出幾種高分子溶液的黏度的定義。P169 粘度是液體流動時的內(nèi)摩擦力。內(nèi)摩擦力較大，流動較慢，粘度較大；反之，粘度較小，流動較快。a、相對粘度r 表示在同溫度下溶液的粘度()與純?nèi)軇┱扯?0)之比。隨溶液濃度b、增比粘度sp 表示相對于純?nèi)軇﹣碇v，溶液粘度增加的分數(shù)。c、比濃粘度spc 表示增比粘度與濃度之比。d、特性粘度 表示溶液無限稀釋，即溶液濃度趨于零時，比濃粘度值。與濃度無關。C 05寫出Staudinger黏度方程并加以說明。Standinger方程對線狀分子sp = KmcgmM = KmcP cgm 溶

34、液的濃度，以纖維素葡萄糖基環(huán)mol/L計算。即cgm =c/162；c溶液的濃度（g/L）；M、P 分別表示線狀高分子的分子量和聚合度；Km比例常數(shù)，隨溶質(zhì)、溶液體系變化。6寫出Mark黏度方程并加以說明。 考慮到纖維素大分子在溶液中并非完全線性，為消除Standinger公式誤差，提出Mark修正公式：K給定高分子化合物在給定溶劑中的常數(shù) 大分子溶液中的形狀系數(shù)，0.7-1.00特性粘度的值可用作圖方法得出或由經(jīng)驗公式計算得出，求出之后，可按公式 計算出相對分子量。7分級的基本概念、基本原理及分類？P171按不同聚合度（或分子量）將多分散性的纖維素試樣分成若干級分的纖維素試樣稱之為分級。常用

35、的分級方法：沉淀分級法、溶解分級法（利用溶解度與M 的依賴關系進行分級）和凝膠穿透色譜法（GPC）（利用大分子顆粒大小不同進行分級）8有幾種方法表示纖維素分子量的多分散性？P173纖維素分子量的多分散性的表示方法有表格表示、圖解表示和分布函數(shù)表示，其中最重要的是圖解法；表示分子量或聚合度分布的分布曲線有3種：即積分重量分布曲線、微分數(shù)量分布曲線、微分重量分布曲線9、敘述Meyer-Misch提出的纖維素的結晶結構，并指出J.Blackwell（Honjo-Watebe）提出的纖維素與Meyer-Misch提出的纖維素有何不同？ 纖維素是由平行分子鏈有規(guī)則排列組成的，在結構中所有鏈具有相同的方向

36、（例如鏈都是“向上”的）。鏈分子薄片平行于ac平面。所有-CH2OH側鏈為tg構象。中心鏈在高度上與角上的分子鏈彼此相差半個萄糖基單位。10寫出天然纖維素的D-吡喃式葡萄糖基和伯羥基的構象。P175纖維素的D-吡喃式葡萄糖基的構象為椅式構象，-D-吡喃式葡萄糖環(huán)中的主要取代基均處于平伏鍵位置，而氫原子是向上或向下的直立鍵。這種模式的構象可命名為：4C1構象。14寫出結晶度和到達度的基本概念。P179結晶度（Crystallinity）：指纖維素構成的結晶區(qū)占纖維素整體的百分數(shù)，反映纖維素聚集時形成結晶的程度。纖維素的可及度(accessibility)：利用某些能進入纖維素物料的無定形區(qū)而不能

37、進入結晶區(qū)的化學試劑，測定這些試劑可以到達并起反應的部分占全體的百分率稱為纖維素物料的可及度可及度A和結晶度的關系： A=（1）式中：纖維素物料的結晶度 結晶區(qū)表面部分的纖維素分數(shù) A纖維素物料的可及度16解釋纖維素纖維的滯后現(xiàn)象P184滯后現(xiàn)象：同一種纖維素，在同一溫度和同一相對濕度下，吸濕時的吸著水量低于解吸時的吸著水量的現(xiàn)象。解釋如下：吸附時先要破壞無定形區(qū)的氫鍵才能吸水，分子內(nèi)有一定的應力抵抗這種破壞，氫鍵不可能全部打開；而解吸時，先失去多層水，然后失去氫鍵結合水。纖維素與水分子之間的氫鍵不能全部可逆地被打開，故吸著的水較多，產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。17結合水、游離水的概念？P184結合水：進入

38、了纖維素無定形區(qū)與纖維素的羥基形成氫鍵結合的水；游離水：纖維素物料吸濕達到飽和點后，水分子繼續(xù)進入纖維的細胞腔和各孔隙中，形成的多層吸附水或毛細管水。18潤脹的基本概念？P185潤脹：固體吸收潤脹劑后，其體積變大但不失其表觀均勻性，分子間的內(nèi)聚力減小，固體變軟的現(xiàn)象。纖維素纖維的潤脹分為：有限潤脹和無限潤脹19論述纖維素纖維表面的電化學性質(zhì)。P189（一）擴散雙電層理論由于纖維素表面上糖醛酸基及極性羥基的存在，使得纖維在水中其表面帶負電。 纖維在水中吸引外圍的正電子，越靠近纖維表面正電子濃度越小，直至為零。吸附層a、b層、 擴散層d層、吸附層與擴散層組成擴散雙電層吸附層隨纖維而運動；擴散層不隨

39、纖維運動而運動，當液體流動時它是一個可流動層；擴散雙電層的正電荷等于纖維表面的負電荷。（二）- 電位（Zeta-potential）在雙電層中過剩正電子濃度為零處，設其電位為零，纖維表面處的電位相對于該處的電位之差稱為電極電位。纖維吸附層b界面相對于該處的電位之差稱為動電電位或-電位。(三) The effect of electrolytes on the -potential改變電解質(zhì)的濃度，對電極電位無影響，但對動電電位影響很大；電解質(zhì)的濃度增大，-電位下降；pH值升高時，-電位增大，pH為2時，Zeta電位接近零；紙漿越純， Zeta電位越大。 （四）擴散雙電子層的應用（The eff

40、ect of Zeta potential on pulping and papermaking）施膠：在施膠時加入電解質(zhì) 礬土Al2(SO4)3，其水解出來的Al3+會降低松香粒子的-電位直至為零，這樣松香就會沉積在纖維上、染色：在紙漿纖維染色時，可用堿性染料直接染色，因纖維表面帶負電，堿性染料帶正電，染料粒子可以被吸附在纖維上。如果用酸性染料染色，必須加入媒染劑明礬，改變纖維表面的電性，使染料被纖維吸附，達到染色的目的20敘述纖維素酸水解機理及酸水解方法。P194機理：纖維素大分子中的1,4-苷鍵是一種縮醛鍵，對酸特別敏感，在適當?shù)臍潆x子濃度、溫度和時間作用下，苷鍵斷裂。方法：均相酸水解

41、多相酸水解21纖維素酸水解后其性質(zhì)上有什么變化？P195（1）纖維素酸水解后聚合度下降，下降的速度決定于酸水解的條件，一般降至200以下則成粉末；（2）纖維素酸水解后吸濕能力改變，水解開始階段纖維素的吸濕性有明顯降低，到了一定值后再逐漸增加；（3）酸水解纖維素由于聚合度下降，因而在堿液中的溶解度增加；（4）酸水解纖維素還原能力增加，這是因為苷鍵在水解中斷開，增加了還原性末端基，故纖維素的碘值或銅價增加；（5）酸水解纖維素纖維機械強度下降。22敘述纖維素的堿性水解和剝皮反應機理。P194P198(重要)堿性降解反應包括堿性水解(alkaline hydrolysis)和剝皮反應(peeling

42、reaction)（1）堿性水解堿性水解使纖維素的配糖鍵部分斷裂，產(chǎn)生新的還原性末端基，聚合度和紙漿強度下降。水解程度與蒸煮溫度、時間、用堿量有很大關系。（2）剝皮反應剝皮反應指在堿的影響下，纖維素具有還原性末端基的葡萄糖基會逐個掉下來，直到產(chǎn)生纖維素末端基轉化為偏變糖酸基的穩(wěn)定反應為止，掉下來的葡萄糖基在溶液中最后轉化為異變糖酸，并以其鈉鹽的形式存在于蒸煮液中。反應機理還原性氧化纖維素：具有羰基結構的纖維素。 酸性氧化纖維素：具有羧基結構的纖維素。兩種氧化纖維素的共同點：氧的含量增加，羧基或羰基含量增加；糖苷鍵對堿不穩(wěn)定，在堿中溶解度增加；聚合度和強度降低兩種氧化纖維素的區(qū)別：二者對堿的穩(wěn)定

43、性不同，還原性氧化纖維素對堿極不穩(wěn)定，遇堿即轉化為酸性纖維素；還原性氧化纖維素對堿特別不穩(wěn)定，這是因為：纖維素受到氯、氧堿、次氯酸鹽、氧漂處理后，在C2、C3、C6位形成羰基，產(chǎn)生烷氧基羰基結構，發(fā)生烷氧基消除反應，促使糖苷鍵在堿性溶液中的斷裂，降低了聚合度，紙的粘度和強度下降，并易于老化返黃；消除反應的結果，產(chǎn)生各種分解產(chǎn)物，形成一系列有機酸、末端羧酸或非末端羧酸；進一步氧化，生成乙醛酸、甘油酸、草酸等。第四章思考題1給出半纖維素的概念。P214半纖維素指植物纖維原料中除纖維素以外的全部碳水化合物（少量的果膠質(zhì)和淀粉除外），即非纖維素的碳水化合物2組成半纖維素的單糖有哪些？P214組成半纖維

44、素的結構單元有D木糖基、D甘露糖基、D葡萄糖基、D半乳糖基、L阿拉伯糖基、4O甲基D葡萄糖醛酸基、D半乳糖醛酸基和D葡萄糖醛酸基常見的半纖維素：闊葉材: 聚-O-乙?；?4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖（主） 聚葡萄糖甘露糖（少）針葉材: 聚-O-乙?；肴樘瞧咸烟歉事短牵ㄖ鳎?聚阿拉伯糖-4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖（少）禾本科: 聚阿拉伯糖-4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖（聚木糖類）3敘述半纖維素的命名法。P217第一種：列出各種糖基，將含量少的支鏈糖基排前面，含量多的排后面，主鏈糖基列于最后，若主鏈糖基多于一種，則將含量多的主鏈糖基放在最后，詞首加“聚”字. 第二種：只寫出主鏈上的糖基而不寫出枝鏈的糖基，在主鏈糖基前冠以“聚”字。 第一種：聚C糖B糖D糖A糖第二種：聚D糖A糖4解釋半纖維素的分枝度的意義。表示半纖維素分子結構中枝鏈的多少枝鏈多則分枝度高同一溶劑在相同條件下處理同一類半纖維素，分枝度高的半纖維素的溶解度較大。5總結針葉材半纖維素的結構。針葉木(softwood) 聚半乳糖葡萄糖甘露糖（60%-70%） 聚阿拉伯糖4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖（7%-12%）