植物纤维原料的化学组成

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1、第二节植物纤维原料的化学成分利用原料、制定生产工艺条件的基本依据与产品的产量和质量有密切关系影响生产过程及综合利用等方面造纸植物纤维原料少量组分细胞壁的主要组分有机物无机物木素碳水化合物有机溶剂抽出物纤维素半纤维素一．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，木素则为芳香族化合物。表1-1常用三类原料的主要化学成分比较项目单位软木硬木禾本科纤维素％454542半纤维素％263440其中：葡萄糖-甘露糖％1650木糖％92533木素％2921171．纤维素（Cellulose）纤维素是不溶于水的均一聚糖。它是由D-葡萄糖基构成的链状高分子化

2、合物。纤维素大分子中的D-葡萄糖基之间按照纤维素二糖联接的方式联接（1,4-β-苷键）。纤维素具有特性的X-射线图。高分子形状线型（链状）高分子；枝链型高分子；网状结构高分子；体型高分子。纤维素的化学结构式（Haworth）StereochemicalStructure天然状态下棉花纤维素平均聚合度（DP）约为15000、木材纤维素约为10000、草类约为8000。但（木材）经过蒸煮与漂白制成的化学浆，其纤维素的聚合度只有1000~1300左右。聚合度：纤维素分子中的β、D－葡萄糖基含量（数目）即为纤维素分子的聚合度（DP）。化学制浆时，经过蒸煮、漂白，纤维素的聚合度

3、受到化学药剂的作用而下降。所以，制浆造纸过程中，我们必须尽量保护纤维素，以免造成纸浆得率、强度下降，生产成本提高。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。2．半纤维素(Hemicellulose)半纤维素一词是由E.Sehulze于1891年提出的；1939年由H.Staudinger改名为木聚糖（Woodpolyoses）；半纤维素又称之为非纤维素的碳水化合物（Noncellulosecarbohydrate）。1．G.B.Aspinall的概念1962年Aspinall提出：半纤维素是从植物来源的聚糖类：它含有D-木糖基、D-甘露糖基与D-葡萄糖

4、基或D-半乳糖基的主链，其它糖基可成枝链联接在主链上。2．T.E.Timell的概念1964年Timell提出：半纤维素是低分子量的聚糖类（其平均聚合度近200），它和纤维素一起正常地产生在组织中，它们可以从原来的或从脱去木素的物料中被水或碱水溶液（这是常用）抽提出来。木糖(Xylose)、阿拉伯糖(Arabinose)、甘露糖(Mannose)、葡萄糖(Glucose)、半乳糖(Galactose)、4-0-甲基葡萄糖醛酸(4-0-Methyl-GlucuronicAcid)、半乳糖醛酸(GalacturonicAcid)、葡萄糖醛酸(GlucuronicAcid)

5、。另外还有少量的鼠李糖(Rhammose)和岩藻糖(Fucose)。Theirbuildingunitsarehexoses(D-glucose,D-mannose,andD-galactose),pentoses(D-xylose,L-arabinose,andD-arabinose),ordeoxyhexoses(L-rhamnoseor6-deoxy-L-mannoseandrareL-fucoseor6-deoxy-L-galactose).Smallamountsofcertainuronicacids(4-O-methyl-D-glucuronicacid

6、,D-galacturonicacid,andD-glucuronicacid)arealsopresent.From:PAPERMAKINGSCIENCEANDTECHNOLOGY(Book3)半纤维素的概念半纤维素是指植物纤维原料中非纤维素碳水化合物这样一群物质的总称。或半纤维素是除纤维素和果胶质以外的植物细胞壁聚糖。半纤维素是由多种糖基、糖醛酸基所组成，分子中常带有支链，是一群复合聚糖的总称。常见的糖基有木糖基、葡萄糖基、甘露糖基、半乳糖基、阿拉伯糖基、鼠李糖基等。糖醛酸基（半乳糖醛酸基、葡萄糖醛酸基等）。乙酰基结构：（1）半纤维素不是均一聚糖；（2）分子中带有

7、支链，不是线状分子；（3）不是一种物质，是一类物质.注意:半纤维素的特点：①是无定形物质，填充在纤维之间和微细纤维之间；②聚合度较低；③容易吸水润胀。半纤维素与制浆造纸的关系：由于半纤维素容易吸水润胀，所以对于一般造纸用浆来说，保留一定量的半纤维素，有利于打浆，节省打浆动力消耗，提高纸页的结合强度，故在符合纸张质量的条件下，应尽量多保留半纤维素，以提高得率，降低成本。阔叶材：聚-4-0-甲基葡萄糖醛酸木糖聚葡萄糖甘露糖针叶材：聚半乳糖葡萄糖甘露糖聚阿拉伯糖-4-0-甲基葡萄糖醛酸木糖禾本科：聚阿拉伯糖-4-0-甲基葡萄糖醛酸木糖（三）木素（木质素，L