植物纤维原料的化学成分.ppt
第二节 植物纤维原料的化学成分,1、纤维素(cellulose),定义：纤维素是由D吡喃式葡萄糖基通过1，4苷键联结而成的线状高分子化合物。纤维素是植物原料的最主要化学成分，也是纸浆、纸张的最主要、最基本的化学成分。,一、植物纤维原料的主要成分,聚合度,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。2.它是植物纤维原料和纸浆的主要化学成分，在制浆过程中尽量不受破坏。,2、半纤维素（hemicellulose）,定义：半纤维素是由两种或两种以上单糖基（葡萄糖基、木糖基、甘露糖基、半乳糖基、阿拉伯糖基及鼠李糖基等）组成的非均一聚糖，并且分子中往往带有数量不等的支链。,半纤维素的性质及对制浆造纸的影响 1、造纸用化学浆应尽量多保留半纤维素，这样不但可提高制浆得率，而且对纸浆的性能及成纸性能有良好的影响。2、精制浆：尽量去除木素和半纤维素，只保留纤维素的纸浆，又称为溶解浆。,3、木素,定义 木素是由苯丙烷结构单元(即C6-C3单元)通过醚键、碳-碳键等连接而成的具有三维空间结构的芳香族高分子化合物.分布 木素浓度最高的部位在复合胞间层（CML）；次生壁的浓度低。但大量的木素都存在于次生壁。CML占木材纤维的体积分数612%；次生壁8090%,与制浆造纸的关系1、其含量是制定蒸煮及漂白工艺条件的重要依据。2、化学制浆和漂白过程是脱除木素的过程,残留木素对纸浆和纸张的化学及物理性能有很大的影响。,4、与纤维素有关的几个概念,随制备方法、条件的不同，半纤维素和木素溶出程度、纤维素降解程度的不同而有各种“纤维素”。综纤维素(Holocellulose)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和)。,综纤维素制备四法:,、氯化法：(1937年Ritter（里特）提出),、亚氯酸纳法（1942年Jayme(杰姆)提出）,（3）二氧化氯法：,（4）过醋酸法,注意:部分综纤维素在木素溶出的同时亦被溶出，为保留全部综纤维素需保留部分木素。（也就是说：为了保护纤维素和半纤维素不受损伤，通常木素不能全部除去，而保留一部分，所以综纤维素+测定木素值大于无酯试料质量。）,克-贝纤维素英国人Cross和Bevan提出的分离纤维素的方法。,硝酸-乙醇纤维素 用20%硝酸和80%乙醇加热沸腾处理无抽提物的木粉，使木素变为硝化木素并溶于乙醇，所得残渣即为硝酸-乙醇纤维素。,-纤维素、-纤维素、-纤维素、工业纤维素的定义,二、次要成分,木材中的有机物：芳香族化合物：单宁、立格南、黄酮类物质萜烯类化合物：高级脂肪酸及酯、苷油、高级醇醇,1、抽提剂及抽出物抽提剂：水、碱、丙酮、乙醚、乙醇、苯-醇混合液。抽出物：无机盐、糖类、植物碱、单宁、色素、淀粉、果胶质、脂肪、脂肪酸、树脂、树脂酸、酚类物质、蜡、香精油等。,2、不同原料的有机溶剂抽出物,针叶木中，松木和柏木的有机溶剂抽出物的含量是比较高的（尤其在心材中），其主要成分为松香酸、萜烯类化合物、脂肪酸及不皂化物。针叶木有机溶剂抽出物主要存在于树脂道和射线薄壁细胞中，心材含量比边材含量高。,针叶木的抽出物,阔叶材的抽出物,阔叶木的抽出物主要存在于木射线、木薄壁细胞中和导管中,主要含游离的已酯化的脂肪酸、中性物、多酚类化合物，不含或只含少量松香酸。,禾本科植物原料的抽出物,抽出物含量低蜡质，少量高级脂肪酸和高级醇主要存在于禾本科原料表皮层的外表面,3、有机溶剂抽出物与纸浆生产、木材加工的关系,对制浆、漂白、漂浆白度及白度稳定性、废液回收及利用、甚至对木材加工等方面都带来不同程度的影响。,如何减轻或消除有机溶剂抽出物对制浆造纸产生的不良影响？措施 1.原料储蓄一段时间后用,树脂因风化可减少。2.备料车间钻孔去节。3.经过以上措施处理后发现纸浆中树脂含量还较高时,可加一些滑石粉,然后在纸机净化系统中一并除去。,4、灰分,定义 造纸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。木材与草类原料的灰分含量与组成有很大差别,说明：a、大多数木材原料灰分为0.30.5，禾本科原料的灰分多数在25；b、原料不同、位置不同、年龄不同，灰分含量以及灰 分中各种元素的比例不同，与植物生长环境也有关系 c、原料中灰分是呈氧化物状态的矿物质元素,灰分对制浆造纸的影响 a、纸浆中Cu、Fe、Mn等金属离子对纸浆的颜色以及纸浆过氧化 氢、氧气、臭氧漂白会产生不良影响，而且会促进漂剂分解。b、原料中尤其是草类原料灰分中的SiO2和Na2O反应后溶于黑液（Na2SiO3是粘合剂）给碱回收造成许多困难，黑液的提取率降低，并严重影响碱回收过程，称之为硅干扰。,与制浆造纸的关系,5、果胶质（pectin）,定义果胶酸羧基中一部分被甲基酯化，一部分被中和成盐，使其成为部分可溶于水的物质，成为果胶质。果胶质是-D-半乳糖尾酸的酯或盐以1-4苷键联接而成的。,三、植物纤维原料化学组成比较,
