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【精品课件】非木材纤维原料的生物结构及细胞形态

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第一章 植物纤维原料和备料

第一章 植物纤维原料和备料


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。
棉：95－99％，苧麻：80－90％ ，木材：40－50％ 竹：40－50％ ，麦草：30－49％
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。
细纤维形成 了细胞壁的初 生壁、次生壁 S1、S2和S3层；
Red pine is another species that illustrates the abrupt change of the transition zone. The two large holes on the cross section are resin canals.
⑧ 心材、边材
图1-3 杨木的导管
图1-4 稻草纤维细胞
细纤维形成 了细胞壁的初 生壁、次生壁 S1、S2和S3层；
形成了木材的 管胞、导管和木 纤维等重要组成 分子。
木材管胞细胞壁微细结构
杨木导管
带 有 小 舌
尾叶桉导管
带有 小舌 具有 桉木 导管 的特 点
龙须草横切面
V型 维管 束分 生于 基本 薄壁 组织 中 三种 组织
② 半纤维素的特点

有两种或两种以上的糖基组成的不均一聚糖， 大多带有短的支链。 构成半纤维素主链的糖基有：木糖基、葡 萄糖基、甘露糖基 构成支链的糖基有：木糖、葡萄糖、半乳糖、 阿拉伯糖、葡萄糖醛酸



半纤维素是无定形物质，聚合度较低，易吸水 润胀。
④与制浆造纸的关系
• 1、对一般纸浆，半纤维素是尽量保留成分， 提高纸浆得率，对纸浆的性能及成纸性能 也有良好的影响；
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
非木材植物人造板_教学课件_7

非木材植物人造板_教学课件_7


从加工性能和胶合性方面
整株：
中空、多节，表皮光滑疏水
头、尾方向：径级、壁厚和材性差异
横断面： 竹青、竹黄、竹肉，三层次材性差别较大．
2.力学性能
力学强度大，存在各向异性
３.纤维含量与纤维形 态
纤维含量高，一般为 40%～60%，纤维较 长, 壁厚,腔径小,是制 浆造纸的优质原料。
４.化学成分
２年生 ３年生 ４年生 ５年生 ６年生 平均
竹席(表、背层)
竹帘(芯层)
一次干燥 浸胶 二次干燥 成品 锯边 热压
组坯 陈化
三、竹篾层积板
以一定厚度与宽度的竹蔑为 原料，经浸胶、干燥和平行 铺装后热压而成的板材。
平行集成
竹蔑 干燥 浸胶 干燥 热压 模框内铺装 称重捆扎 裁边 截头开榫 指接 型面加工
四、竹片胶合板
即竹材胶合板，是将竹筒水热软化处理后，剖分展开，经 碾压、整平成为一定厚度的竹片或竹板，再经干燥、刨光、 涂胶热压而成的板材。
直交对称原则
竹筒 截断 去外节 剖分 去内节 水煮 高温软化
干燥定型 预干燥 两面刨削 辊压整平 平压展开
锯铣侧边 涂胶 组坯 预压 热压 裁边 产品
五、竹席波形瓦
竹席瓦楞板，生产工艺与竹席胶合板相类似，由竹蔑 片所编竹席经浸胶、干燥组坯后，上下用波形压板机 热压而成的板材。
无奇数层原则
六、重组竹
涂饰涂料，使之与空气隔绝，具防虫、防腐、防湿效果。 3. 浸渍法
一般使用各种化学药剂，其防虫、防腐效果较佳．有些 化学药品有毒。
第三节 几种竹材人造板的结构
一、竹席胶合板
结构：将一定宽度和厚度的竹蔑以纵横或经纬方式编织而 成的竹席经施胶、干燥、组坯后热压而成的板材。
《植物纤维化学》PPT课件全文

《植物纤维化学》PPT课件全文


3、学习内容与相关课程的关系
本课程牵涉有机化学、分析化学（包 括仪器分析）、物理化学、高分子化学、 高分子物理、生物合成等相关基础课程。 有关生物结构方面的内容，在《植物纤维 形态与结构》课程中专门讲述；
有关木质素、纤维素和半纤维素在蒸 煮和漂白化学反应过程中的影响因素，在 《制浆原理与工程》课程中专门讲述。
垂直方向切开的面称为横切面。
弦切面(Tangetial Section)：沿着与射
线垂直方向切开的面称为弦切面。
径切面(Radial Section)：沿着射线切
开的面称为径切面
树脂道：针叶材的特征
有些针叶材在横切面的晚材部分，凭肉 眼就可看见一些针头状的小白点，这就
是轴向树脂道或称纵行树脂道。
种子植物
木本—针叶树类
裸子植物：
木本—阔叶树类
种子植物
双子叶植物：草类、麻类、豆类
被子植物
单子叶植物—多数为草本，如禾本科类、禾本亚科、
竹亚科
1.1.1 植物纤维原料的分类
1.1.1.1 、木材纤维原料：
针叶材（又称软木，Softwood） 如云杉、红松、落叶松、马尾松、
思茅松等； 阔叶木（又称硬木，Hardwood）
应。 由于纤维素大分子每个糖基上有三个–OH（C2，C3，
C6），可发生各种酯化、醚化反应，在很大程度上可 改变纤维素的性质，生产出许多有价值的纤维素衍生 物。
纤维素衍生物的制备
纤维素酯化和醚化反应是制备纤维素衍 生物的重要反应。
由于纤维素大分子每个糖基上有三个– OH（C2，C3，C6），可发生各种酯化、 醚化反应，在很大程度上可改变纤维素 的性质，生产出许多有价值的纤维素衍 生物。
第一章
非木材纤维原料的生物结构及细胞形态-文档资料

非木材纤维原料的生物结构及细胞形态-文档资料


表皮
茎
维管束
基本组织
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
4
Tianjin University of Science & Technology
2. 禾秆的横切面构造
• 禾秆的结构可分为两种类型： • 维管束是分散的，如甘蔗、芒秆、玉米、高梁 等。 • 维管束成两轮排列，茎中央中空成髓腔，如小 麦、芦苇、水稻、毛竹等。
故一般草类原料的制浆造纸价值比不上木材原料。
Chapter 1 The Composition and Strsity of Science & Technology
（2）薄壁细胞(parenchyma)
• 又称基本组织，是禾本科原料中除纤维细胞
小麦茎结构
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
2
Tianjin University of Science & Technology
小麦茎结构
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
3
Tianjin University of Science & Technology
黄 竹 细 胞 全 态
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
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Tianjin University of Science & Technology
（1）纤维细胞 禾本科原料含纤维低：40～70％（面积法） 竹子纤维含量较高，杂细胞含量较低。 玉米秆、高梁秆纤维含量很低，杂细胞含量很高。 纤维特点：短，一般小于2mm，竹子除外 细，一般小于20µm，部分甘蔗除外
造纸工艺培训课件PPT(共 82张)

造纸工艺培训课件PPT(共 82张)

2）公司内化学草浆均采用硫酸盐法制浆，所用原料为荻、 芦苇、龙须草。岳纸公司、沅纸公司主要是荻、芦苇为原 料制成的漂白浆，用于配抄各种印刷书写纸张和工业原纸 。
浆料的基本性质与抄纸关系
2、化学机械浆性质与性能
公司内化学机械浆是以杨木为原料，经过氧化 氢（H2O2）水溶液预处理，采用APMP或PRC APMP工艺制成的漂白浆。岳纸公司生产的 化机浆主要配抄各种印刷书写纸和工业原纸。 3、废纸脱墨浆性质与性能 岳纸公司主要是以美废、国废为原料，经浮选脱 墨后制成的漂白浆，配抄各种印刷书写纸；湘 江纸业、洪江纸业、安泰纸板厂主要是以包装 纸、工业纸板为原料，经机械疏解后制成本色 浆，配抄各类纸袋和包装类纸张。
三、 纤维素、半纤维素与木素
1、 纤维素 纤维素是植物纤维原料最主要的化学成分,也是纸浆、纸张
的最主要、最基本的化学成分。 2 、半纤维素
是指植物纤维原料中除纤维素以外的全部碳水化合物（ 少量的果胶质和淀粉除外），即非纤维素的碳水化合物 。对于一般造纸而言，保留一定量的半纤维素，有利于 降低打浆动力消耗，提高纸页的结合强度，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 低生产成本。 3、木素
造纸工艺
授课人：肖群英 2017.8.13
1、《造纸工艺》的任务与要求：
• 《造纸工艺》是浆纸专业的一门重要专业 必修课程。其任务是为满足企业对该专业 专门人才的需要而设置。通过本门课程的 学习，使大家获得本专业应用型国家四级 （中级）技能型人才所应具备的化工基础 理论知识和基本技能。
2、达到以下技能：
在木材中，木素作为一种填充和粘结物质，在木材细胞 壁中，能以物理或化学的方式使纤维素、纤维之间粘结 和加固,增加木材的机械强度和抵抗微生物侵蚀的能力,使 木化植物直立挺拔且不易腐朽。
木材纤维原料的生物结构及细胞形态

木材纤维原料的生物结构及细胞形态


早材（春材）、晚材（夏材、秋材）
（ spring or early-wood 、 autumn or latewood）
• 早材：春、夏季，细胞分裂快，生长迅速， 形成的细胞壁薄，腔大，色浅，木质疏松。
• 晚材：秋季，细胞分裂慢，生长慢，所形 成的细胞较细长，壁厚，腔小，色深，木 质紧密。
Figure 4. Cross-section of a spruce (Picea Abies) sample showing an annual growth ring boundary.
韧皮部（内皮） 外皮
形成层
Main structure of the woody stem of trees
2．树 心
树心，也称髓心（pith），一般位于树干中心， 也有偏离中心的，称为偏心材。髓心由薄壁细胞组成， 所占容积一般较小，对制浆没有什么意义。
Figure 4. Cross-section of
第三节 木材纤维原料的生物结构及细胞形态
一、树木的粗视结构 （The macroscopic structure of wood）
一、木材解剖用术语
横、径、弦切面
树心
形成层
树皮 木质部
1．木材解剖的三个切面
A 横切面：与树干的轴垂直的切面； B 径切面：通过树干髓心与横切面垂直的切面，又称辐射
an 85 year old Larix sibirica stem （西伯利亚 落叶松 ）
Figure 20. Severe compression wood on a crosssection surface of a leaning softwood stem in Pinus sylvestris (Photo by Hannu Kalaja)（长柏松）
非木材植物人造板_教学课件_2

非木材植物人造板_教学课件_2


第三节 非木材植物人造板工艺与设备
一、非木材植物纤维板工艺与设备
1、备料 2、制浆、浆料处理 3、成型 4、热压 5、后处理
1、备料
（1）原料收购：多点收购，集中运输，R不大于200km （2）原料储存：打包、堆垛、通风、排水、防火 （3）切断与筛选：三刀切草机-刀盘式切苇机-鼓式削片
振动平筛-圆形摆动筛-分级筛选机 （4）水洗或风洗（秆段）
第二节 非木材植物人造板原料
一、原料的分类与分废渣、藤草。
第二节 非木材植物人造板原料
2、主要原料分布
稻麦秆（壳）：南北各省 棉秆：黄河、长江中下游地区、新疆 蔗渣：南方各省，两广为最 麻屑：东北、华北地区 竹材：长江以南地区，浙江、四川为最
小棉麦杆
水稻
二、原料的性能对人造板的影响
比较项目
纤维形态 组织结构
纤维含量 化学成分
特点
壁薄、长度及宽度小 长宽比较大
蓬松，低容重 多节、中空 髓芯 韧皮纤维 疏水性表皮
低
灰分高 乙醚抽提物高-酯类 水抽提物高 纤维素含量低 木素含量低 半纤维素含量高
影响因素
强度较差 柔性好，有利交织结合
储存、输送、进料、压机开挡 材质不均、加工困难 强度差、吸水性强，滤水性差 切断难，易结团，影响后续工序 胶合困难
2、制浆
（1）改进进料装置 （2）改变工艺 （3）洗浆或挤浆
3、成型
（1）提高浆料浓度，降低网速 （2）强化真空脱水和压榨脱水 （3）将长网改为铜网
4、热压
（1）控制施胶后的浆料 PH值4～5；
（2）板坯表面喷洒石蜡、 胶液或清水；
（3）改变热压曲线和热 压工艺参数；
（4）采用双层垫网，加 强垫板网的清洗。
非木材植物人造板_教学课件_12

非木材植物人造板_教学课件_12

纤维形态：粗而长。
生产工艺： 备料
制浆
成型
热压
4. 果壳（核）人造木
果壳（核）经粉碎成粉末加胶模压而成。 生产工艺：
果壳清洗 研磨 拌胶 凝结固化 修整 性能：
不吸湿、抗腐蚀、阻燃、抗老化、表面光洁、色泽鲜艳、 装饰效果与加工性好。
5. 污泥纤维板
利用污泥中的蛋白质转化为蛋白胶，使污泥产生自身 的胶结作用，并以污泥中的泥渣为填料，再掺入少量增强 纤维经热压而成的板材。
栲胶
➢主要用于制革工业鞣皮剂，制成的皮革质地柔软，色 泽柔和。 ➢中小型锅炉除垢、防垢剂。 ➢钻井泥浆处理剂。 ➢矿石浮选剂。 ➢人造板胶合剂和加速剂。 ➢用于金属防腐、防锈剂。 ➢用于废水处理和药品工业等。
1. 栲胶渣纤维板
（1）栲胶渣随其原料不同成分有 区别，产品性能也不同； （2）木素含量高； （3）产品强度低，吸水率较低。
（2）热水抽提物含量和半纤维素含量大；
（3）纤维素含量低；
（4）非纤维细胞含量高；
（5）外皮强度高，但表皮光滑。
２.高粱杆原料特点：
高粱杆纤维长度较长，长宽比90～200， 柔韧性好，有利于纤维之间的交织。
水抽提物含量低，木素含量高。
高粱杆的材质优于玉米杆。
3、产品开发
玉米碎料板：
➢工艺特点： 预压压力小，热压温度低，易发生粘板现象。
2、产品开发
纤维板、碎料板。 产品特点：驱虫、杀虫、 防腐
第五节 花生壳碎料板
1、原料特点
（1）几何形态船形，需碾压； （2）性质脆，吸水性强； （3）易生虫； （4）耐酸碱，经催化可制无胶板材。
2、产品开发
（1）UF胶板； （2）无胶板：采用酸、碱、氧化剂催化活化，据实验，碱性 优于酸性。
第二部分-1 植物纤维化学部分-成分

第二部分-1 植物纤维化学部分-成分


树 脂

“树脂障碍”：
酸法制浆时，抽出物被加热软化成油状物，漂 浮在浆水体系中，容易在制浆造纸的过程中，粘 附到浆池壁、管道内壁、流浆箱、毛毯、烘缸、 铜网、纸张上，给生产过程及纸浆质量带来一系 列不良的影响，称为“树脂障碍”。
松木含有大量的树脂
树脂沉积在烘干表面
生 产 过 程 的 树 脂 障 碍
有机溶剂抽出物的影响
其含量高时，既赋予原料特有的颜色、特 殊用途及经济价值； 制浆生产及工艺操作； 废液回收； 纸浆漂白及白度稳定性。
思考题
1、造纸植物纤维原料分为几类？列举出代表性植物。
2、植物纤维原料中的有机溶剂抽出物对制浆造纸有何 影响？ 3、造纸原料中的灰分对制浆造纸生产有何影响？ 4、纤维素、半纤维素、木素与制浆造纸的关系如何？ 5、什么是“树脂障碍”？ 6、“硅干扰”形成的原因是什么？
第一节 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
1、针叶材（needle leaved wood/soft wood）
云杉、冷杉、马尾松、落叶松、湿地松、
火炬松等。 2、阔叶材（leaf wood/hard wood） 杨木、桦木、桉木、榉木、楹木、相思木 等。
针叶木（软木soft wood）：
模型化合物 Ⅰ
模型化合物Ⅱ
模型化合物Ⅲ
G
S
H
木素是填充在胞间层及微细纤维之间的“填充剂” 和“粘合剂”。
木素与制浆造纸的关系
1、木素原料及纸浆的颜色的主要来源。
2、木素含量是制定蒸煮及漂白工艺条件的重要依 据，决定着化学制浆的难易及化学药品的用量。
例如：禾本科原料木素含量低，容易蒸煮， 而木材原料较难蒸煮。 3、木素对纸张的不透明度有利。
第三章木材细胞ppt课件

第三章木材细胞ppt课件

胞间层非常薄，通常 将相邻细胞的胞间层和两 侧的初生壁合在一起称为
3.2.2.2 初生壁 初生壁——是细胞分裂后，在胞间层两侧最早沉积、 并随细胞继续增大时所形成的壁层。
初生壁的形成初期 主要由纤维素组成， 随着细胞增大速度的 减慢，可以逐渐沉积 其它物质，所以木质 化后的细胞，初生壁 木质素的浓度就特别 高。
图3-7 纹孔的各组成部分 1. 胞间层; 2.次生壁; 3.纹孔室; 4.纹孔 外口;5.纹孔内口; 6.纹孔道; 7.纹孔环
纹孔膜 分隔相邻细 胞壁上纹孔的隔膜，实 际上是两个相邻细胞的 初生壁和胞间层组成的 复合胞间层；
纹孔环 在纹孔膜周 围的加厚部分；
纹孔缘 在纹孔膜上 方，纹孔的开口周围形 成的拱形突起称纹孔缘；
针叶材管胞上的具缘纹 孔正面呈三圆形。
其中，纹孔塞的剖面多 呈圆形或椭圆形，由无定 向排列的微纤丝构成，并 为非结晶物质所填充，不 具渗透性。
塞缘由许多呈辐射线状 的微纤丝束构成，其上有 许多间隙，尺寸在 0.1~1μm之间，小于这个 尺寸的分子可以通过塞缘 而渗透，如水分子等。
阔叶材木纤维上的具缘纹孔
初生壁整个壁层上的微纤 丝排列都很松散，这种结构和 微纤丝的排列状态，有利于细 胞的长大。
3.2.3.2 次生壁的微纤丝排列
在次生壁上，由 于纤维素分子链组成 的微纤丝排列方向不 同，可将次生壁明显 地分为三层，即
次生壁外层（S1） 次生壁中层（S2） 次生壁内层 （S3）。
次生壁各层的微纤丝都形成螺旋取向，但斜度不同。
S1层的微纤丝呈平行排列，与细 胞 轴 呈 50°-70° 角 ， 以 S 型 或Z 型缠绕； S2层微纤丝与细胞轴呈10°-30° 角排列，近乎平行于细胞轴，微 纤丝排列的平行度最好；
第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构

第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构

• 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。
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
松柏纲
松、杉、柏及南洋杉科
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
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Tianjin University of Science & Technology
双子叶植物纲 被子植物门
单子叶植物纲
双子叶植物纲 单子叶植物纲
阔叶材 禾本科
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
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Tianjin University of Science & Technology
Stereochemical Structure
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
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Tianjin University of Science & Technology
三名法：属名+种加词+亚种或变种加词+命名人名缩写
如：大叶相思：Acacia auriculiformis A.cunn.ex.Benth
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
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Tianjin University of Science & Technology
第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构

【材料】印刷材料学PPT课件

v : 纸张的体积
d : 苯的密度
.
32
二、平均孔半径 指长度等于纸页厚度之孔隙的当量半径 仅表示孔隙量的相对大小，并不能说明孔
隙的大小、形状和分布 经测定发现：
沿纸页纵向的平均孔径半径最大 沿厚度方向的平均孔径半径最小 三、孔径分布 孔径分布对于印刷纸的重要性
.
33
第三章 纸和纸板的基本物理性能
学性能 3、 匀度的测量
MK Formation Analyzers: Drum Scanner Model MK975
.
24
第三节 纸张的水平结构及垂直结构
一、纸张的水平结构
纸页的力学性质不仅取决于纤维间的 接触，即纤维间交叉总量，还取决于纤 维网络中每根纤维的交叉数量。
.
25
Microscopic image of paper surface
纸张表面 微观结构
.
26
Two-dimensional random fiber network approximation excluding the free fiber ends.
.
27
二、纸张的垂直结构：
1、纤维间粘结的程度——垂直结构中最重 要的结构性质
Z向强度：纸张在垂直方向的抗张强度
第一篇 承印材料
第一章 印刷纸的组成
第一节 印刷纸的基本组成——植物纤维 一、造纸植物纤维原料的种类 1、木材纤维原料 2、非木材纤维原料
.
1
几种纤维的比较
.
亚麻 木 棉 丝 微细纤维
2
二、造纸纤维原料的化学组成及特点
1、纤维素 2、半纤维素 3、木素 4、木材、草类和棉纤维的组成特点
.
3

第一章 植物纤维原料的化学成分及生物结构

第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构第一节植物界的基本类群授课学时：2 学时授课类别：理论课●教学目的及要求让学生了解制浆造纸专业要学习的课程；了解制浆造纸的过程、制浆造纸业在我国经济中的地位以及世界制浆造纸业的发展状况；了解植物的分类，植物的拉丁学名、组成及含义。

要求学生掌握的内容有：现代植物的基本类群及其与制浆造纸的关系；造纸植物纤维原料的分类及其代表性植物。

●教学内容提要一、绪论部分1、造纸史话2、现代造纸3、造纸的发展趋势4、我国的造纸原料方针二、造纸纤维原料种类1、植物纤维原料2、非植物纤维原料三、植物纤维原料的分类1、木材纤维原料2、非木材纤维原料3、半木材纤维原料●教学重点、难点及处理办法教学重点、难点：1、制浆造纸在国民经济中的地位2、制浆造纸的过程3、造纸纤维原料种类4、植物纤维原料的分类处理办法：对于本次课涉及到的重点和难点均采用多媒体辅助教学和举例子的方法，使学生掌握这两个知识要点。

●教学组织与设计1、教学过程的组织本次课，重在让学生掌握制浆造纸用的植物纤维原料、制浆造纸的过程，了解植物纤维化学这门课程与制浆造纸的关系，所以在讲这节课时，要先讲制浆造纸的发展历程，现代造纸的过程，国内外发展概况，制浆造纸业在国民经济发展中的地位、意义，纸的功能；再讲植物纤维化学这门课与制浆造纸的关系，让同学们知道这门课的重要性；最后讲第一章第一节的内容造纸用纤维原料以及造纸用植物纤维原料的种类等等。

本门课程采用多媒体教学，在举例子或讲授制浆造纸过程等知识的时候，多给学生展示相关的图片，可以加深学生对知识的理解。

2、讨论、练习、作业的布置与安排讨论：问题1：你们知道纸用什么造出来的吗？问题2：你们知道纸是怎么样造出来的吗？问题3：你知道我们平时生活中用到的纸有哪些种类吗？3、教学手段采用多媒体教学。

●参考资料1、谢来苏,詹怀宇.制浆原理与工程，中国轻工业出版社.2、卢谦和，造纸原理与工程，中国轻工业出版社.3、邬义明，植物纤维化学，中国轻工业出版社.●教学实施小结第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构第二节植物纤维原料的化学成分授课学时：2 学时授课类别：理论●教学目的及要求本次教学的目的是让学生掌握制浆造纸用纤维原料的化学成分，其中包括主要成分、次要成分以及与制浆造纸的关系。

纤维基材料-生物质材料及应用 课件


与纤维素有关的几个概念
1、综纤维素：指植物纤维原料中的全部碳水化合物，即纤维素与 半纤维素之和。故又称全纤维素（Holocellulose） 制样步骤：取样 原料粉碎 40目-60目之间的试样 有机溶剂抽提 无酯试料 除木素 各种方法制纤维素
综纤维素制备四法: ⑴、氯化法：(1937年Ritter（里特）提出)

2、纤维素大分子的葡萄糖基间的连接都
是β -苷键连接
将纤维素试样甲基化，然后水解为各个基本结 构单元，在水解分离出的单元中，甲基化的位置 是纤维素分子内游离羟基的位置，在此条件下得 到2,3,6-三氧甲基D葡萄糖。 所以，纤维素葡萄糖基环中游离羟基是处于2, 3, 6位，因此，1,4,5位是由化学键连接的。进一步 通过酸水解试验得知相邻单元之间的联结为1-4 连接。
无抽提物试料
氯气 木素被氧化 乙醇胺的乙醇溶液 抽提
氯化木素
+
（白色） 综纤维素
⑵、亚氯酸纳法（1942年Jayme(杰姆)提出）
无抽提物试料
NaClO2 HAc 6% pH=4.5
综纤维素 （白色）
⑶、二氧化氯法：（1921年Schmitlt(施密特)提出）
无抽提物试料
ClO2 （饱和溶液） NaHCO3
一、纤维素的化学结构 纤维素是β-D葡萄糖基通过1,4－苷键连接而成的 线型高分子化合物。
纤维素大分子化学结构特点： 1、纤维素大分子的基本结构单元是D-吡喃式葡 萄糖基（C6H10O5)
CHO H C OH
HO C H
H C OH H C OH CH2OH
D-葡萄糖直链式结构
D-葡萄糖在水溶液中存在开链式和氧环式的动态 平衡
CHO CH2OH H C OH CH2OH

非木材植物人造板_教学课件_6


思考题
6、干法蔗渣中密度纤维板采取的施胶和成型方 式及各自的原理。 7、覆塑蔗渣瓦楞板的结构如何？主要运用于什 么地方？它的生产采用什么胶？为什么？ 8、比较覆塑蔗渣瓦楞板、蔗渣碎料板、蔗渣中 密度纤维板的热压曲线。 9、自生胶蔗渣碎料板的结合机理。
第五章 蔗渣人造板
第一节 蔗渣的特性及对板材加工的影响 第二节 蔗渣的除髓 第三节 蔗渣纤维板生产工艺特点 第四节 蔗渣碎料板生产工艺特点 第五节 覆塑蔗渣瓦楞板 第六节 自生胶蔗渣碎料板的性能与用途
我国甘蔗种类繁多,资源丰富
主要产地 包括广东、广西、四川、江西、云南、湖南、 贵州
产量 900万吨以上
乙醚 脂肪，蜡，树脂物 苯醇 脂肪，蜡，树脂物，可溶性单宁，色素
影响： 胶合
➢1%NaOH溶液抽提物
低中级碳水化合物 木材：15％－22％ 植物纤维：40％以上 影响： 热压粘板 板材抗水性差
➢多戊糖
木材：10％左右 植物纤维：25%左右
影响： 热压粘板 板面颜色加深 抗水性和内结合力
➢纤维素，木素
木材
合格率 85.0%
优等品率 40.0%
蔗渣
50.0%
12.5%
3. 化学成分 ❖蔗髓纤维素、木素含量低。
木材与蔗渣化学成分的比较
主要非木材植物纤维组成
➢灰份：
主要成分：SiO2 木材：很少超过1％
植物纤维：有的高达19％
影响：
内结合强度低，握钉力差，二次加工贴面易 脱落。
➢乙醚，苯醇抽提物： 主要成分
第五节 覆塑蔗渣瓦楞板
1、瓦楞板结构与用途： 双面覆塑的瓦楞板，用于室外，与竹席波
形瓦相同，主要用于活动房屋、车站月台、 凉棚等屋面材料。

木材纤维原料的生物结构及细胞形态PPT课件


2020/7/13
Chapter 1 The Composi.tion and Structure of Wood
88
Tianjin University of Science & Technology
2．树 心 树心，也称髓心（pith），一般位于树干中心， 也有偏离中心的，称为偏心材。髓心由薄壁细胞组成， 所占容积一般较小，对制浆没有什么意义。
2020/7/13
Chapter 1 The Composi.tion and Structure of Wood
77
Tianjin University of Science & Technology
韧皮部（内皮） 外皮
形成层
Main structure of the woody stem of trees
横、径、弦切面
树心
形成层
树皮 木质部
2020/7/13
Chapter 1 The Composi.tion and Structure of Wood
33
Tianjin University of Science & Technology
1．木材解剖的三个切面
A 横切面：与树干的轴垂直的切面； B 径切面：通过树干髓心与横切面垂直的切面，又称辐射
1177
Tianjin University of Science & Technology
2020/7/13
Chapter 1 The Composi.tion and Structure of Wood
1188
Tianjin University of Science & Technology

制浆造纸培训ppt课件

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化学机械法制浆
先用温和的化学法处理原料，然后磨解成浆。 特点：两段制浆，包括化学预处理和机械后处理两个阶段。 化学预处理（浸渍）是用化学药剂将原料的非纤维成分溶解掉，实现纤维的软 化，使纤维组织松弛，更适于磨浆。
24
生物法制浆
以微生物或其制品（酶）对木片进行预处理，然后用机械 法或化学机械法制浆。
②初生壁和次生壁外层的破除 由于初生壁和次生壁外层木素含量较多，能透水而不能润涨，并紧紧
地束缚次生壁中层，使次生壁中层的细纤维得不到松散和润涨。需要通 过打浆的机械作用和纤维之间的相互摩擦将初生壁和次生壁外层破除， 才能使次生壁中层充分的润涨和细纤维化。 ③润胀
难以润胀的 P层和S1层被破除后，S2层便开始润胀，由于S2层的各向 异性的结构，因而有可能发生润胀。润胀的结果，有使纤维直径增大的 趋势，并变得柔软可塑。又因吸水润胀，纤维的比容有所增加，使纤维 细胞壁的结构变得松弛，降低了细纤维之间的内聚力，为打浆机械的进 一步细纤维化作用提供了基础。润胀与纤维中所含的亲水性物质（即半 纤维素）有关。
指半纤维素和其 它碳水化合物。 渗透于骨架物质， 增加细胞的刚性。
结壳物质 （水泥）
以纤维素的微纤丝状态存在于细 胞壁中，赋予细胞拉力强度。在 细胞壁的各个层次按不同的方向 排列，起到骨架物质的作用。微 纤丝的排列方向不但决定着木材 各向异性的特征，而且分出了细 胞壁的各个壁层。
物理作 用
木素，遍布于细胞壁之 中，使细胞获得硬度。
9
纤维素存在于一切植物的细胞壁内，是植物纤维的主要成分，约占40-98 ％，它是在制浆过程中应极力设法保留的部分。
半纤维素是非纤维素的碳水化合物，半纤维素的结构疏松无定形，易于 吸水润胀，易溶于稀碱液。半纤维素也是在制浆过程中应该极力保留的 部分。
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出的纸浆透明度高。
芦苇
• “ 去苇膜，除纸病” • 芦苇备料时应设法除去苇膜。
稻草
• 纤维短而细。 • 杂细胞含量高，是稻草的突出特征，因此稻
草浆滤水性差质量不好。 • 稻草茎杆壁薄，结构疏松，且木素含量少，
药液易于浸透，易蒸煮、易漂白 。一般用于 生产半化学浆，抄造黄板纸、箱板纸 。
竹子
• 竹子结构坚硬、致密，石细胞含量高； • 蒸煮时装锅量大； • 木素含量接近于木材，蒸煮时温度要高一些，
黄麻：单根纤维长2~3mm，宽为15~25μm，长宽比 100左右。
（二）韧皮类纤维原料
桑皮：纤维长为3.86~10.80mm，最长者达21mm，宽 为 10.8~22.1μm ， 平 均 为 15.5μm ， 长 宽 比 为 463。
构皮：纤维的平均长度为6.07mm，宽度为20.9μm。
四、籽毛纤维原料
养输送给植株。 • 禾本科原料的导管细胞含量高，直径比纤维
细胞大的多。 • 导管形式有：
原生导管：环状、螺纹状 后生导管：梯形、网纹状
（4）表皮细胞
• 作用：保护植株的内部器官。 • 由长细胞和短细胞组成。多呈锯齿状，也有
的边缘平滑无齿痕的。长细胞的端面多呈锯 齿形以提高细胞间的结合强度。短细胞是由 硅细胞和栓质细胞组成的。 • 碱法制浆：硅细胞被碱溶解，增加废液中的 硅酸钠含量，形成“硅干扰”。 • 酸法制浆：表皮细胞成片存在于纸浆中，引 起纸病。
第四节 非木材纤维原料的生物结构及细胞形态
小麦茎结构
小麦茎结构
表皮
茎 维管束
基本组织
2. 禾秆的横切面构造
• 禾秆的结构可分为两种类型：
• 维管束是分散的，如甘蔗、芒秆、玉米、高梁 等。
• 维管束成两轮排列，茎中央中空成髓腔，如小 麦、芦苇、水稻、毛竹等。
禾秆的组织
（1）表皮组织： • 由表皮细胞及皮下纤维层构成。皮下纤维
细，一般小于20µm，部分甘蔗除外 故一般草类原料的制浆造纸价值比不上木材原料。
（2）薄壁细胞(parenchyma) • 又称基本组织，是禾本科原料中除纤维细胞
以外的另一类主要细胞。在植物生长过程中 起着储存营养的作用。
• 杆状、长方形、正方形、椭圆形、球形、桶 形、袋状、枕头形等。
• 薄壁细胞含量高，是禾本科原料的一大缺点。
水稻一个维管束放大图
小麦茎结构
薄壁组织（ground tissue）
薄壁组织：薄壁细胞组成 薄壁细胞长度极短，粘结、交织能力很差，大量 的薄壁细胞对制浆造纸生产及产品质量、废液回 收等方面均有不良影响。－缺点 可通过备料及纸浆的筛选，降低浆中薄壁细胞的 含量，可改善草浆质量。 蔗渣通过两段除髓，使除髓率达到30％左右，可 使成纸的强度及形态的稳定性获得显著改善。
层是禾本科原料的造纸纤维的重要来源。 • 纤维特点：纤维直径甚小，长度短。
（2）维管束（bundle sheath）组织
• 维管束散生在基本组织中。由外围的纤维及中 央存在的导管、筛管和伴胞组成。靠外周的维 管束较小，但维管束分布的密度大；靠内方， 维管束较大，但分布的密度降低。
• 围绕在每个维管束四周的纤维层称为维管束鞘， 维管束鞘是禾本科纤维的另一个来源。
（一）麻类纤维原料 亚麻：纤维长8.0~40mm，平均纤维长为18mm左右，
宽 为 8.8~24.0μm 。 平 均 宽 为 16μm ， 长 宽 比 达 1000以上。
大 麻 ： 纤 维 长 在 15~25mm ， 宽 为 15~25μm ， 长 宽 比约为1000左右。
苎麻：纤维长在120~180mm，宽为20~50μm，长 宽比达2000。
• 棉花：棉桃上，纤维较长部分为皮棉；留在 籽壳上的一层绒毛为棉绒。
• 皮棉：纤维较长，细胞壁较薄，胞腔较大， 纤维扭曲呈带状，纤维的一端尖削，另一端 较钝。
• 棉花纤维长为12~23mm，平均长为 18.8mm，宽度为14.7~24.5μm，平均为 20μm。
压力要大一些。 • 竹纤维细而柔软，可抄造各种文化用纸、书
写用纸，并能与木浆配比生产水泥袋纸和其 它工业用纸。
二．半木材纤维原料(棉秆)
棉秆的解剖形态、纤维形态、化学组成和物理性质等， 与软阔叶材相近。
三．韧皮纤维原料
韧皮纤维细胞是长纺锤形的细胞，细胞壁强烈增厚并多木 质化；细胞的顶端部分彼此贴合在一起，形成强韧的组织 ，故韧性很强，不易折断，是优良的高级制浆造纸原料。

（5）筛管、伴胞
• 筛管、伴胞分子来自同一个母细胞，每个筛 管分子有一个或几个伴胞。
• 直径小，壁上有通孔或纹孔，作用是将植物 光合作用的产物自上而下输送到植株中各有 关部位中去。
• 筛管伴胞强度差，材料在干燥过程中就被破 坏。
（6）其他细胞
• 石细胞：呈球形、椭圆形或多角形。胞壁极 度增厚，常木质化、栓质化或角质化。石细 胞分布于多种植物的茎、叶、果实和种子中。 主要存在于竹子中。
• 杂细胞：禾本科原料的导管、薄壁细胞、表 皮细胞、石细胞统称杂细胞。
我国常用的草类纤维形态特征
麦草
结构疏松，易制浆； 草节中木素含量高，密度大，不易成浆，备
料时要除去草节； 杂细胞含量高，草浆质量差； 纤维短小，成纸匀度高。
蔗渣
特点： • 具有蔗髓，对液体吸收能力强，存在于纸浆
中影响纸的强度。所以蔗渣备料要进行除髓。 • 蔗渣半纤维素含量较高，打浆易于水化，抄
2．禾秆的细胞组成、形态
• 纤维细胞 • 薄壁细胞 • 导管 • 表皮细胞 • 筛管、伴胞 • 石细胞
1~3表皮细胞；4纤维横切面；5~7纤维细胞；8~11薄壁细胞
黄 竹 细 胞 全 态
（1）纤维细胞 禾本科原料含纤维低：40～70％（面积法） 竹子纤维含量较高，杂细胞含量较低。 玉米秆、高梁秆纤维含量很低，杂细胞含量很高。 纤维特点：短，一般小于2mm，竹子除外
薄壁细胞特点及与制浆造纸的关系
• 薄壁细胞大而壁薄，吸水量为自身质量的15倍， 故蒸煮时液比需大。
• 薄壁细胞的长度短，不单会给洗浆及抄纸等操 作带来麻烦，而且会影响成纸的强度和形态稳 定性。
• 原料的薄壁细胞含量越高，制浆造纸价值就越 低。
（3）导管（vessel) • 是植株的输导组织，吸收土壤中的水分和营