植物纤维化学习题
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一、名词解释1.木素:作为填充和粘接物,广泛存在于较高等维管束植物中,具有三维立体结构的天然高分子聚合物。
2.β-纤维素:用17%NaOH溶液在20℃下处理漂白化学浆45min,得到的溶解部分,用醋酸中和沉淀出来的纤维素,称为β-纤维素3.亲核试剂:对原子核有显著结构上的亲和力,而起反应的试剂,是一种电子对的给予体。
4.综纤维素:造纸植物纤维原料除去抽出物和木素后所留下的部分(即半纤维素和纤维素的总称)。
5.木素分子的生色基团:木素大分子结构中中含有的,能对光辐射产生吸收、具有跃迁的不饱和基团。
6.纤维素的特性粘度:表示纤维素溶液的比浓粘度在浓度趋于0时的极限值,与浓度无关。
7.纤维素聚合度:纤维素分子链中连续出现的重复单元的次数,是衡量纤维素分子大小的指标。
8.纤维素的可及度:某些能进入纤维素的无定形区而不能进入结晶区的化学试剂,可以到达并引起反应的部分占全体的百分率。
二、填空题1.目前,认为磨木木素和纤维素分解酶木素是与木材中的原本木素最为接近的木素材料。
2.纤维素葡萄糖基环中游离羟基是处于2、3、6位,其中在C2、C3为仲醇羟基,而在C6为伯醇羟基。
3.纤维素接枝共聚的方法主要有游离基引发接枝和离子型引发接枝。
4.木材细胞壁可以分为胞间层、初生壁、次生壁三个层次,其中次生壁是细胞壁的主要部分,占细胞壁总厚度的70%以上。
5.纤维素的酯化反应实质上属取代反应。
纤维素基环上不同羟基的反应性不同,对于纤维素的酯化反应,C6位伯醇羟基反应能力最高;纤维素醚化时,C2位仲醇羟基的反应能力最高。
6.木素的主要官能团有甲氧基、羟基、羰基。
7.半纤维素结构的研究方法较多,化学方法有部分水解法、高碘酸盐氧化法、Smith降解法、甲基化醇解法等。
三、简答题1.碱法和硫酸盐法蒸煮液中,主要的亲核试剂有哪些?答:碱法:OH-硫酸盐法:OH-、SH-、S2-2.用粘度法测定纤维素分子量的原理是什么?答:溶液内摩擦力较大时,流动显示出较大粘度,反之,粘度较小。
1.造纸用纤维原料分哪些类型:分为木材纤维原料(针叶木和阔叶木)非木材纤维原料(禾本科纤维、籽毛类纤维、叶部纤维,韧皮纤维)半木材纤维原料(棉纤维)2.描述纤维原料细胞壁的主要成分:纤维素、半纤维素、木素3.纤维素的特点?其性质和功能由什么决定:(1)不溶于水的均一聚糖;由D-葡萄糖构成的链状高分子化合物;D-葡萄糖基之间以纤维二糖(B-1-4)连接;具有特性的X-射线衍射图(2)结构单元、连接键型、功能基、DP.4.半纤维素的特点:由两种或两种以上的单糖组成的不均一聚糖;大多带有支链;构成线性单糖主链的单糖主要有:木糖、甘露糖、葡萄糖;构成短的侧链糖基有:阿拉伯糖、木糖、半乳糖、葡萄糖、岩藻糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸5.阐述阔叶木原料生物结构的特点:①横切面 a导管b木纤维成四边形或多边形c木薄壁细胞d木射线包薄壁细胞,部分为单列其他为双列或多列;②径切面a木纤维侧壁及其上纹孔b导管即其上具缘纹孔c宽带状的木射线;③a木纤维导管侧壁b纺锤状的木射线细胞。
6.针叶木阔叶木禾本科的抽提物:针:松香酸、脂肪酸、萜烯类化合物和不皂化物,主要存在于树脂道、木射线薄壁细胞;阔:游离或酯化的脂肪酸,少量中性物,无或少的松香酸,存在于木射线细胞和薄壁细胞;禾:蜡,存在于表皮7.原料树脂含量高对造纸的不良影响如何消除或减轻?答:4种方法:1)原料储备一段时间树脂因风化减少2)在备料车间钻孔去节3)蒸煮是通过大小放气回收松节油4)经过以上处理后,若纸浆中树脂含量还高,可加滑石粉或生物酶,然后在纸机净化系统中一并除去8.小放汽的作用:排除空气,释放假压;产生向上现象;回收松节油;压迫纹孔膜。
9.在测定原料中木素含量以前为什么要用有机溶剂对原料进行抽提:对原料抽提原因:木材原料中的松香酸、脂肪酸、萜烯类化合物及不可皂化物等成分,类原料中的蜡质等成分在分离木素时会和木素一起分离出来,有些多酚类物质还可能与木素发生缩合反应成为木素的组成成分,而导致结果偏高为了消除这种影响,故进行抽提。
植物纤维化学考研题库植物纤维化学考研题库植物纤维化学是一门研究植物纤维的组成、结构、性质以及其在纺织、造纸、医药等领域的应用的学科。
对于考研生而言,掌握植物纤维化学的相关知识是非常重要的。
下面将介绍一些常见的植物纤维化学考研题目,希望对考生有所帮助。
一、选择题1. 下列哪种纤维不属于植物纤维?A. 棉纤维B. 麻纤维C. 丝绸纤维D. 羊毛纤维2. 植物纤维的主要成分是:A. 蛋白质B. 纤维素C. 脂肪D. 糖类3. 植物纤维的结构特点是:A. 长度短B. 质地坚硬C. 富含脂肪D. 富含纤维素4. 植物纤维的应用范围不包括:A. 纺织B. 造纸C. 医药D. 建筑5. 下列哪种纤维是属于天然纤维?A. 聚酯纤维B. 尼龙纤维C. 人造纤维D. 棉纤维二、填空题1. 植物纤维的化学成分主要是_________。
2. 植物纤维的主要来源是_________。
3. 植物纤维的组成成分中,纤维素的含量最高,约占_______%。
4. 植物纤维的主要应用领域是_________。
5. 植物纤维的特点之一是_________。
三、简答题1. 请简要介绍一下植物纤维的来源和分类。
植物纤维的来源主要有棉、麻、丝、毛等。
棉纤维是从棉花中提取的,麻纤维是从麻植物的茎皮中提取的,丝纤维是由蚕丝虫的丝腺分泌物形成的,毛纤维是从动物身上获取的。
根据纤维的来源和性质的不同,植物纤维可以分为天然纤维和人造纤维两大类。
2. 简述一下植物纤维的化学成分和结构特点。
植物纤维的化学成分主要是纤维素,其含量在50%以上。
纤维素是由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成的长链聚合物。
植物纤维的结构特点是纤维素分子间通过氢键相互连接形成纤维束,纤维束之间通过横向结合力相互粘连,形成纤维的整体结构。
3. 请列举一些植物纤维的应用领域。
植物纤维在纺织、造纸、医药等领域有广泛的应用。
棉纤维是纺织品的主要原料,麻纤维常用于制作麻织品和纸张,丝纤维被用于制作丝绸和医药用品,毛纤维则常用于制作毛织品和保暖材料。
第一章1.纤维素、木素的概念纤维素是由β、D-葡萄糖基通过1、4苷键联结而成的线状高分子化合物。
木素是由苯基甲烷结构单元通过醚键、碳-碳键联接而成具有三维空间结构的芳香族高分子化合物.2.综纤维素、α-纤维素、β-纤维素、γ-纤维素的概念综纤维素,指造纸纤维原料除去抽出物和木素后多留下的部分。
综纤维素或漂白化学浆经17%NaOH(24%KOK),20℃,45min处理后,不溶物为ɑ;可溶经醋酸中和,不溶为β,溶为γ。
3.抽出物对制浆造纸的影响1,在木浆和酸法制浆过程中,是产生树脂障碍的根源,降低纸产量和质量,影响正常操作2,抽出物的存在阻碍了药业的渗透,增加了蒸煮和漂白药品的消耗3,在碱法制浆过程中,树脂酸和脂肪酸能与碱反应,生成皂化物,是制浆废液产生大量泡沫,影响洗涤,筛选,净化操作.4.树脂障碍在酸法制浆过程中,由于这些抽出物只是被加热、软化成油状物,漂浮在浆水体系中,易粘附到浆池壁、管道内壁、流浆箱、毛毯、铜网、烘缸、纸张等地方,给生产过程及纸张质量带来不良影响,故一般称之为“树脂障碍”。
5.春材、秋材的概念及特点每个年轮由两层构成。
内层是形成层在每年活动的初期(春季或者春夏之间)形成的,称为早材(或者春材)。
外层是夏末以及秋天形成,称为晚材(或者秋材,夏材)。
早材是由细胞壁比较薄的细胞组成,所以早材纤维具有弹性和柔韧性,容易打浆,能够制造出抗张强度和耐破强度高的纸张;而晚材纤维壁厚,形成管状,纤维又挺又硬,不容易打浆,抄成的纸除了撕裂度比较高以外,其他指标都不如早材纤维。
因此,就同一种木材,晚材率低的优于晚材率高的。
6.心材、边材的概念及特点颜色深的木材的中心部分叫做心材,颜色浅的靠近树皮的部分称为边材。
心材含水分少,有机物质多,坚硬,颜色深,比重大,化学药液浸透困难,不利于蒸煮。
边材颜色浅,比重小,药液容易浸透。
就制浆造纸的角度,心材不如边材。
7.针叶木中主要主要细胞类型、含量;阔叶木中细胞主要类型管胞(90%~95%,面积法)、木薄壁细胞、树脂道;阔叶木:木纤维(60%~80%,面积法)、管胞、导管、薄壁细胞及木射线薄壁细胞。
华南农业大学植物纤维化学试卷一、名词解释:纤维素、半纤维素、木质素、综纤维素、α-纤维素、β-纤维素、γ-纤维素、工业半纤维素、吸湿与解吸、润胀二。
填空题:1、木质素是由_________________通过___________键和___________键连接而成的天然高分子化合物。
2、针叶材最主要的细胞是___________呈___________状,阔叶材最主要的细胞是___________,它的特点是:___________。
草类原料的最主要细胞是:___________和___________草类原料中___________ ___________ ___________ ___________称为杂细胞。
3、木质素的分离方法根据分离原理,可分为两类:4、___________如___________5、___________ 如___________6、禾草类原料中___________ ___________是与木素以酯键结合的。
7、木素的主要功能基有:___________ ___________ ___________。
8、植物纤维原料的主要化学成分是:___________ ______________________三、简答题:1、植物纤维原料细胞壁的主要组分和少量组分分别包括哪些。
2、抽出物含量的高低对制浆性能有什么影响。
3、禾本科植物和木材原料的灰分含量有什么特点。
灰分含量高对制浆有什么危害。
4、什么是心材、边材。
哪种制浆性能更好。
为什么。
5、纹孔对有哪些种类。
6、为什么草类原料的制浆价值不如木材原料。
7、纤维细胞壁的结构。
三种主要化学成分在细胞壁中的分布。
8、说出木质素的生物合成的先体、木素基本结构单元名称、结构式和连接方式、主要的功能基有哪些。
9、分离木素前要对原料木粉进行什么样的处理。
为什么。
10、简述克拉桑木素的制备过程。
11、写出木素硝基苯氧化降解产物的名称、结构式。
植物纤维考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 植物纤维的主要来源是:A. 动物毛发B. 植物的茎和叶C. 矿物岩石D. 人工合成材料答案:B2. 纤维素是植物纤维中含量最多的成分,其化学式为:A. (C6H10O5)nB. (C6H12O6)nC. (C6H8O4)nD. (C6H6O3)n答案:A3. 植物纤维的强度和韧性主要取决于:A. 纤维的长度B. 纤维的直径C. 纤维的结晶度D. 纤维的表面粗糙度答案:C4. 下列哪种酶可以分解植物纤维中的纤维素?A. 淀粉酶B. 蛋白酶C. 纤维素酶D. 脂肪酶答案:C5. 植物纤维的吸湿性主要受哪些因素影响?A. 纤维的化学结构B. 纤维的物理结构C. 纤维的表面特性D. 所有以上因素答案:D6. 植物纤维的染色性能通常较差,主要原因是:A. 纤维表面光滑B. 纤维内部结晶度高C. 纤维分子间氢键强D. 纤维分子间范德华力强答案:C7. 植物纤维的生物降解性主要取决于:A. 纤维的化学结构B. 纤维的物理结构C. 纤维的表面特性D. 纤维的加工方法答案:A8. 植物纤维在造纸工业中的应用主要是利用其:A. 强度B. 韧性C. 吸湿性D. 可降解性答案:A9. 植物纤维的热稳定性通常较差,主要原因是:A. 纤维的化学结构不稳定B. 纤维的物理结构不稳定C. 纤维的表面特性不稳定D. 纤维的加工方法不稳定答案:A10. 植物纤维在纺织工业中的应用主要利用其:A. 强度B. 韧性C. 吸湿性D. 可降解性答案:B二、填空题(每空1分,共10分)1. 植物纤维的主要成分是____,它是一种多糖,由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成。
答案:纤维素2. 植物纤维的____性是指其在受到外力作用时,能够承受的最大负荷而不断裂的能力。
答案:强度3. 植物纤维的____性是指其在受到外力作用时,能够发生形变而不断裂的能力。
答案:韧性4. 植物纤维的____性是指其能够吸收和保持水分的能力。
植物纤维化学复习题(1)一.填空(12X3=36)1.制浆造纸工业用植物纤维原料大体可分为木材纤维原料和非木材纤维原料两种。
2.纤维素和半纤维素属于碳水化合物,而木素属于芳香族化合物。
3ﻫ. 草类原料的有机溶剂抽出物主要为:脂肪和蜡。
4.针叶材有机溶剂抽出物主要存在于树脂道和木射线薄壁细胞中。
5ﻫ.阔叶材有机溶剂抽出物含量一般比针叶材低,其主要组成为:游离及酯化的脂肪酸。
6. 木材原料的灰分含量一般不超过1%,草类原料的灰分含量一般多在2%以上。
7. 草类纤维原料灰分含量一般比木材高,而且60%以上是SiO2。
8ﻫ. 木素结构单元间的联结键有醚键和碳-碳键。
9ﻫ.植物细胞壁上的纹孔分为:单纹孔和具缘纹孔。
10ﻫ.针叶材的纤维细胞为:管胞,阔叶材的纤维细胞为:木纤维。
11ﻫ. 在细胞壁各层中,木素浓度最大的在胞间层,但木素的大部分存在于次生壁。
12ﻫ.针叶材的木素结构单元主要为:愈疮木基丙烷和少量的对-羟苯基丙烷。
13ﻫ.阔叶材的木素结构单元主要为:愈疮木基丙烷和紫丁香基丙烷。
ﻫ14. 木素的结构单元为:苯基丙烷,纤维素的结构单元为:D-葡萄糖基。
15ﻫ. 木素-碳水化合物联接点上的糖基有:D-木糖和D-半乳糖、L-阿拉伯糖。
ﻫ16. 木素与碳水化合物之间可能有的联接键为:α-醚键和酯键等形式。
ﻫ17.在酸性亚硫酸盐法制浆中、应特别注意防止木素的缩合反应,因为这种反应形成的化学键为不易断开的碳-碳键。
18.半纤维素是由两种或两种以上的糖基构成的不均一聚糖,它与木素有化学键联接。
ﻫ二.单项选择(14X3=42)1.聚半乳糖醛酸中的羧基80%以上被甲基化、一部分被中和成盐,所形成的物质称为:。
①果胶物质②果胶酸※③果胶质④半纤维素2.阔叶材中比针叶材含有更多的。
①聚葡萄糖甘露糖※②聚木糖③木素④灰分ﻫ3.草类原料的含量大多比较低、接近阔叶材的低值。
①纤维素②灰分③半纤维素※④木素ﻫ4.针叶材的管胞含量约占木质部总容积的。
植物纤维化学期末试卷植物纤维化学期末试卷篇一:植物纤维化学复习题一、填空1、木材纤维原料可分为()(商业上称为_______)和()(商业上称为_______)2、植物纤维细胞壁可分为()和( )两层,其中( )是细胞壁的主体。
3、在酸性亚硫酸盐法蒸煮中,木素结构单元间的( ) 键容易断裂,并在此引入( 基,而木素结构中占比例很大的( )键是稳定的。
在此法蒸煮中,要特别注意防止木素的( )反应。
4、植物纤维原料的少量成分主要有( ),()和( )。
5、半纤维素的溶解度与枝链有关,枝链多()溶,枝链少()溶。
6、木素的生物合成中形成二聚体的反应都是通过(),然后经( )或()的加成而稳定。
7、工业半纤维素包括()和( )。
8、针叶木滴定有机溶剂抽出物主要成分是( ),阔叶木的有机溶剂抽出物主要成分是( ),而草类的有机溶剂抽出物主要成分是()。
9、复合胞间层指()与( )。
10、纹孔分为()和( )两类,而纹孔对却分为( )、()、和()三种。
11、植物界种类繁多,而能用于制浆造纸的植物种类却只有( )和( )。
12、造纸工业将植物纤维原料分为( )、()和( )。
13、禾本科植物纤维细胞主要生长在( )和()中。
14、在制浆过程中,木素发生()反应,而在漂白过程中木素发生()反应。
15、针叶材的纤维细胞为(),含量约为( );阔叶材的纤维细胞为( );草类原料的纤维细胞含量较低,但含有较多的( )。
16、化学制浆过程是合理处理植物纤维原料三大成份的过程,其结果是应当尽量保留( ),适当保留( )和尽可能多地除去()。
17、纤维素降解反应包括()、()、( )、( )、()和( )。
18、木素大分子结构中,主要的三种苯基丙烷结构单元有()、( )、和()。
19、禾本科植物茎干的细胞类型与木材相比,多了( ),( )和( )。
20、在细胞壁中作为骨架物质的是( ),填充物质的是(),结壳物质的是( )。
植物纤维素化学试卷一、填空题(共40分,每空2分)1.植物纤维原料的主要化学成分包括、和。
2.木材原料的灰分含量一般不超过,草类原料的灰分含量一般多在以上,其中草类原料的灰分含量中 %以上是SiO2。
草类原料的苯醇抽出物含量一般为 %。
3. 木素的基本结构单元是,结构单元分别是、和,木素结构单元间主要是通过联结;纤维素的基本结构单元和结构单元相同都是,结构单元间主要是通过联结。
4.针叶材的纤维细胞为,阔叶材的纤维细胞为。
5.半纤维素的物理结构中少部分是结构,大部分是结构。
6. 纤维素本身含有极性羟基基团,使纸浆中的纤维素纤维表面带(负电、正电)。
为提高填料或胶料留着率,应使用化学助剂来调整纸浆的电荷特性。
7.的在纤维细胞壁中木素深度最高的部位是,木素含量最高的部位是。
二、词汇英译汉(共10分,每小题2分)1. LCC——————————2.Liguin—————————3.Glucose—————————4.Hemicellulose——————5.Annual ring————————三、名词解释(共10分,每小题2分)1.结合水2.润胀3.纤维素结晶度4.复合胞间层5.纹孔四、判断题(共10分,每小题2分)1. 由于剥皮反应,纤维素具有还原性末端基的葡萄糖会逐个掉下来,一直到产生纤维素末端基转化为偏变糖酸基的稳定反应为止。
()2.水分子可以进入纤维素的无定形区而不能进入结晶区。
()3.碘价、铜价越大,则纤维素的还原性越强。
()4.游离水能使纤维素发生润胀,但无热效应。
()5. 作为造纸原料,同种木材相比,晚材率低的优于晚材率高的。
()五、问答题(每小题15分,共30分)1.纤维素纤维的吸湿和解吸的概念,及其吸湿和解吸等温曲线存在滞后现象的原因。
2.如何自漂白化学浆制备α-纤维素、β-纤维素、γ-纤维素?并指出各自的化学组成。
答案仅供参考一、填空题(共40分,每空2分)1.植物纤维原料的主要化学成分包括纤维素、半纤维素和木素。
植物纤维形态与化学_南京林业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.木质素只存在于细胞壁的微纤丝之间。
参考答案:错误2.同一相对湿度下,解吸时的湿含量总是低于吸附时的湿含量。
参考答案:错误3.以下哪个是结晶区间润胀剂?参考答案:乙醇_水4.以天然状态存在于植物体中的木质素叫()。
参考答案:原本木质素5.相邻细胞之间的间隙称为()。
参考答案:胞间层6.纤维素具有两相结构。
参考答案:正确7.水解纤维素与纤维素的比较,性质有:参考答案:还原能力增加_溶解性能增加8.纤维素结晶区与无定形区是截然分开的。
参考答案:错误9.次生壁每一层内部,微纤丝之间相互()。
参考答案:平行10.树木的生长中心是()参考答案:髓心11.干纤维吸湿的描述,哪个是错的?参考答案:第二个阶段是细胞腔吸水。
12.纤维素纤维吸收()液体后,体积增大,内聚力下降,纤维变软,但仍保持外观形态。
参考答案:极性13.开链式葡萄糖是L糖。
参考答案:错误14.纤维素分子的所有的氢(H)都在直立键上(a键)上,而所有的羟基(-OH)都在平伏键(e键)上。
参考答案:正确15.纤维素由结晶区和()区交替排列而成。
参考答案:无定形16.纤维素在中性介质中,易生成()型氧化纤维素为主的氧化产物。
参考答案:还原##%_YZPRLFH_%##C=O##%_YZPRLFH_%##羰基17.纤维素在热碱液中的反应不包括:参考答案:酸性水解18.吸湿的本质是:参考答案:纤维素无定形区大分子上的-OH与空气中的H2O形成氢键。
19.自然界中的纤维素大都是下列哪种晶体类型?参考答案:纤维素I20.热力学上,下列哪种纤维素结晶变体更稳定?参考答案:纤维素II21.纤维素大分子的连接方式为()。
参考答案:1→4 beta-苷键22.纤维素基的分子式为()。
参考答案:(C6H10O5)n23.纤维素的基本结构单元是()。
参考答案:纤维二糖24.纤维素分子所含有葡萄糖基的数目称为()。
一、名词解释
1.木素:作为填充和粘接物,广泛存在于较高等维管束植物中,具有三维立体结构的天然高分子聚合物。
2.β-纤维素:用17%NaOH溶液在20℃下处理漂白化学浆45min,得到的溶解部分,用醋酸中和沉淀
出来的纤维素,称为β-纤维素
3.亲核试剂:对原子核有显著结构上的亲和力,而起反应的试剂,是一种电子对的给予体。
4.综纤维素:造纸植物纤维原料除去抽出物和木素后所留下的部分(即半纤维素和纤维素的总称)。
5.木素分子的生色基团:木素大分子结构中中含有的,能对光辐射产生吸收、具有跃迁的不饱和基团。
6.纤维素的特性粘度:表示纤维素溶液的比浓粘度在浓度趋于0时的极限值,与浓度无关。
7.纤维素聚合度:纤维素分子链中连续出现的重复单元的次数,是衡量纤维素分子大小的指标。
8.纤维素的可及度:某些能进入纤维素的无定形区而不能进入结晶区的化学试剂,可以到达并引起反应
的部分占全体的百分率。
二、填空题
1.目前,认为磨木木素和纤维素分解酶木素是与木材中的原本木素最为接近的木素材料。
2.纤维素葡萄糖基环中游离羟基是处于2、3、6位,其中在C2、C3为仲醇羟基,而在C6为伯醇羟基。
3.纤维素接枝共聚的方法主要有游离基引发接枝和离子型引发接枝。
4.木材细胞壁可以分为胞间层、初生壁、次生壁三个层次,其中次生壁是细胞壁的主要部分,占细胞壁
总厚度的70%以上。
5.纤维素的酯化反应实质上属取代反应。
纤维素基环上不同羟基的反应性不同,对于纤维素的酯化反应,
C6位伯醇羟基反应能力最高;纤维素醚化时,C2位仲醇羟基的反应能力最高。
6.木素的主要官能团有甲氧基、羟基、羰基。
7.半纤维素结构的研究方法较多,化学方法有部分水解法、高碘酸盐氧化法、Smith降解法、甲基化醇
解法等。
三、简答题
1.碱法和硫酸盐法蒸煮液中,主要的亲核试剂有哪些?
答:碱法:OH-
硫酸盐法:OH-、SH-、S2-
2.用粘度法测定纤维素分子量的原理是什么?
答:溶液内摩擦力较大时,流动显示出较大粘度,反之,粘度较小。
利用纤维素溶解成溶液,其粘度和分子量之间具有一定关系(Standinger关系式),测量溶液粘度可计算出相应纤维素分子量。
3.写出酚型β-芳基醚结构的木素结构单元聚合体在硫酸盐蒸煮中的反应式。
答:
4.半纤维素的主链和支链的糖基种类。
答:主链:木糖基、甘露糖基、鼠李糖基、半乳糖醛酸基
支链:阿拉伯糖基、葡萄糖醛酸基
5.氯与木素的反应主要有哪些?
答:苯环上氯的亲电取代反应
木素结构单元侧链的亲电取代反应
醚键的氧化裂解反应
木素脂肪族侧链碎解产物再氧化
侧链共轭或非共轭双键的氯的加成反应
6.木素苯基丙烷间的联接形式有哪些?
答:醚键的联接
碳-碳键的联接
缩合型联接和非缩合型联接
7.木素结构单元在酸碱介质中的基本变化是什么?
答:木素酚型结构单元(非酚型不能形成亚甲基醌)在碱性介质中的变化:
木素结构单元在酸性介质中的变化:
8.写出木素三种前驱物的化学结构式和纤维素的化学结构通式。
答:木素的三种前驱体:
纤维素的化学结构通式:
四、问答题
1.在碱法蒸煮过程中,木素与NaOH的反应有哪些?
答:木素与氢氧化钠的反应包括:
(1)通过木素大分子中酚型结构基团的α-芳基醚键、α-芳基醚键断裂,形成亚甲基醌中间物;
非酚型结构如在α-碳原子上连有OH的β-芳基醚键也可以断裂,形成环氧化合物的中间
物以及苯环上芳基甲基醚键断裂,上述4种醚键的断裂都产生新酚羟基。
由于酚羟基具有
弱酸性,对NaOH具有亲和力,实际上增加了木素的亲液基团,使反应继续下去。
(2)上述4种醚键的断裂过程中,伴随脱芳基、脱烷基、脱甲醛等反应,使木素分子逐步溶出;
其中以非酚型结构的β-芳基醚键断裂为主要降解反应,但只在α-位置有醇羟基情况下才
反应。
(3)具体反应过程式见第4题。
2.论述纤维素的剥皮反应历程。
答:1)纤维素葡萄糖末端基在碱作用下变为果糖末端基
2)烯醇式单糖转化为酮式
3)碳氧π键被水加成形成同碳二元醇
4)同碳二元醇不稳定,进行分子重排,在碱性溶液中转变为异变糖酸
3.论述纤维素纤维表面电化学性质(双电层理论)及其与制浆造纸的关系。
答:纤维素本身含有极性基团,使其在水溶液中表面带负电。
这引起水中正电子的热运动,而在纤维素纤维表面形成浓度梯度,纤维表面带负电荷合度及一、二层正电荷厚度合称吸附层;吸附层外到达电荷为零的距离成为扩散层。
两者组成扩散双电层,其中的正电荷等于纤维表面负电荷。
双电层中,过剩正电子浓度为零处,设其电位为零,纤维表面电位与该处电位差称为电极电位。
吸附层界面处与该处电位差称为电动电位(Zeta电位)。
纤维素纤维表面的电化学性质直接影响纸浆造纸中的过程条件。
如施胶时加入的胶料负离子与纤维表面负电排斥,故加入阳离子性电解质如Al3+等降低松香粒子Zeta电位,这样松香就会沉积到纤维表面。
同样在纸浆染色时加入媒染剂改变纤维表面电负性,也是利用了纤维表面的的电化学性质。
4.植物纤维原料的烧碱法制浆过程中,木素的基本反应有哪些?与烧碱法制浆相对比,硫酸盐法制浆过
程中木素的反应与溶出有何特点?
答:酚型α-芳基醚键(非酚型碱性稳定)碱化断裂:α-烷基醚键(非酚型碱性稳定)碱化断裂:
酚型β-芳基醚碱性反应:
非酚型β-芳基醚碱性反应:
OH-外还有HS-、S2-,它们比OH-有更强的亲核作用。
因此硫酸盐法制浆的时候,HS-、S2-优先与木素反应;170℃时碱法仅使β-芳基醚断裂30%而硫酸盐可全部裂开;碱法很难断裂的酚型β-芳基醚键在硫酸盐法中也可反应降解。
故硫酸盐法制浆木素降解作用更强,溶出速度更快,同样条件下得浆木素含量更低。