郑重声明：老师课堂上讲题型可能有选择、填空、简答（具体题型还没确定），发下去的试卷是来自材料专业的老师给的，所以试卷仅供参考哈~~——09轻化工程第一章思考题1．如何将造纸植物纤维原料进行分类？一、木材纤维原料(wood fiber)1 针叶材(Needle leaved wood or Softwood or Coniferous)叶子多呈针状，材质比较松软，如马尾松、落叶松、云杉、冷杉、火炬松等。

2 阔叶材(Leaf wood or Hardwood or Dicotyledon)叶子多呈宽阔状，材质较坚硬，如杨木、桉木、桦木、相思木等。

二、非木材纤维原料(non-wood fiber)1 禾本科纤维原料稻草、麦草、芦苇、荻、甘蔗渣、高梁杆、玉米秆、麻杆、竹子等。

2 韧皮纤维原料树皮类：棉秆皮、桑皮、构皮、檀皮、雁皮麻类：红麻、亚麻、黄麻、青麻、大麻3 籽毛纤维原料棉花、棉短绒、棉质破布4 叶部纤维原料香蕉叶、龙舌兰麻、龙须草等三、半木材纤维原料棉秆,其化学成分、形态结构及物理性质与软阔叶材相近。

2．造纸植物纤维原料中、主要化学组成是什么？写出定义或概念。

主要化学组成是木素和碳水化合物（carbohydrates):纤维素和半纤维素纤维素是由D－吡喃式葡萄糖基通过1，4-β苷键联结而成的均一的线状高分子化合物。

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。

木素是由苯基丙烷结构单元(即C6-C3单元)通过醚键、碳-碳键连接而成的具有三维空间结构的芳香族高分子化合物3．比较纤维素与半纤维素的异同。

①纤维素与半纤维素共同存在于大多数植物细胞壁中。

②纤维素全部由葡萄糖单位聚合而成，而半纤维素是一种杂聚多糖，常含有木糖，甘露糖，半乳糖，鼠李糖，阿拉伯糖等单糖单位。

③在酸性环境下半纤维素远较纤维素易于水解。

④半纤维素比纤维素的分子要小，大约含有500到3000个单糖单位，后者大约含有7000到15000个。

⑤半纤维素是分支的聚糖，而纤维素是不分支的。

半纤维素具有亲水性能，可以造成细胞壁的润胀，赋予纤维弹性。

⑥一般木材中，纤维素占40～50%，还有10～30%的半纤维素和20～30%的木质素。

4．写出综纤维素的定义及四种制备方法、并指出哪种方法比较好？P7（1）定义又称总纤维素，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称）。

（2）制备方法(P7)氯化法、亚氯酸钠法、二氧化氯法、过醋酸法以上方法得到的综纤维素都含有少量的木素，而且制备过程中往往使得少量碳水化合物被溶出。

5．如何自综纤维素制备α-纤维素？并指出其化学组成。

P8(1)用17.5%NaOH或（24%KOH）溶液在20℃下处理综纤维素或漂白化学浆45min，将其中的非纤维素碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物，分别称为综纤维素的α-纤维素或化学浆的α-纤维素。

(2)α-纤维素包括纤维素和抗碱的半纤维素6．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。

P8（1）α-纤维素用17.5%NaOH或（24%KOH）溶液在20℃下处理综纤维素或漂白化学浆45min，将其中的非纤维素碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物，分别称为综纤维素的α-纤维素或化学浆的α-纤维素。

（用英文翻译）包括纤维素和抗碱的半纤维素（2）β-纤维素和γ-纤维素用漂白化学木浆制备α-纤维素时，处理中所得到溶解部分，用醋酸中和沉淀出来的那部分为β-纤维素，不沉淀部分为γ-纤维素。

β-纤维素包括高度降解的纤维素和半纤维素，γ-纤维素全为半纤维素。

7．如何制备Cross and Bevan纤维素？P8采用氯气处理湿润的无抽提物试料，使木素转化为氯化木素，然后用亚硫酸及约含2%亚硫酸钠溶液洗涤、以溶出木素。

重复以上处理、直至加入亚硫酸钠后仅显淡红色为止。

半纤维素的溶出较多，残留少量木素。

8．如何制备硝酸乙醇纤维素？P8用20%的硝酸和80%乙醇的混合液，在加热至沸腾的条件下处理无抽提物的试样，使其中的木素变为硝化木素、溶于乙醇中而被除去，所得残渣既为硝酸乙醇法纤维素。

此法结果最差，部分纤维素和大部分半纤维素被降解，含量更低。

9．写出有机溶剂抽出物的定义、并指出常用的有机溶剂有哪些？P9有机溶剂抽出物：用中性有机溶剂抽提植物纤维原料，溶解在溶剂中的有机物。

常用的有机溶剂：水、稀碱、苯、乙醇、苯－醇混合液、乙醚、丙酮、石油醚10．写出针叶材、阔叶材和草类原料、各自的有机溶剂抽出物的化学组成及存在的位置？P9—P13(1)针叶材的抽出物①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(Rosin Acids)、萜烯类化合物、脂肪酸(Fatty Acids)及不皂化物。

②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。

(2)阔叶材的抽出物阔叶木的抽出物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。

主要存在于木射线和木薄壁细胞中。

（3）禾本科植物原料的抽出物①主要成分是蜡质，少量高级脂肪酸和高级醇②抽出物含量低③主要存在于禾本科原料表皮层的外表面④量少，对生产过程及废液的回收利用的影响不大11．写出果胶质的分子结构式、并说明果胶质存在于哪些植物中？P20主要存在于胞间层（M）和初生壁(P)果胶质含量：针叶木及草类的果胶质含量很少（阔叶木>针叶木和草类）。

麻、棉杆皮、桑皮、檀皮含果胶质较多。

所以韧皮纤维原料制浆中所要解决的主要矛盾（脱胶）与木材和草类不同（脱木素）。

12．写出植物纤维的定义。

植物纤维（plantfibre）是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织。

它的细胞细长，两端尖锐，具有较厚的次生壁，壁上常有单纹孔，成熟时一般没有活的原生质体。

植物纤维在植物体中主要起机械支持作用。

13．试述死亡细胞壁的构造。

纤维细胞壁的微细结构模型图（参照课本P43图 1—28）14．叙述木材的粗视结构。

P22☞木材的三个切面:横切面、经切面、弦切面☞树心☞树皮☞形成层☞木质部(早材、晚材、年轮、生长轮、边材、心材、环孔材、散孔材）15．植物细胞壁上纹孔的功能及种类？P63—64功能：⏹纹孔是相邻细胞间的水分和养分的通道。

⏹蒸煮液通过纹孔渗透到细胞内部使其与木素进行反应，小放气可以震破孔膜，利于药液渗透，使原料得到均匀蒸煮。

针叶木纤维细胞都是具缘纹孔。

阔叶木都是单纹孔，只有少量是具缘纹孔，有些甚至无纹孔，具缘纹孔比单纹孔更有利于药液的渗透。

蒸煮木材和竹子要多次放气。

阔叶木单纹孔，纹孔口小，不利于药液渗透，难于蒸煮16．如何将木材植物细胞进行分类？17．叙述针叶材的生物结构、并指出其含有哪几种细胞及含量百分比？P17生物结构看书本上的图P17针叶材中的细胞最主要是管胞，并有少量的木射线，一般不含导管（1）管胞：针叶木的最主要细胞，形似纺锤状；占针叶木细胞总数的90%-95%，具有输导水分和支撑树木的双重作用。

（2）木薄壁组织：针叶材中的射线细胞，含量少，壁薄腔大，长度小，呈长方形，径向排列，胞腔内含树脂；在木质部称为木射线，在韧皮部称为韧皮射线；一般为单列，且无异型射线，通过纹孔与其他细胞相通，是细胞间横向流通的通道，具有储存营养的作用、（3）树脂道：是部分针叶木独有的特征，是由若干个分泌细胞所围成形的一种胞间道。

它不是一个细胞也不是组织而是细胞间隙，中间充满树脂，故称为树脂道。

分为轴向树脂道和径向树脂道，两者互相沟通，形成树脂道网。

18．叙述阔叶材的生物结构、并指出其含有哪几种细胞及含量百分比？P18(1) 木纤维：阔叶木的纤维细胞，是阔叶木的主要细胞和支持组织。

大部分阔叶材的纤维细胞含量为60～80%。

纤维细胞含量明显低于针叶木纤维细胞含量，造纸价值不如针叶木。

般不用于单独抄造高强度纸张。

（2）管胞：阔叶材中的管胞短而少，形态与针叶木中的管胞相似，纹孔为具缘纹孔，纹孔缘明显，纹孔直径大于或等于导管细胞侧壁上的纹孔直径。

（3）导管：由一串具穿孔的管状细胞所构成，是阔叶木中的水分输导组织。

约占阔叶材总体积的20%；以导管的细胞壁的增厚情况不同，可分为五种类型：环纹导管、螺旋状导管、梯形导管、网纹导管、纹孔导管；导管的大小和分布影响制浆过程中药液的浸透。

（4）薄壁细胞：轴向薄壁组织：纺锤状薄壁组织细胞、木薄壁组织束；含量分布变化较大：从小于1％至24％不等（5）木射线细胞：同型木射线：只有径向排列的木射线细胞；异型木射线：既有直立的又有横卧的细胞19．叙述草类原料的生物结构、并指出其含有哪几种细胞及含量百分比？P33①纤维细胞♓是禾本科植物纤维原料的最主要细胞，禾秆的支持组织。

♓形态：两端尖削，腔小。

纤维长度1.0~1.5mm(一般<2mm)，宽一般10~20µm。

♓纤维含量低，40～70％②薄壁细胞（Parenchyma）◈壁薄腔大，形状多样（杆状、长方形、正方形、球形、枕头形等），长度较短◈含量高，草类达46％。

又称为基本组织（禾本科原料的一大缺点）③表皮细胞长细胞和短细胞（硅细胞、栓质细胞）④导管和筛管导管细胞含量高，直径大⑤石细胞细胞壁极度增厚，细胞腔极小，常木质化、栓质化或角质化。

非纤维状，尺寸小，洗涤过程易随水流失。

主要存在于竹子中20．从细胞形态的角度分析、哪种植物纤维原料为造纸的优质原料？棉花纤维以及棉短绒中，纤维素以外的杂质含量最低，因而具有制浆、漂白工艺最简单，造纸价值最高等特点。

针叶材、阔叶材和禾本科三类原料相比，针叶材的木素含量最高，阔叶材次之，禾本科原料（除竹子外）木素含量最低。

禾本科原料较易蒸煮、漂白，生产工艺条件需温和些；针叶材原料较难蒸煮、漂白，工艺条件需强烈些；阔叶材原料制浆、漂白难易程度则介于两者之间。

三类原料的半纤维素含量（及组成）明显不同，半纤维素含量高的原料，碱法浆得率高，纸浆易吸水润涨，成纸具有紧度高、透明度高等特点。

木材原料的有机溶剂抽出物含量高，既赋予原料特有的颜色、特殊用途及经济价值；也将对制浆生产及工艺操作，废液回收，纸浆漂白剂白度稳定性方面造成影响。

并且，阔叶材原料所造成问题会更突出一些。

禾本科原料的灰分含量明显比木材原料的高；且其主要成分是二氧化硅，对草浆洗涤、漂白液回收等方面造成影响。

碱法制浆时，增加碱回收的“硅干扰”；酸法制浆时，会引起纸的纸病。

韧皮纤维原料中果胶质含量较高，由于果胶质与金属离子的特殊关系，韧皮纤维原料中的灰分含量也较高。

21．解释下列名词概念并写出数学表达式：长宽比、壁腔比、纤维数量平均长、纤维重量平均长、纤维长度分布频率。