造纸纤维原料

植物纤维的化学组分 造纸植物纤维的化学组成,随产地、品种的不同以及同一品种的不同部位有不同的含量。

①纤维素:纤维细胞最基本的组分，由d-葡萄糖基聚合而成的直链状高分子化合物,分子式为(C6H10O5)n 。如木材的纤维素约占总组分的40~50%,是制浆过程中需要尽可能保留的。纤维素在大气环境中非常稳定，所以纸张能够保存多年而不变质。

②半纤维素:由数量不同的几种糖基组成带支链的共聚物，主要含有聚木糖类和聚甘露糖类。如木材的半纤维素占总组分的20~35%，是制浆过程中需要适当保留的。

③木素:一种芳香族高分子聚合物，由苯基丙烷单元构成，分子的结构复杂。针叶木、阔叶木、草类原料中的木素结构也有较大差异。木素单元的侧链上带有多种功能基和化学键，具有相当强的化学反应能力，能够与OH、SO3H、SO、SH、S、H2SO3及氯水、ClO、ClO2、过氧化物等发生化学反应。这些反应构成了制浆工艺的理论基础。如木材的木素占总组分的15~35%，制浆过程中除去木素的程度，视浆种不同而异。

④抽出物:可溶于一些溶剂中的物质，有低分子碳水化合物、萜烯类、脂肪酸、芳香族酸、丹宁和色素等。这类物质在制浆过程中大部分被溶出。木材的抽出物约占总组分的3~10%。

⑤灰分及其他:不溶于中性有机溶剂中的物质，包括灰分(无机物)、淀粉、果胶质和蛋白质等。木材的灰分约占总组分的0.5%。

《制浆造纸手册》编写组编:《制浆造纸手册第一分册纤维原料和化工原料》，轻工业出版社,北京,1987。

华南工学院主编:《制浆造纸工艺》，轻工业出版社，北京，1982。

植物体内管状或长纺锤状的细胞，在造纸技术上称做纤维。作为造纸工业纤维原料的植物应该具备:纤维含量较高，资源充分，运输方便和制造费用合理等条件。植物纤维原料一般分为木材和非木材纤维原料两大类。常用木材有:①针叶木，如云杉、冷杉、马尾松、落林松、红松等;②阔叶木，如杨木、桦木、桉木等。常用的非木材纤维原料有:①禾本科植物,如麦草、稻草、芦苇、甘蔗渣、芒草、竹、龙须草等;②韧皮植物，如大麻、红麻、胡麻、黄麻、亚麻、桑皮、 楮皮、 棉茎皮、废麻绳袋等;③棉纤维(种毛纤维)，如棉短线、破布等。

植物纤维形态①针叶木:含有管胞、射线细胞和射线管胞等，管胞占木材容积90%以上，长1.5~5.6mm，宽30~75µm，是造纸的优质纤维;②阔叶木:含有韧型木纤维、纤维管胞和管胞三种纤维细胞，统称为木纤维。木纤维长0.7~1.7mm，宽20~40µm，占木材容积的25~35%，其中以韧型木纤维最多。此外，阔叶木还含有导管细胞和射线细胞等;③禾本科植物:含有的纤维细胞约占细胞总量的50~60%,纤维一般长1~1.5mm,宽10~20µm，另外含有薄壁细胞、表皮细胞和导管细胞、石细胞等。中国常用造纸植物纤维的形态和非纤维状细胞含量(平均值)见下表。禾本科植物及阔叶木所制纸浆，因其纤维较短和所含非纤维状细胞较高，质量不如针叶木。从纤维的横切面观察(见图)，纤维细胞壁分为初生壁和次生壁,次生壁又分为外、中、内三层,细胞的中空部分为细胞腔。相邻细胞之间的物质为胞间层。细胞壁的各层均由宽25µm的微细纤维构成。微细纤维由直径3.5µm 的原细纤维构成。原细纤维则由大部按晶体排列的纤维素分子链构成。纤维在水中受到机械力的作用时，会发生细丝化和游离出更多的羟基，在纤维之间形成更多接触面积与氢键而增强纤维之间的结合，因而赋予纸较高的物理强度。

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