第二节造纸植物纤维化学成分与纸张耐久性VIP专享VIP免费

第二节 造纸植物纤维化学成分与纸张耐久性一、 纤维素(cellulose)（一）纤维素的结构纤维素是由若干个 ß-葡萄糖(ß-glucose)脱水聚合形成的直链高分子化合物，前一个ß-葡萄糖上 C1的（－OH）和后一个 ß-葡萄糖 C4上的（—OH）脱去一个 H2O，以氧桥即甙键（—O—）相连。纤维素分子式（C6H10O5）n,其中 C6H10O5为葡萄糖基(glucosyl)，n 为聚合度，n 表示纤维素长度。n 越大，链越长，甙键越多，纸张纤维耐久性越好。1.纤维素的形成两个化学反应：植物体内光合作用(photosysthesis)生成葡萄糖（单糖化合物），ß-葡萄糖脱水聚合(polymerization)生成纤维素（同种单糖聚合而成的均一多糖化合物）。 6CO2 +6H2O 光 C6H12O6 +6O2nC6H12O6 脱水聚合 (C6H10O5)n + nH2O 2.纤维素的结构特点与纸张耐久性（1）纤维素的直链结构有利于纸张耐久性直链分子之间容易靠近，分子间作用力（范德华力）大，耐久性好。（2）纤维素分子之间能形成氢键(hydrogen bond)，有利于纸张的耐久性氢键的形成，纤维素分子间成千上万个氢氧基靠近到 2.6nm 的距离内时，一个纤维素分子链上（－OH）中的 H 原子与另一个纤维素分子链上（－OH）的 O 原子互相吸引形成氢键。靠静电引力相结合（OH······O）。氢键以虚线表示。分子链越长，氢键结合越多，键能总和越大对纸张强度贡献越大。结晶区(crystal lattice)的形成：由于氢键的作用，若干个纤维素分子排列整齐有序，相互靠的很近，形成的结晶状态称为结晶区。结晶区内有害物质和水分难以侵入，纤维素分子不易产生有害反应，提高纸张耐久性。结晶区（稳定区） 非结晶区（不稳定区）（二）纤维素的性质1.溶解性(solubility)常温下不溶于水和一般有机溶剂，溶解性能稳定。2.纤维素水解(hydrolysis)纤维素水解反应概念：纤维素分子在一定条件下与水发生加水分解反应， ß-葡萄糖1.4 甙键(C1—O)断裂，水分子加入，生成比原来纤维素分子链短的一群物质，即水解纤维素(hydrocellulose)的过程。影响纤维素水解的因素有： 水分（空气湿度或纸张含水量）、酸的催化能力与种类、微生物分泌的胞外酶、温度、纤维的种类纤维素水解反应的危害：分子聚合度下降，分子间范得华力和氢键作用力减小，纸张机械强度下降，耐久性受损。3.纤维素氧化(oxidation)纤维素氧化反应概念：纤维素分子在一定条件下分子上的—OH 被氧化剂氧化生成含—CHO、—CO、—COOH 等，生成与原来纤维素结构不同的氧化纤维素(...