当前课程知识点：植物纤维化学 > 第二章 植物纤维化学成分 > 2.3 常用植物纤维原料的化学组成 > 2.3 常用植物纤维原料的化学组成
第三节 常用植物纤维原料的化学组成对比
同学们好，在前面的课程学习中
我们对植物纤维原料的化学成分有了大致了解
但这些化学成分在不同植物纤维原料中存在显著差异
这些差异不仅会影响制浆工艺
还会影响原料在生物质炼制、化学品及材料等领域的高值化利用
这节课我们来对比学习一下常用植物原料的化学组成
造纸工业常用的植物纤维原料主要包括
针叶材、阔叶材及禾本科原料
首先比较两种木材原料的化学组分
以松木与白桦为例，见图，两种原料的纤维素含量相近
阔叶材桦木半纤维素含量高于针叶材松木
而松木的木素含量高于桦木
在这个表中我们比较了木材与禾本科原料的化学组成
与木材相比，禾本科原料中木素含量低，半纤维素含量高
此外，禾本科原料含有较高的无机物
而且无机物中的主要化学成分为二氧化硅
1 木材的化学组成比较
由于品种和产地的不同 木材的化学组成也有很大差别
这个表中列出了一些木材的化学组成测定结果
以无抽提物的绝干木材为基准
针叶材纤维素、半纤维素和木素的平均含量
分别为43%、28%和29%
而阔叶材中这三种主要组分的含量分别为
45%、34%和21%
两种原料纤维素含量相当
但阔叶材木素含量普遍低于针叶材
另外，我们还可以看出
一般来说，阔叶材比针叶材半纤维素含量高
阔叶材含有更多的聚木糖
而针叶材含有更多的聚甘露糖
较多的聚半乳糖与聚阿拉伯糖
除杨木外，不论是阔叶材还是针叶材
聚葡萄糖的相对量变化很小
在半纤维素中，阔叶材含有大量的聚4氧甲基葡萄糖醛酸木糖
约含20%~25%
聚葡萄糖甘露糖则较少，为1%~3%
而针叶材的聚半乳糖葡萄糖甘露糖含量很高，约15%~20%
此外还有约10%的聚4氧甲基葡萄糖醛酸阿拉伯糖木糖
两种原料中聚阿拉伯糖半乳糖含量均较少，约为1~3%
2 树干与树枝、边材与心材、早材与晚材的化学组成比较
树干与树枝的化学组成差别较大 如表所示
无论是针叶材还是阔叶材，树枝的纤维素含量较少
木素含量较多， 聚戊糖、聚甘露糖含量较少
热水抽提物含量较高
在树干中，阔叶木的边材与心材组分含量差别不明显
但针叶材的边材与心材存在显著差异
针叶木心材有机溶剂抽提物较高
而木素和纤维素含量较少
边材的乙酰基含量高于心材
通常情况下，木材的晚材比早材含有更多的纤维素
而木素含量较低
3 树皮的化学组成
树皮平均占树木整个地面以上部分的10%
树皮的内皮和外皮化学组成不同
这个表列出了松木、云杉、桦木、青杨树皮的化学组成
树皮的化学组成特点是灰分多、热水抽提物含量高
纤维素和聚戊糖含量较少
但某些树种的树皮内含有大量的鞣质
较多的木栓质和果胶质
一般来说，针叶材和阔叶材树皮的纤维素含量低
不适用于造纸，主要用于制取鞣质或作为燃料
我国的落叶松树皮、油柑树皮、槲树皮及杨梅树皮可以浸制栲胶
4 禾本科植物纤维原料的化学组成
部分禾本科植物纤维原料的化学组成请看下表
大多数禾本科植物的纤维素含量都接近于木材原料的水平
但稻草、玉米秆、高粱秆等原料偏低
禾本科原料的木素含量大多数比较低
接近阔叶材的低值
其中稻草秆木素含量最低
但草叶、草节、草穗木素含量却很高
竹子比较特殊，其木素含量与针叶材相近
禾本科植物中的聚戊糖含量比针叶材高，相当于阔叶材的高值
热水抽提物与稀碱抽提物含量比木材高
其中稻草、麦草和玉米秆最高
禾本科原料的灰分含量均高于木材原料
以稻草杆最为突出，而且灰分中主要化学组成为二氧化硅
5 韧皮纤维原料的化学组成
韧皮纤维原料的麻类、檀皮、构皮、桑皮等是造纸的优质原料
这个表是麻类原料的化学组成
从表中可以看出，麻类纤维原料含有较多的纤维素
除了黄麻、青麻等少数麻外
其他麻类的木素含量较低，果胶质较高
其中亚麻的果胶质含量最高可达9.29%
因此，大麻和亚麻原料制浆的主要任务是脱除果胶
脱胶方法主要采用发酵法
这个表中给出了几种韧皮纤维原料的化学组成
与麻类原料相比，其他韧皮纤维原料
果胶质、木素及灰分含量均较高，但木素含量比一般草类原料低
这些原料的化学制浆既要脱果胶又要脱木素
多采用碱法制浆
6 棉纤维、棉秆的化学组成
棉纤维的特点是纤维素含量高
其中，优质棉纤维含95%~97%的纤维素 不含木素
未精制的棉短绒中含2%~3%木素
同时还有少量的脂肪、蜡、果胶质和聚戊糖等附着在纤维素表面
制浆时需要用碱法蒸煮将脂肪和蜡除去
棉秆由棉秆皮和棉秆芯组成
其中棉秆皮包括内皮和外皮
外皮会影响漂白，造成纸张尘埃
内皮则是较好的纤维原料，但极难将其与外皮分开
棉秆芯的综纤维素与木素含量均高于棉秆皮
棉秆芯的果胶质较少，而棉秆皮较多，可达7%
两者灰分含量较高，且棉秆皮大于棉秆芯
此外，棉秆皮中含有更多的苯乙醇抽提物
我们在用棉秆皮制浆时，需要先脱胶，再蒸煮脱除木素
而用棉秆芯制浆时，只需要脱除木素
小结
这节课我们对比了常用植物纤维原料的化学组成
相信同学们已经了解了针叶材与阔叶材的化学成分差异
以及非木材类纤维原料的化学组成特点
这些知识能帮助我们更加合理的利用纤维原料
选择更加合适的制浆工艺
下节课我们将学习木材中的水分
欢迎大家继续关注我们的课程
-绪论
--绪论
-讨论
-1.1 植物纤维原料形成与分类
-1.1 植物纤维原料形成与分类--作业
-1.2 木材的宏观结构
--木材的宏观结构
-1.2 木材的宏观结构
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造--作业
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构--作业
-1.5 纤维细胞壁超微结构
-1.5 纤维细胞壁超微结构--作业
-1.6 纤维形态学因素
-1.6 纤维形态学因素--作业
-讨论
-图文
-课程思政--中国文化自信案例1
--纸的故事（一）
-本章总结
-2.1 植物纤维原料的化学组成
-2.1 植物纤维原料的化学组成--作业
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响--作业
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成--作业
-讨论
-图文
-本章总结
-3.1水分存在形式
-3.1水分存在形式--作业
-3.2 水分对木材的影响
-3.2 水分对木材的影响--作业
-讨论
-图文
-课程思政——木材水分与干缩湿胀实例
-本章总结
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质--作业
-4.2 芳香族化合物
-4.2 芳香族化合物--作业
-4.3 脂肪族化合物和无机物
-4.3 脂肪族化合物和无机物--作业
-4.4 提取物的分布、提取和分离
-4.4 提取物的分布、提取和分离--作业
-4.5 提取物对加工利用的影响
-4.5 提取物对加工利用的影响--作业
-讨论
-课程思政——提取物的高效利用实现绿水青山就是金山银山
--松脂采集
--松脂加工利用案例
-本章总结
-5.1糖化学基础
-5.1糖化学基础--作业
-5.2纤维素的存在、结构、性质
-5.2纤维素的存在、结构、性质--作业
-5.3纤维素物理结构
-5.3纤维素物理结构--作业
-5.4纤维素晶体结构
-5.4纤维素晶体结构--作业
-5.5纤维素结晶度及测定方法
-5.5纤维素结晶度及测定方法--作业
-5.6 纤维素润胀、溶解
-5.6 纤维素润胀、溶解--作业
-5.7 纤维素双电层及热解
-5.7 纤维素双电层及热解--作业
-5.8 纤维素酸水解和碱降解
-5.8 纤维素酸水解和碱降解--作业
-5.9 纤维素的氧化
-5.9 纤维素的氧化--作业
-5.10 纤维素酶降解
-5.10 纤维素酶降解--作业
-5.11纤维素酯化
-5.11纤维素酯化--作业
-5.12 纤维素醚化
-5.12 纤维素醚化--作业
-5.13纤维素接枝共聚与交联
-5.13纤维素接枝共聚与交联--作业
-5.14纤维素物理改性
-5.14纤维素物理改性--作业
-5.15细菌纤维素
-5.15细菌纤维素--作业
-讨论1
-讨论2
-图文
-拓展学习资料
--纸张结构
--纤维角质化定义
--纤维角质化机理
-课程思政--文化自信案例2（中国古名纸）
-课程思政——国家能源战略：生物质能源
-课程思政——文化自信案例3（纤维素与纺织）
-本章总结
-思维导图
-6.1半纤维素的命名、存在
-6.1半纤维素的命名、存在--作业
-6.2半纤维素提取
-6.2半纤维素提取--作业
-6.3半纤维素分离及糖基测定
-6.3半纤维素分离及糖基测定--作业
-6.4半纤维素的化学性质
-6.4半纤维素的化学性质--作业
-6.5半纤维素与纸张的关系
-6.5半纤维素与纸张的关系--作业
-6.6半纤维素利用
-6.6半纤维素利用--作业
-讨论
-图文
-拓展学习-功能性低聚糖
--功能性低聚糖
--常见功能性低聚糖
--木糖醇的食用
-本章总结
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.2 木素的存在及其生物合成
-7.2 木素的存在及其生物合成--作业
-7.3 木素概念及化学结构
-7.3 木素概念及化学结构
-7.4 木素的分离
-7.4 木素的分离--作业
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.8 木素的显色反应
-7.8 木素的显色反应
-7.9 木素化学结构与化学反应的关系
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-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.13 木素的亲电反应
-7.13 木素的亲电反应
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.15 木素的利用
-7.15 木素的利用
-讨论1
-讨论2
-图文
-植物纤维化学实验资料
--植物纤维化学实验
-课程思政——文化自信案例3：中国造纸技术的贡献
-本章总结
-考试
