植物纖維化學

緒論

第一章 植物纖維原料的化學成分及生物結構

第一節 植物界的基本類群

第二節 植物纖維原料的化學成分

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第二章 木素

第一節 木素的存在及木素的生物合成

第二節 木素分離與研究

……

第三章 纖維素及其衍生物

植物纖維化學是製漿造紙工程和林產化學加工專業的一門專業基礎理論課程，主要研究製漿造紙植物纖維原料的生物結構及其所含各組分，特別是木質素、纖維素和半纖維素三種主要組分的化學組成、化學結構、物理和化學性質，分佈規律及其利用途徑。

本課程主要內容包括造紙植物纖維原料的分類及其代表性植物、植物纖維化學成分木材纖維原料的生物結構及細胞形態、非木材纖維原料的生物結構及細胞形態、主要植物細胞的構造、木素的生物合成、木素的分離於研究、木素的化學構造、木素的化學反應、木素的物理性質及其利用、纖維素的化學結構及其生物合成、纖維素分子量和聚合度的測定及其分佈、纖維素的物理結構、纖維素的物理性質及物理化學性質、纖維素的化學性質、功能化纖維素材料、半纖維素的化學結構及其研究方法、半纖維素的化學性質及其在製漿過程中的變化、纖維素對紙漿和紙張性質的影響等。在教學中主要讓學生了解和掌握目前纖維化學的研究成果和研究方法，為本科生學習製漿造紙專業課及進一步深造打下堅實的理論基礎。

植物纖維化學的學習內容牽涉有機化學、分析化學（包括儀器分析）、物理化學、高分子化學、高分子物理等相關基礎課程。本課程重點研究的製漿造紙植物纖維原料的三種主要成分（俗稱三大素），都是天然有機高分子化合物，因此本課程可視作是高分子化合物化學的一個組成部分。

植物纖維化學與製漿造紙工業的關係

世界上製漿造紙屬於木材的化學加工。以植物纖維為原料的製漿造紙過程，其基本原理是用化學、機械，生物或兩種相結合的方法將植物原料中的纖維分離出來，再在漿、水混合的懸浮體中使纖維重新交織成均勻而緻密的紙張。纖維的分離實質上是使纖維中所含木質素得到塑化或溶解的過程，而重新交織成紙張則是通過改變纖維中纖維素和半纖維素的成紙性質，提高其交織能力的過程。因此，更好地了解各種植物纖維原料的形態組織，更深入地認識纖維素、半纖維素和木質素的化學、物理性質，將有助於提高製漿的得率，保證紙張質量。製漿造紙過程就其本質而言，是木材（植物纖維原料）的化學、機械或化學機械加工。木材化學的研究與製漿造紙工業的發展密切相關，並相互促進。世界造紙發達國家多以木材為原料，造紙工業的發展促進了木材化學研究的進展。而木材化學研究所取得的成果又推動了造紙工業的更快發展。我國由於森林資源較少、木材短缺，目前只能以草類原料為主，但草類原料的化學組成及特性與木材原料有較大的區別，導致我國造紙廠規模較小、污染嚴重等問題，根據我國國情，草漿將會繼續存在，同時廢紙回用也會越來越多。植物纖維化學是製漿造紙科學與技術領域中很基礎的部分，核心為纖維素、半纖維素和木素等組分的含量、生物學來源、化學結構及反應機理，但是，該學科是許多工藝技術的源頭，涉及到造紙原料的開發、製漿和漂白技術的發展以及造紙廠廢水深度處理等問題。建國以來，我國大量的造紙工作者為該學科的發展做出了貢獻，為發展具有中國特色的造紙工業體系奠定了基礎。要使我國造紙工業走上可持續發展的道路，依然有很多問題需要去解決，植物纖維化學的研究是造紙工業技術創新的重要原動力。在人力、物力和財力上繼續加大對植物纖維化學研究的支持，能在很大程度上帶動我國造紙工業的持續、健康的發展。

植物纖維化學的主要參考資料：

（1）植物纖維化學（第三版），輕工業出版社（2005）

（2）木材化學 ─ 基礎與應用，（芬蘭）Eero Sjörstrom著，王佩卿，丁振森譯，中國林業出版社（1981）

（3）Wood Chemistry ─ Ultrastructure and Reactions, Dietrich Fengel, Gerd Wegener (1984)

（4）木質素的化學 ─ 基礎與應用，（日本）中野准三著，高潔等譯，輕工業出版社（1979）

（5）木材化學，（日本）中野准三等著，鮑禾等譯，中國林業出版社（1983）