非木材纤维原料生物结构及细胞形态(精品)

,Chapter 1 The Composition and Structure of Wood,*,Tianjin University of Science&Technology,第四节 非木材纤维原料的生物结构及细胞形态,一禾本科纤维原料,1,禾秆的横切面构造,小麦茎结构,小麦茎结构,基本组织,表皮,维管束,茎,2.,禾秆的横切面构造,禾秆的结构可分为两种类型：,维管束是分散,的，如甘蔗、芒秆、玉米、高梁等。,维管束成两轮排列，茎中央中空成髓腔,，如小麦、芦苇、水稻、毛竹等。,（,1,）表皮组织：,由表皮细胞及皮下纤维层构成。,皮下纤维层,是禾本科原料的造纸纤维的重要来源。,纤维特点：,纤维直径甚小，长度短。,禾秆的组织,（,2,）维管束（,bundle sheath,）组织,维管束散生在基本组织中。由外围的,纤维,及中央存在的,导管,、,筛管,和,伴胞,组成。靠外周的维管束较小，但维管束分布的密度大；靠内方，维管束较大，但分布的密度降低。,围绕在每个维管束四周的纤维层称为,维管束鞘,，,维管束鞘,是禾本科纤维的另一个来源。,水稻一个维管束放大图,小麦茎结构,薄壁组织（,ground tissue,）,薄壁组织：薄壁细胞组成,薄壁细胞长度极短，粘结、交织能力很差，大量的薄壁细胞对制浆造纸生产及产品质量、废液回收等方面均有不良影响。,缺点,可通过,备料,及,纸浆的筛选,，降低浆中薄壁细胞的含量，可改善草浆质量。,蔗渣通过两段除髓，使除髓率达到,30,左右，可使成纸的强度及形态的稳定性获得显著改善,。,2,禾秆的细胞组成、形态,纤维细胞,薄壁细胞,导管,表皮细胞,筛管、伴胞,石细胞,1,3,表皮细胞；,4,纤维横切面；,5,7,纤维细胞；,8,11,薄壁细胞,黄竹细胞全态,（,1,）纤维细胞,禾本科原料含纤维低：,40,70,（面积法）,竹子,纤维含量较高，杂细胞含量较低。,玉米秆、高梁秆,纤维含量很低，杂细胞含量很高。,纤维特点：,短，一般小于,2mm,，竹子除外,细，一般小于,20,m,，部分甘蔗除外,故一般草类原料的制浆造纸价值比不上木材原料,。,（,2,）薄壁细胞,(parenchyma),又称基本组织，是禾本科原料中除纤维细胞以外的另一类主要细胞。在植物生长过程中起着,储存营养,的作用。,杆状、长方形、正方形、椭圆形、球形、桶形、袋状、枕头形等。,薄壁细胞含量高,，是禾本科原料的一大缺点。,薄壁细胞特点及与制浆造纸的关系,薄壁细胞大而壁薄，吸水量为自身质量的,15,倍，故,蒸煮时液比需大,。,薄壁细胞的长度短，不单会给洗浆及抄纸等操作带来麻烦，而且会影响成纸的强度和形态稳定性。,原料的薄壁细胞含量越高，制浆造纸价值就越低。,（,3,）导管（,vessel),是植株的,输导组织，,吸收土壤中的水分和营养输送给植株。,禾本科原料的,导管细胞含量高,，,直径,比纤维细胞,大,的多。,导管形式有：,原生导管：环状、螺纹状,后生导管：梯形、网纹状,（,4,）表皮细胞,作用：,保护植株的内部器官。,由长细胞和短细胞组成。,多呈锯齿状，也有的边缘平滑无齿痕的。,长细胞的端面多呈锯齿形以提高细胞间的结合强度。,短细胞是由,硅细胞,和,栓质细胞,组成的。,碱法制浆：,硅细胞被碱溶解，增加废液中的硅酸钠含量，形成,“,硅干扰,”,。,酸法制浆：,表皮细胞成片存在于纸浆中，引起纸病。,（,5,）筛管、伴胞,筛管、伴胞分子来自同一个母细胞，每个筛管分子有一个或几个伴胞。,直径小，壁上有通孔或纹孔,，作用是将植物光合作用的产物,自上而下,输送到植株中各有关部位中去。,筛管伴胞强度差，材料在干燥过程中就被破坏。,（,6,）其他细胞,石细胞：呈球形、椭圆形或多角形。,胞壁极度增厚，常木质化、栓质化或角质化。石细胞分布于多种植物的茎、叶、果实和种子中。主要存在于,竹子,中。,杂细胞：,禾本科原料的,导管,、,薄壁细胞、表皮细胞、石细胞,统称杂细胞。,我国常用的草类纤维形态特征,结构疏松，易制浆；,草节中木素含量高，密度大，不易成浆，备料时要除去草节；,杂细胞含量高，草浆质量差；,纤维短小，成纸匀度高。,麦草,蔗渣,特点：,具有,蔗髓,，对液体吸收能力强，存在于纸浆中影响纸的强度。所以蔗渣备料要进行,除髓。,蔗渣半纤维素含量较高，打浆易于水化，抄出的纸浆透明度高。,芦苇,“,去,苇膜,，除纸病”,芦苇备料时应设法除去,苇膜,。,稻草,纤维短而细。,杂细胞含量高，是稻草的突出特征，因此稻草浆滤水性差质量不好。,稻草茎杆壁薄，结构疏松，且木素含量少，药液易于浸透，易蒸煮、易漂白。一般用于生产半化学浆，抄造黄板纸、箱板纸。,竹子,竹子结构坚硬、致密，石细胞含量高；,蒸煮时装锅量大；,木素含量接近于木材，蒸煮时温度要高一些，压力要大一些。,竹纤维细而柔软，可抄造各种文化用纸、书写用纸，并能与木浆配比生产水泥袋纸和其它工业用纸。,二半木材纤维原料,(,棉秆,),棉秆的解剖形态、纤维形态、化学组成和物理性质等，与软阔叶材相近。,三韧皮纤维原料,（一）麻类纤维原料,亚麻：纤维长,8.0,40mm,，平均纤维长为,18mm,左右，宽为,8.8,24.0m,。平均宽为,16m,，长宽比达,1000,以上。,韧皮纤维细胞是,长纺锤形,的细胞，细胞壁强烈增厚并多木质化；细胞的顶端部分彼此贴合在一起，形成强韧的组织，故韧性很强，不易折断，是优良的高级制浆造纸原料。,大麻：纤维长在,15,25mm,，宽为,15,25m,，长宽比约为,1000,左右。,苎麻：纤维长在,120,180mm,，宽为,20,50m,，长宽比达,2000,。,黄麻：单根纤维长,2,3mm,，宽为,15,25m,，长宽比,100,左右。,（二）韧皮类纤维原料,桑皮：纤维长为,3.86,10.80mm,，最长者达,21mm,，宽为,10.8,22.1m,，平均为,15.5m,，长宽比为,463,。,构皮：纤维的平均长度为,6.07mm,，宽度为,20.9m,。,四、籽毛纤维原料,棉花：棉桃上，纤维较长部分为,皮棉,；留在籽壳上的一层绒毛为,棉绒,。,皮棉：纤维较长，细胞壁较薄，胞腔较大，纤维扭曲呈带状，纤维的一端尖削，另一端较钝。,棉花纤维长为,12,23mm,，平均长为,18.8mm,，宽度为,14.7,24.5m,，平均为,20m,。,棉（短）绒：较短，多为圆柱形，由较厚的细胞壁，腔较窄。,皮棉：纺织工业,棉绒：人纤浆粕、钢纸原纸、高级餐巾纸,棉纤维性质强韧，为极好的造纸原料，适用于抄制质量优良的高级纸张。由棉纤维制成的纸,具有物理强度大、韧性强、组织细致且柔腻，良好的耐磨性和永久性等特点,。,纺织与被服厂的废料多限于供抄制,钞票纸、证券纸,之用。破布则用于抄造描图纸、晒图纸、复写纸等。,五、叶部纤维原料,剑麻；,龙须草,:,造纸所用的龙须草，实际上是叶子。龙须草纤维细而长，平均长度为,2.1mm,，宽度为,10,m,左右，长宽比超过,200,，是优良的造纸原料。龙须草的杂细胞含量较少，约占,30,（面积），主要为表皮细胞。,香蕉叶；,菠萝叶。,