植物纤维化学第2讲植物原料分类与结构课件.ppt

2、微细纤维的结构及其走向 指直径小于45nm的微纤维丝 1）D. Fengel理论 40条纤维素大分子组成一条原细纤维3nm（Elementary fibril）, 16根（4×4）的原细纤维构成一条微细纤维（Microfibril）， 4根（2×2）直径为12nm、长度30nm的微细纤维构成一条细小纤维（Fibril）,细小纤维的直径为25nm. 大分子链的作用力：氢键、范德华力 原细纤维之间作用力：单分子木聚糖 微细纤维之间作用力：几分子厚木聚糖 细小纤维之间作用力：木素、半纤维素 Fengel理论图 原细纤维 微细纤维 细小纤维 3nm 12nm 30nm 12nm 原细纤维 聚糖 木素 纤维素大分子链 原细纤维 微细纤维 细小纤维 纤维细胞 细胞壁 直径30?含半纤维素 120?含半纤维素 250? （一根纤维） 之间存在半纤维素，没有木素 存在木素和半纤维素 植物纤维的构造示意图 Beijing Forestry University 细小纤维fibril 微细纤维microfibril 原微细纤维proto-fibril 亚原微细纤维 Subelementary fibril 纤维素分子cellulose 胞间层 原细纤维 纤维素晶体 纤维二糖 纤维细胞束 40条 16根 4根 细小纤维 12nm 亚-原微细纤维 微细纤维 3nm 25nm cellobiose Elementary fibril Cellulose crystallite Microfibril cross section 树干 纤维 髓心 细小纤维 原细纤维 微细纤维 Beijing Forestry University microfibril angle (MFA) 2）微细纤维的取向 微纤丝角：微细纤维与纤维纵轴之间的交角 Beijing Forestry University 细胞层 相对厚度（%） 微纤维角度 P、W 1 凌乱（网状） S1 10~20 左右螺旋交叉，50~70° S2 70~90 单螺旋向，10~20° S3 2~8 单螺旋向， 80~90° 纤维细胞壁不同壁层的相对厚度与微纤维角度 外表面 P0 内表面 P1 0~6层 4~10层 位于S1和S2之间的几层 约30~150层 S3 S1 S2 S12 S23 位于S2和S3之间的几层 Beijing Forestry University Electron micrograph of a delignified secondary wall (S2) of Pinus sylvestris Electron micrograph of a delignified primary wall (Pinus sylvestris) 3）微细纤维与半纤维素、木素的微细结构的关系 纤维素是骨架物质，半纤维素是填充物质，木素是粘结物。 液体渗透、运动，收缩、润胀发生在微细纤维界面上。 半纤维素填充在原细纤维与微细纤维之间。木素填充在微细纤维之间与胞间层内。 Beijing Forestry University 3、应变组织 Reaction Wood 由于强风和地心引力使受压或受拉区域形成应变组织。 受压木（压应木）：Compression wood 针叶木形成压应木，木素含量比正常木高 受压木管胞缺少了S3层，S1层比正常木厚，S2层微细纤维定向45o、产生很深的螺旋裂陷(helical fissure)。 受拉木（拉应木）：tension wood 阔叶木形成拉应木，木素含量低，纤维素含量高，纤维素结晶区大。 木纤维具有一种特别厚的壁层，称凝胶层，由纯纤维素组成。 Beijing Forestry University Transverse section of compression wood tracheids in red spruce 压应木Compression wood Beijing Forestry University Transverse section of compression wood tracheids in tamarack (Larix laricina) showing intercellular spaces (IS), middle lamella (M), the outer (S1), and the inner (S2) layer of the secondary wall, and the lumen (L). The S2 layer contains narrow, branched helical cavities (HC) as w