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第一章 制浆原料主要成分的化学结构 1

第一节 纤维素的化学结构与物理结构 1

一、纤维素的化学结构 2

(一)纤维索大分子链的构型 2

(二)纤维素大分子链的构象 3

(三)纤维素大分子功能基的红外光谱分析 6

二、纤维素的物理结构 11

(一)微细结构 11

(二)结晶结构 13

第二节 半纤维素的化学结构及其在纤维细胞壁中的分布 45

一、半纤维素及其各组分的分离与鉴定 46

(一)半纤维素的抽提与各种聚糖的分离 46

(二)聚糖中糖类组分的分离与鉴定 49

(三)半纤维素中酸性基团的测定 57

二、半纤维素中各种聚糖的化学结构 61

(一)聚戊糖的种类及其化学结构 61

(二)聚己糖的种类及其化学结构 65

(三)聚戊糖或聚己糖的结构分析 70

三、各类植物半纤维素中聚糖的种类及半纤维素在纤维细胞壁中的分布 80

(一)针叶木半纤维素中聚糖的种类 80

(二)阔叶木半纤维索中聚糖的种类 81

(三)禾本科植物半纤维素中聚糖的种类 81

(四)半纤维索在纤维细胞壁中的分布 82

第三节 木素的化学结构及其在纤维细胞壁中的分布 83

一、木素的分离 84

二、木素的化学结构 85

(一)木素结构单元及其生物合成过程 85

(二)木素母体合成木素二聚体、三聚体…多聚体(木素大分子)的过程 89

(三)不同原料中的木素结构模式 95

三、木素-碳水化合物复合体 101

(一)木素-碳水化合物复合体的结构 101

(二)木素-碳水化合物复合体的研究方法 106

(一)木素在纤维细胞壁中的分布情况 107

四、木素在纤维细胞壁中的分布 107

(二)木素在纤维细胞壁中分布的研究方法 108

参考文献 116

第二章 硫酸盐法蒸煮化学 125

第一节 硫酸盐蒸煮液的性质 125

一、硫酸盐蒸煮液中各组分的溶解度 125

二、硫酸盐蒸煮液中各组分的电离与水解 126

三、多硫化钠蒸煮液的制备与性质 128

(一)多硫化钠蒸煮液的制备方法 128

(二)多硫化钠蒸煮液的性质 132

四、硫酸盐蒸煮液和多硫化钠蒸煮液新的分析方法 138

(一)离子选择性膜电极的电位滴定 139

(二)离子选择性膜电极的直接电位测定 144

(三)连续电位滴定法 146

一、硫酸盐法蒸煮时脱木素的化学反应 149

(一)硫酸盐法蒸煮时木素结构单元间联接的断裂反应 149

第二节 硫酸盐法蒸煮的脱木素化学 149

(二)木素结构单元的缩合反应 156

二、硫酸盐法蒸煮时脱木素的顺序 159

(一)木材硫酸盐法蒸煮时纤维细胞主要部位脱木素的顺序 159

(二)草类原料硫酸盐法蒸煮时纤维细胞主要部位脱木素的顺序 161

三、硫酸盐法蒸煮时脱木素的反应历程和蒸煮曲线的制订 162

(一)木材硫酸盐法蒸煮时脱木素的反应历程和蒸煮曲线的制订 162

(二)草类原料硫酸盐法蒸煮时脱木素的反应历程和蒸煮曲线的制订 166

(三)竹子硫酸盐蒸煮时脱木素的反应历程和蒸煮曲线的制订 171

四、硫酸盐法蒸煮时的脱木素反应动力学和蒸煮质量的控制 172

(一)硫酸盐煮的脱木素动力学 172

(二)硫酸盐蒸煮脱木素反应速率常数(K)和活化能(E)的计算 174

(三)硫酸盐蒸煮时H因子的计算及其应用 180

五、硫酸盐纸浆中残留木素的特性 185

六、硫酸盐蒸煮黑液中木素的特性及其降解产物的种类 186

(二)浓缩黑液直接制取胶合板粘合剂 190

(一)提取纯木素作染料分散剂 190

七、硫酸盐蒸煮黑液中木素的利用 190

(三)制减水剂 191

第三节 硫酸盐法蒸煮的碳水化合物降解化学 192

一、硫酸盐法蒸煮时碳水化合物降解的化学反应 192

(一)剥皮反应 192

(二)碱性水解 197

二、硫酸盐法蒸煮时碳水化合物降解动力学 198

三、硫酸盐法煮时碳水化物的降解历程 198

四、硫酸盐蒸煮黑液中的木素-碳水化合物复合体 200

五、硫酸盐蒸煮时蒸煮液中半纤维素在纤维素纤维上的吸回 200

(一)吸回的形式 200

(二)影响吸回的条件 201

第四节 添加助剂的硫酸盐(和烧碱法)蒸煮化学 201

一、添加无机氧化性助剂的蒸煮化学 202

(一)添加多硫化钠(铵)的硫酸盐法蒸煮化学 202

(二)添加亚硫酸钠的硫酸盐法(和烧碱法)蒸煮化学 202

二、添加无机还原性助剂的蒸煮化学 203

三、添加有机氧化性助剂的蒸煮化学 204

(一)添加葸醌及其类似物的蒸煮化学 204

(二)添加硝基苯的蒸煮化学 213

(三)添加羟胺的蒸煮化学 213

(四)添加甲醇的蒸煮化学 214

四、添加有机还原性助剂的蒸煮化学 214

五、采用助剂预处理的硫酸盐法(和烧碱法)蒸煮化学 217

(一)采用多硫化钙预处理的硫酸盐法(和烧碱法)蒸煮化学 217

(二)采用H2S预处理的硫酸盐法(和烧碱法)蒸煮化学 218

(三)采用紫外线照射预处理的硫酸盐法蒸煮化学 220

第五节 预水解硫酸盐法蒸煮化学 220

一、预水解化学 221

(一)预水解反应历程和动力学 221

(二)预水解反应速率与预水解因子 232

(三)预水解液中碳水化合物和木素降解产物的分离与鉴定 236

参考文献 240

二、预水解半料的硫酸盐蒸煮化学 240

第三章 亚硫酸盐蒸煮化学 244

第一节 亚硫酸盐法蒸煮的发展前途 244

第二节 亚硫酸盐法蒸煮的脱木素化学 246

一、亚硫酸盐法蒸煮的脱木素化学反应 246

(一)碱性和中性亚硫酸盐法蒸煮时的脱木素化学反应 246

(二)酸性亚疏酸盐蒸煮时的脱木素化学反应 248

(三)亚硫酸盐法蒸煮和碱法蒸煮时形成的无色发色基团及其变成有色基团的反应 251

二、亚硫酸盐法蒸煮脱木素的反应历程 257

(一)木素磺化阶段 257

(二)磺化木素溶出阶段 259

三、亚硫酸盐法蒸煮脱木素的动力学 260

四、亚硫酸盐法蒸煮脱木素的顺序 262

第三节 亚硫酸盐法蒸煮的碳水化合物降解化学 264

一、酸性水解反应 264

三、单糖的氧化和分解反应 265

二、酸性氧化反应 265

四、酸性条件下碳水化合物的降解反应历程 267

第四节 添加助剂的亚硫酸盐法蒸煮化学 267

一、添加蒽醌的中性亚硫酸钠和碱性亚硫酸钠蒸煮 268

(一)中性亚硫酸钠-蒽醌(NSAQ)蒸煮 268

(二)中性亚硫酸盐半化学法-蒽醌(NSSC—AQ)蒸煮 273

(三)碱性亚硫酸钠-蒽醌(ASAQ)蒸煮 274

二、添加有机溶剂的亚硫酸盐法蒸煮 278

第五节 亚硫酸盐纸浆的性质 280

第六节 亚硫酸盐法蒸煮废液的利用 286

参考文献 288

第四章 纸浆漂白化学 290

第一节 纸浆漂白的历史和发展趋势 290

第二节 氯化化学 291

一、氯-水系统的性质 292

二、氯化的脱木素化学 295

(一)氯化脱木素化学反应 295

(二)氧化脱木素的反应历程 301

(三)氯化脱木素的反应动力学 305

三、氯化时碳水化合物降解化学 306

(一)氯对碳水化合物的氧化降解机理与动力学 306

(二)氯化时添加助剂的阻止降解反应 311

四、烧碱-蒽醌浆和硫酸盐 蒽醌浆的氯化漂白特性 313

五、氯化工艺条件的改进与新发展 316

第三节 碱处理化学 317

一、碱的种类对碱处理的影响 318

二、氯化木素的碱性水解化学 319

(一)化学反应 319

(二)反应历程和反应动力学 320

三、碱处理的碳水化合物降解化学 321

(一)溶解 321

(二)剥皮反应 321

(三)碱性水解 322

(二)添加Na2SO8 323

四、添加助剂的碱处理 323

(一)添加KBH4 323

(三)添加Cl2或H2O2 324

(四)添加有机抗氧剂 325

五、碱处理工艺条件的讨论 325

第四节 次氯酸盐漂白化学 328

一、次氯酸盐漂白液 328

二、次氯酸盐漂白的脱木素化学 331

(一)次氯酸盐漂白脱木素化学反应 331

(二)次氯酸盐漂白脱木素反应动力学 333

三、次氧酸盐漂白的碳水化合物降解化学 334

(一)次氯酸盐漂白时纤维素的氧化解 334

(二)次氯酸盐漂白时半纤维素的氧化降解 337

四、次氯酸盐漂白工艺的讨论与新发展 338

(一)次氯酸盐用量 338

(二)漂白时的pH值 340

(三)漂白时的温度 341

(四)漂白时的浮液浓度 343

(五)漂白时的浆浓 343

(六)漂白时间 343

第五节 二氧化氯漂白化学 343

一、二氧化氯的制备与性质 344

二、二氧化氯漂白的脱木素化学 347

(一)二氧化氯与木素的化学反应 347

(二)二氧化氯漂白动力学 349

三、二氢化氮漂白的碳水化合物降解化学 350

四、二氧化氯漂白工艺的讨论与新发展 351

(一)影响二氧化氯漂白的因素 351

(二)二氧化氯单段漂 358

(三)二氧化氯预漂的作用 359

(四)氯作为二氧化氯漂白的助剂 362

(五)五氧化二矾作为催化剂的二氧化氯漂白 362

(六)二氧化氯与过醋酸混合漂白 363

第六节 氧碱漂白化学 364

一、氧碱漂白的脱木素化学 365

(一)脱木素化学反应 365

(二)脱木素反应历程和动力学 369

二、氧碱漂白的碳水化合物降解化学 371

(一)碳水化合物降解化学反应 371

(二)碳水化合物降解功力学 376

(三)添加助剂的保护作用 376

三、氧碱漂白工艺条件的讨论 380

(一)用碱量 380

(二)碱液浓度 381

(三)浆料浓度 383

(四)温度 386

(五)氧压 388

(六)反应时间 388

(七)酸预处理和添加保护剂 388

(一)一级蒸煮 390

四、氧碱蒸煮 390

(二)二级蒸煮 393

第七节 过氧化氢和过醋酸漂白化学 394

一、过氧化氢的性质与漂白液的组成 395

二、过氧化氢漂白的脱木素化学反应 398

(一)过氧化氢漂白时发色基团的改变与脱木素化学反应 398

(二)过氧化氢漂白动力学 402

三、过氧化氯漂白的碳水化合物降解化学 403

四、过氧化氢漂白工艺的讨论 403

(一)木材种类 403

(二)过氧化氢用量 405

(三)漂液的碱度(或pH)和稳定性 406

(四)浆料浓度 406

(五)漂白温度与时间 406

五、过醋酸(过氧醋酸)漂白化学 408

一、臭氧的性质 412

第八节 臭氧漂白化学及氧化性漂白化学的总结 412

二、臭氧漂白时的脱木素化学 413

(一)木素苯环的臭氧氧化反应 414

(二)木素侧链双键、醇羟基、醚和醛的臭氧氧化反应 414

三、臭氧漂白时的碳水化合物降解化学 416

四、臭氧漂白工艺条件的讨论 417

(一)臭氧用量 418

(四)pH值 419

(三)浆料浓度 419

(二)臭氧浓度 419

(五)温度 420

(六)时间 420

五、氧化性漂剂脱木素化学反应总结 420

第九节 低亚硫酸盐漂白化学 425

一、低亚硫酸盐的制备与性质 425

(一)低亚硫酸盐的制备原理 425

(二)低亚硫酸盐的性质 426

二、低亚硅酸盐的漂白原理 429

三、低亚硫酸盐漂白工艺的讨论 430

(一)低亚硫酸盐的用量 430

(二)漂白时的pH值 431

(三)浆料浓度 432

(四)温度与时间 432

(五)添加助剂 432

第十节 置换漂白 433

一、置换漂白原理 433

二、置换漂白生产流程 434

第十一节 漂白过程的组合和不同纸浆的漂白 438

第十二节 纸浆的返黄 439

一、纸浆返黄程度的测定方法 440

二、纸浆返黄的原因 441

三、防止纸浆返黄的方法 442

第十三节 漂白废液的组成与处理 443

一、氯化废液的组成 445

二、氯化废液中氯酚处理的新方法 447

三、碱处理废液的组成 448

四、碱处理废液的色处理 450

(一)超滤法 450

(二)污泥沉淀法 451

(三)白腐菌脱色法 451

五、漂白车间逆流封闭循环和净化处理 452

参考文献 453

第五章 纸浆改性化学 461

一、接枝共聚 461

(一)接枝共聚的方法 461

(二)接枝共聚产物的鉴定 473

(三)纤维素接枝共聚的大分子结构和超分子结构 474

(四)纤维素接枝共聚产物的性质 475

二、交联 478

参考文献 480