非木材纤维原料的生物结构及细胞形态

1、第四节第四节 非木材纤维原料的生物结构及细胞形态非木材纤维原料的生物结构及细胞形态小麦茎结构小麦茎结构小麦茎结构小麦茎结构基本组织基本组织表皮表皮维管束维管束茎茎 2. 禾秆的横切面构造禾秆的横切面构造 禾秆的结构可分为两种类型：禾秆的结构可分为两种类型： 维管束是分散维管束是分散的，如甘蔗、芒秆、玉米、高梁的，如甘蔗、芒秆、玉米、高梁等。等。 维管束成两轮排列，茎中央中空成髓腔维管束成两轮排列，茎中央中空成髓腔，如小，如小麦、芦苇、水稻、毛竹等。麦、芦苇、水稻、毛竹等。 （1 1）表皮组织：）表皮组织： 由表皮细胞及皮下纤维层构成。由表皮细胞及皮下纤维层构成。皮下纤维皮下纤维层层是禾本科原料

2、的造纸纤维的重要来源。是禾本科原料的造纸纤维的重要来源。 纤维特点：纤维特点：纤维直径甚小，长度短。纤维直径甚小，长度短。禾秆的组织禾秆的组织 （2）维管束（）维管束（bundle sheath）组织）组织 维管束散生在基本组织中。由外围的维管束散生在基本组织中。由外围的纤维纤维及中及中央存在的央存在的导管导管、筛管筛管和和伴胞伴胞组成。靠外周的维组成。靠外周的维管束较小，但维管束分布的密度大；靠内方，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。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围绕在每个维管束四周的纤维层称为维管束鞘维管束鞘，维管束鞘维

3、管束鞘是禾本科纤维的另一个来源。是禾本科纤维的另一个来源。 水稻一个维管束放大图水稻一个维管束放大图小麦茎结构小麦茎结构 薄壁组织（薄壁组织（ground tissueground tissue） 薄壁组织：薄壁细胞组成薄壁组织：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。回收等方面均有不良影响。缺点缺点 可通过可通过备料备料及及纸浆的筛选纸浆的筛选，降低浆中薄壁细胞，降低浆中薄壁细胞的含量，可改善草浆质量。的含量，可改善草浆质量。 蔗渣

4、通过两段除髓，使除髓率达到蔗渣通过两段除髓，使除髓率达到3030左右，左右，可使成纸的强度及形态的稳定性获得显著改善可使成纸的强度及形态的稳定性获得显著改善。2 2禾秆的细胞组成、形态禾秆的细胞组成、形态 纤维细胞纤维细胞 薄壁细胞薄壁细胞 导管导管 表皮细胞表皮细胞 筛管、伴胞筛管、伴胞 石细胞石细胞1 13 3表皮细胞；表皮细胞；4 4纤维横切面；纤维横切面；5 57 7纤维细胞；纤维细胞；8 81111薄壁细胞薄壁细胞黄竹细胞全态黄竹细胞全态（1）纤维细胞）纤维细胞 禾本科原料含纤维低：禾本科原料含纤维低：40407070（面积法）（面积法） 竹子竹子纤维含量较高，杂细胞含量较低。纤维含

5、量较高，杂细胞含量较低。 玉米秆、高梁秆玉米秆、高梁秆纤维含量很低，杂细胞含量很高。纤维含量很低，杂细胞含量很高。 纤维特点：纤维特点：短，一般小于短，一般小于2mm2mm，竹子除外，竹子除外 细，一般小于细，一般小于2020m m，部分甘蔗除外，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故一般草类原料的制浆造纸价值比不上木材原料料。（2）薄壁细胞）薄壁细胞(parenchyma) 又称基本组织，是禾本科原料中除纤维细胞又称基本组织，是禾本科原料中除纤维细胞以外的另一类主要细胞。在植物生长过程中以外的另一类主要细胞。在植物生长过程中起着起着储存营养储存营养的作用。的作用。 杆状、长

6、方形、正方形、椭圆形、球形、桶杆状、长方形、正方形、椭圆形、球形、桶形、袋状、枕头形等。形、袋状、枕头形等。 薄壁细胞含量高薄壁细胞含量高，是禾本科原料的一大缺点。，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薄壁细胞大而壁薄，吸水量为自身质量的1515倍，倍，故故蒸煮时液比需大蒸煮时液比需大。 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作带来麻烦，而且会影响成纸的强度和形态稳定性。定性。 原料的薄壁细胞含量越高，制浆造纸价值就越原料的薄壁

7、细胞含量越高，制浆造纸价值就越低。低。（3）导管（）导管（vessel) 是植株的是植株的输导组织，输导组织，吸收土壤中的水分和营吸收土壤中的水分和营养输送给植株。养输送给植株。 禾本科原料的禾本科原料的导管细胞含量高导管细胞含量高，直径直径比纤维比纤维细胞细胞大大的多。的多。 导管形式有：导管形式有：原生导管：环状、螺纹状原生导管：环状、螺纹状 后生导管：梯形、网纹状后生导管：梯形、网纹状（4 4）表皮细胞）表皮细胞作用：作用：保护植株的内部器官。保护植株的内部器官。由长细胞和短细胞组成。由长细胞和短细胞组成。多呈锯齿状，也有多呈锯齿状，也有的边缘平滑无齿痕的。的边缘平滑无齿痕的。长细胞的端

8、面多呈锯长细胞的端面多呈锯齿形以提高细胞间的结合强度。短细胞是由齿形以提高细胞间的结合强度。短细胞是由硅细胞硅细胞和和栓质细胞栓质细胞组成的。组成的。碱法制浆：碱法制浆：硅细胞被碱溶解，增加废液中的硅细胞被碱溶解，增加废液中的硅酸钠含量，形成硅酸钠含量，形成“硅干扰硅干扰”。酸法制浆：酸法制浆：表皮细胞成片存在于纸浆中，引表皮细胞成片存在于纸浆中，引起纸病。起纸病。 （5）筛管、伴胞）筛管、伴胞 筛管、伴胞分子来自同一个母细胞，每个筛筛管、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。管分子有一个或几个伴胞。 直径小，壁上有通孔或纹孔直径小，壁上有通孔或纹孔，作用是将植物，作用是将植

9、物光合作用的产物光合作用的产物自上而下自上而下输送到植株中各有输送到植株中各有关部位中去。关部位中去。 筛管伴胞强度差，材料在干燥过程中就被破筛管伴胞强度差，材料在干燥过程中就被破坏。坏。（6）其他细胞）其他细胞 石细胞：呈球形、椭圆形或多角形。石细胞：呈球形、椭圆形或多角形。胞壁极胞壁极度增厚，常木质化、栓质化或角质化。石细度增厚，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。胞分布于多种植物的茎、叶、果实和种子中。主要存在于主要存在于竹子竹子中。中。 杂细胞：杂细胞：禾本科原料的禾本科原料的导管导管、薄壁细胞、表薄壁细胞、表皮细胞、石细胞皮细胞、石细胞统称杂细胞。统

10、称杂细胞。我国常用的草类纤维形态特征我国常用的草类纤维形态特征w 结构疏松，易制浆；结构疏松，易制浆；w 草节中木素含量高，密度大，不易成浆，备草节中木素含量高，密度大，不易成浆，备料时要除去草节；料时要除去草节；w 杂细胞含量高，草浆质量差；杂细胞含量高，草浆质量差；w 纤维短小，成纸匀度高。纤维短小，成纸匀度高。麦草麦草蔗渣蔗渣特点：特点： 具有具有蔗髓蔗髓，对液体吸收能力强，存在于纸浆，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中影响纸的强度。所以蔗渣备料要进行除髓。除髓。 蔗渣半纤维素含量较高，打浆易于水化，抄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。

11、出的纸浆透明度高。芦苇芦苇 “ 去去苇膜苇膜，除纸病，除纸病” 芦苇备料时应设法除去芦苇备料时应设法除去苇膜苇膜。稻草稻草 纤维短而细。纤维短而细。 杂细胞含量高，是稻草的突出特征，因此稻杂细胞含量高，是稻草的突出特征，因此稻草浆滤水性差质量不好。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，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、易漂白药液易于浸透，易蒸煮、易漂白 。一般用于。一般用于生产半化学浆，抄造黄板纸、箱板纸生产半化学浆，抄造黄板纸、箱板纸 。竹子竹子 竹子结构坚硬、致密，石细胞含量高；竹子结构坚硬、致密，石细胞含量高； 蒸煮时装锅量大；蒸煮时装锅

12、量大； 木素含量接近于木材，蒸煮时温度要高一些，木素含量接近于木材，蒸煮时温度要高一些，压力要大一些。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写用纸，并能与木浆配比生产水泥袋纸和其它工业用纸。它工业用纸。二半木材纤维原料二半木材纤维原料(棉秆棉秆)棉秆的解剖形态、纤维形态、化学组成和物理性质等，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。与软阔叶材相近。三韧皮纤维原料三韧皮纤维原料（一）麻类纤维原料（一）麻类纤维原料亚麻：纤维长亚麻：纤维长8.08.040mm40mm，平均纤维长为，平

13、均纤维长为18mm18mm左右，宽为左右，宽为8.88.824.0m24.0m。平均宽为。平均宽为16m16m，长宽比达，长宽比达10001000以以上。上。韧皮纤维细胞是韧皮纤维细胞是长纺锤形长纺锤形的细胞，细胞壁强烈增厚并多木的细胞，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。，故韧性很强，不易折断，是优良的高级制浆造纸原料。大麻：纤维长在大麻：纤维长在151525mm25mm，宽为，宽为151525m25m，长宽比约，长宽比约为为10001000左右。左右。苎麻：

14、纤维长在苎麻：纤维长在120120180mm180mm，宽为，宽为202050m50m，长宽比，长宽比达达20002000。黄麻：单根纤维长黄麻：单根纤维长2 23mm3mm，宽为，宽为151525m25m，长宽比，长宽比100100左右。左右。（二）韧皮类纤维原料（二）韧皮类纤维原料桑皮：纤维长为桑皮：纤维长为3.863.8610.80mm10.80mm，最长者达，最长者达21mm21mm，宽为，宽为10.810.822.1m22.1m，平均为，平均为15.5m15.5m，长宽比为，长宽比为463463。构皮：纤维的平均长度为构皮：纤维的平均长度为6.07mm6.07mm，宽度为，宽度为20

15、.9m20.9m。四、籽毛纤维原料四、籽毛纤维原料 棉花：棉桃上，纤维较长部分为棉花：棉桃上，纤维较长部分为皮棉皮棉；留在；留在籽壳上的一层绒毛为籽壳上的一层绒毛为棉绒棉绒。 皮棉：纤维较长，细胞壁较薄，胞腔较大，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，另一端纤维扭曲呈带状，纤维的一端尖削，另一端较钝。较钝。 棉花纤维长为棉花纤维长为121223mm23mm，平均长为，平均长为18.8mm18.8mm，宽，宽度为度为14.714.724.5m24.5m，平均为，平均为20m20m。 棉（短）绒：较短，多为圆柱形，由较厚的棉（短）绒：较短，多为圆柱形，由较厚的细胞壁，腔较窄。细胞壁，腔较窄。 皮棉：纺织工业皮棉：纺织工业 棉绒：人纤浆粕、钢纸原纸、高级餐巾纸棉绒：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，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纺织与被服厂的废料多限于供抄制钞票纸、证钞票纸、证券纸券纸之用。破布则用于抄造描图纸、晒图纸、之用。破布则用于抄造描图