森林产品化学（中文版）

　　《森林产品化学》是芬兰造纸工程师协会组织编写的20本造纸书中的一本。本书从木材的微观结构、化学组分及其特性出发，阐述了木材的脱木素化学原理，介绍了涉及纤维素及其衍生物、木素、半纤维素等组分，蒸煮、漂白及废水中有机物，造纸过程水中DCS等的分离及分析方法，从高分子化学、表面化学和胶体化学等几方面论述了木材制浆造纸过程中各体系的相互作用行为，最后阐释了白度逆转（返黄）的检测方法、影响因素，并从发色体形成机理及其动力学特征等方面对抑制返黄提出了相关对策和建议。 《森林产品化学》是一本理论性较强的专业书籍，可供从事制浆造纸和木材化学品研发应用的高效 校师生、科研院所和相关企业的工程技术人员参考，也可作为高校相关专业的科研与教学 学参考用书。

　　冯文英[1] ，女，1965年11月出生，汉族，1994年由天津轻工业学院（现天津科技大学）博士毕业后，分配到中国制浆造纸研究院从事科研工作，高级工程师。该同志主要从事造纸工业环境保护与废纸再利用方面的研究工作。近几年她主持完成多项科研项目，包括科技部科研院所技术开发研究专项、科技部科研院所社会公益研究专项等。

目 录
第1章 木材结构和化学组成 1
1.1 介绍 1
1.2 木材和纤维的基本结构 2
1.2.1宏观结构 2
1.2.2 细胞类型 7
1.2.3 细胞壁分层 14
1.2.4 应力木 16
1.3 化学组成和分布 18
1.3.1 总组成 18
1.3.2 木材成分的分布 21
1.3.3 木材的化学成分 24
参考文献 46
第2章 木材脱木素基础化学 49
2.1介绍 49
2.2制浆方法 50
2.2.1概述 50
2.2.3亚硫酸盐法制浆 67
2.3氧碱脱木素 75
2.3.1概况 75
2.3.2基础化学 76
2.3.3纸浆成分的反应 78
2.4漂白 82
2.4.1原理和定义 82
2.4.2总反应 86
参考文献 89
第3章 分析方法 91
3.1 引言与范围 91
3.2 不同的分析目标和方法 92
3.2.1 分析目标和计划 92
3.2.2 制浆造纸工业中的样品类型 93
3.2.3 离线和在线分析 93
3.2.4 标准方法和研究方法 93
3.3 常见色谱和光谱技术基础知识 94
3.3.1 液相色谱 94
3.3.2 气相色谱和质谱 95
3.3.3 紫外—可见吸收光谱 96
3.3.4 红外（IR）和拉曼光谱法 97
3.3.5核磁共振波谱 98
3.3.6 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术（MALDI-TOF-MS） 99
3.3.7 用于无机物的仪器分析技术 100
3.4取样和样品贮存 101
3.5 样品准备 101
3.5.1干燥和碾磨 101
3.5.2水分测定 102
3.6木材和纸浆组分的分离和结构测定 102
3.6.1纤维素和半纤维素 103
3.6.2 木素 108
3.6.3 抽出物 112
3.6.4硫酸盐皂和塔罗油的分析 116
3.6.5 无机物 117
3.7木材、纸浆和纸的直接分析 119
3.7.1木材成分的光谱和色谱法测定 119
3.7.2官能团的测定 120
3.8表面成分的光谱测定 122
3.8.1化学分析电子光谱 122
3.8.2二次离子质谱（SIMS） 126
3.9纸张及纸板中非木质（非纤维）成分的分析 127
3.9.1乳胶及其他涂料成分 127
3.9.2淀粉 128
3.9.3 施胶剂 129
3.9.4 纤维素衍生物 132
3.9.5其他添加剂 132
3.10 沉积物及斑点分析 133
3.10.1 直接分析方法 133
3.10.2分级及分析 134
3.11硫酸盐浆厂溶液和废水分析 137
3.11.1硫酸盐蒸煮废液中的有机物 137
3.11.2 漂白废液和硫酸盐浆厂废水中的有机物 138
3.12 造纸厂过程水和废液分析 140
3.12.1 溶解与胶体物质（DCS）的分离 140
3.12.2一种实用的综合分析方法 140
参考文献 143
第4章 大分子 表面和胶体化学 154
4.1 林产品技术中的大分子和胶体化学 154
4.2 界面、大分子和胶体的基本特性 154
4.2.1 界面张力 154
4.2.2 吸附 155
4.2.3 胶体 156
4.2.4 胶体系统的动态过程 158
4.2.5 制浆造纸中的胶体物 159
4.3 表面张力、表面黏附力和表面润湿性 161
4.3.1 表面张力的分子解释 161
4.3.2 固体的表面能 163
4.3.3 接触角、润湿、扩散 164
4.3.4 临界表面张力 165
4.3.5 黏附接合点的强度 165
4.3.6 分子间相互作用 166
4.3.7 表面的LW和AB性质的定量 167
4.3.8 杨－拉普拉斯公式 169
4.3.9 开尔文方程 170
4.4 吸附 171
4.4.1 表面浓度 171
4.4.2 吉布斯吸附方程 172
4.4.3 气—液界面的吸附 173
4.4.4 固—液界面的吸附 174
4.4.5 气—液界面的吸附 175
4.5表面活性剂 178
4.5.1 两亲性分子 178
4.5.2胶束 181
4.5.3影响胶束形成的因素 183
4.5.4 表面活性剂数量 184
4.5.5 胶束形成的动力学 185
4.5.6 溶解 185
4.5.7 致溶液晶 186
4.5.8 Krafft 边界 188
4.5.9 制浆造纸中的表面活性剂 188
4.5.10 表面活性剂在固体表面的吸附 191
4.6溶液中的聚合物 194
4.6.1 聚合物的化学结构 195
4.6.2 聚合物溶解度 199
4.6.3 聚合物溶解度的Flory-Huggins理论 200
4.6.4 聚电解质 206
4.7 聚合物与固体表面的相互作用 208
4.7.1 聚合物吸附的典型特点 208
4.8 疏液性胶体的稳定性 214
4.8.1 什么是胶体稳定性？ 214
4.8.2 范德瓦尔斯相互作用 216
4.8.3 液体中颗粒之间的静电相互作用 218
4.8.4 静电稳定胶体 225
4.8.5 凝固动力学 230
4.8.6 电泳迁移率和Zeta电位 234
4.8.7 通过滴定测得的表面电荷 238
4.9 聚合物对胶体稳定性的影响 241
4.9.1 综述 241
4.9.2 空间稳定性 242
4.9.3 聚合物作为絮凝剂 246
4.9.4 流体动力学相互作用 252
参考文献 254
第5章 返黄 258
5.1前言 258
5.2 返黄/变黄/变色的概念 258
5.2.1 发色基团的形成 258
5.2.3光吸收和光散射 261
5.2.4返黄值计算方法 261
5.2.5 评价光学性能变化的方法 262
5.3评价返黄/变黄的标准方法 267
5.4木材—制浆—造纸流程中的核心问题 269
5.4.1返黄问题的复杂性 269
5.4.2 终端产品 269
5.4.3 返黄问题的对策 270
5.5返黄行为与纸浆种类 270
5.5.1机械浆 270
5.5.2化学机械浆 271
5.5.3 化学浆 271
5.6 光化学与热返黄 272
5.6.1 光源 272
5.6.2 表面和整体特性 272
5.6.3光和热的共同影响 274
5.7氧气和湿度的影响 275
5.8返黄的影响因素：与成分相关的因素 275
5.8.1原料 275
5.8.2工艺用水 276
5.8.3 金属离子 276
5.8.4 pH 278
5.8.5 抽出物 279
5.8.6木素与残余木素 282
5.8.7 半纤维素 282
5.8.8纤维素 283
5.8.9造纸添加剂（助留剂、湿强剂等） 284
5.8.10 染料 284
5.8.11荧光增白剂（二次纤维、回收纸） 284
5.8.12涂料成分 285
5.9返黄的影响因素：与工艺过程有关的因素 286
5.9.1制浆方法 286
5.9.2酶处理 287
5.9.3磺化 287
5.9.4漂白 288
5.9.5碱处理和洗涤 289
5.9.6微生物污染 289
5.9.7 干燥 289
5.9.8储存和运输 290
5.10发色团形成的表征：动力学和机理 290
5.10.1发色基团的形成动力学 290
5.10.2光诱导返黄机理 294
5.10.3高得率浆的单波长照射 295
5.10.4纸浆和纸张的作用光谱 296
5.10.5木质纤维纸浆的光致变色循环 297
5.10.6纤维素纸浆的光致变色 298
5.10.7热诱导返黄机理 300
5.11返黄抑制 300
5.11.1 整体或表面处理？ 300
5.11.2稳定方法 301
5.11.3机械浆 304
5.11.4化学浆 305
5.11.5表面处理 305
参考文献 306