纤维细胞壁的微细薄层结构

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》第34页（1153字）

在电子显微镜下可观察到细胞壁的初生壁、次生壁等。实际上，纤维细胞或薄壁细胞的次生壁的各层组织，又是由许许多多的微细薄层构成的。薄层有一定的厚度和间隙，围绕细胞腔形成许多同心圆。层与层之间有较多的木质素和半纤维素。当原料经过适当的化学处理，半纤维素和木质素部分溶除时，分层现象便清晰可见，溶除物愈多，分层愈细。用丁甲酯包埋的超薄切片法，虽夸大了这种分层现象，但便于观察。图2－3－16为漂白苇浆的薄层结构状态，对于水煮苇料，薄层现象只能从KMnO₄染色的深浅辨别出来，制成纸浆以后，分层现象明显可见，漂白后层间距离增大，分层更清晰。薄层组织不仅在S₂层出现，S₁层、S₃层也同样是薄层状结构，不仅纤维是这样，薄壁细胞和导管也是这样。另外针叶木的显层现象和芦苇不完全一致，针叶木硫酸盐浆用同样方法超薄切片，显层现象并不十分明显。如进一步处理，针叶木也显层，而阔叶木的显层现象则和芦苇类似，这现象说明芦苇和阔叶木的层间物质较易溶除。

图2－3－16 芦苇纤维的微细薄层结构 TEM×6000

如将纤维中的木质素、半纤维素全部脱除，这种微细薄层的厚度接近于原微细纤维的直径。

归纳起来，禾草类造纸原料的微细结构与木纤维有较大的差异。根据前面各部分所述的结构特点，大体可以概括成四种结构模型(图2－3－17)：第一种模型和某些针叶木纤维结构形态相似，但S₁层较厚，S₂层微纤维角度较大，由ML、P、S₁、S₂、S₃组成。微纤维排列形态：ML——网状，S₁——近横向交叉螺旋形，S₂——缠绕角为30～40°的平行螺旋形，S₃——近于横向交叉螺旋形。第二种模型和某些树皮纤维结构相似，特点是细胞腔极小，细胞壁厚，S₂层是细胞壁的绝对主要部分，S₂层微纤维的缠绕角约30～45°。稻草、麦草和棉秆纤维主要是由第一、二两种模型的纤维构成的。第三种模型为草类纤维所独有，其特点是细胞壁中层不仅有S₂，而S₃也是细胞壁中层的组成部分，其厚度往往和S₂相当。S₂和S₃微纤维方向往往是互相反向的。细胞壁内层为S₄。芦苇、甘蔗、荻、芒秆等均由第二、三两种模型的纤维组成。第四种模型也为禾草纤维所独有，主要特点是细胞壁中层呈更多层结构，多者可达8～9层以上。各层壁之间松紧程度不一样，微纤维走向不一样，木质素含量不一样，相对厚度不一样，交错排列有S型和Z型两种螺旋缠绕方式，角度随品种略有不同。竹子、龙须草主要由第二、四两种模型的纤维构成。

图2－3－17 非木材纤维壁的四种结构模型图