Наряду с целлюлозой волокнистые материалы содержат большее или меньшее количество нецеллюлозных спутников: лигнина, гемицеллюлоз, пектиновых веществ, смол и жиров, а также минеральных веществ (зольных элементов). Количество их зависит от природы волокна и метода его выделения из растительного сырья. Наличие этих сопутствующих веществ оказывает большое влияние как на физико-химические свойства волокна, так и на свойства вырабатываемой из него бумаги.
Из спутников целлюлозы наибольшее значение для бумагообразующих свойств волокна имеют гемицеллюлозы. Как известно, понятием гемицеллюлозы объединяют целую группу сходных с целлюлозой, но меньшего молекулярного веса (обычно со степенью полимеризации ниже 200) веществ – полисахаридов. Сюда относят гексозаны (маннан и галактан), пентозаны (ксилан и арабан), метилпентозаны и пектиновые вещества (полиурониды). Все эти вещества отличаются высокой гидрофильностью, высокой набухаемостью в воде и обладают сродством к целлюлозе. Гемицеллюлозы располагаются преимущественно в аморфных областях целлюлозного волокна и на поверхности кристаллитов.
Строение растительного волокна
Растительные волокна, применяемые для производства бумаги, весьма разнообразны по своим размерам, форме и химическому составу сопутствующих целлюлозе веществ, тем не менее в их анатомическом строении много общего. Для растительного волокна характерны вытянутая форма клетки, наличие в ней внутренней полости, слоистость и фибриллярная структура клеточных оболочек.
Тщательное изучение строения растительного волокна с помощью электронной микроскопии позволило установить, что клеточная стенка его состоит из двух структурных частей: первичной P и вторичной стенки S. В свою очередь вторичная стенка, представляющая собой главную массу волокна, имеет обособленные наружный S1, средний S2 и внутренний S3 слои. Последний называют иногда также третичным слоем.