制浆造纸的主要原料是植物纤维素。在碱性溶液中纤维素会发生降解反应。这些降解反应使得纤维素的平均聚合度下降,纸浆的强度下降。本实验除了研究用碱量、反应温度、反应时间对纤维素碱性降解性能的影响外,还以钾离子和镁离子作为碱金属和碱土金属离子的代表,重点考察金属离子对纤维素碱性降解性能的影响。本实验从模型物的角度入手,选取微晶纤维素作为纤维素模型物,利用紫外分光光度计测定反应液中还原糖变化及红外光谱分析微晶纤维素反应前后结构变化来考察各因素对反应的影响。再选取棉纤维作为纤维素反应物,考察不同条件下纤维素碱性降解反应前后质量变化,平均聚合度的变化,反应活化能及反应产物葡萄糖含量等方面来研究纤维素碱性降解性能。微晶纤维素碱性降解反应时：温度高于80℃后,微晶纤维素碱性反应较为剧烈。当用碱量达到20%后,微晶纤维素降解量变化较小。通过红外光谱吸收峰相对强度比较分析得出,加入镁离子反应后的微晶纤维素与空白样相比,纤维素分子内氢键和分子间氢键发生断裂较多,β-2糖苷键的断裂较空白样少。加入钾离子反应后的微晶纤维素与空白样相比,分子间氢键断裂较空白样少,β-2糖苷键含量增加。棉纤维素碱性降解反应时：同条件下反应后,加入钾离子的纤维素平均聚合度较空白样小,加入镁离子的样品较空白样大。通过比较反应速率常数和活化能得出,钾离子促使纤维素降解速率加快,反应相对容易进行,而镁离子起相反作用。通过高效液相色谱检测到纤维素碱性降解产物葡萄糖含量为0.8558g/L,加入镁离子纤维素碱性降解产物葡萄糖含量为0.6378g/L,加入钾离子纤维素碱性降解产物葡萄糖含量为1.5010g/L。这些说明镁离子抑制了纤维素的碱性降解产物葡萄糖的生成而钾离子对其有促进作用。