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Natural Polymers: Cellulose 第二章第二章 纤维素纤维素 Cellulose Natural Polymers: Cellulose 本章主要内容本章主要内容 •• 纤维素的来源与分类纤维素的来源与分类 • 纤维素的分子结构、聚集态结构、结晶结构与液晶结构 •• 纤维素的溶解与再生纤维素的溶解与再生 • 功能纤维素的制备与应用（薄膜化、微粉化、球状化） •• 纤维素衍生物纤维素衍生物 • 纤维素共混改性材料 •• 纤维素复合材料纤维素复合材料 • 新型纤维素 — 细菌纤维素 •• 木质纤维素的生物质能利用木质纤维素的生物质能利用 （（乙醇乙醇、、生物柴油生物柴油、、氢氢 ）） 2 Natural Polymers: Cellulose 纤维素的来源与分类 1. 植物纤维素 • 自然界中存在量最大的一类有机物。广泛存在于植物（树 干、棉花、麻类植物、竹秆、草秆、甘蔗渣）中。木材中 纤维素的含量为纤维素的含量为4040~50%50% ，，棉花几乎棉花几乎是纯的纤维素是纯的纤维素。。 • 植物细胞壁的主要成分，对植物体起支持和保护作用。 • 工业中工业中应用最多应用最多的纤维素的纤维素。。 • 地球上每年经光合作用生产的植物为5000亿吨，可利用的 植物资源约为植物资源约吨亿吨。。资源丰富资源丰富、、价格低廉具有生物降价格低廉具有生物降 解性和可再生性，是理想的绿色环保材料。 3 Natural Polymers: Cellulose 2. 某些海洋生物的外膜中也含有动物纤维素 海洋中生长的若干绿藻，某些海洋低等动物体。 3.3. 某些某些细菌细菌具有合成纤维素的能力具有合成纤维素的能力 细菌纤维素具有很多优异的特性，21世纪理想的生物 材料。 4.4. 由由化学方法人工合成化学方法人工合成 酶催化，葡萄糖衍生物的开环聚合 4 Natural Polymers: Cellulose • 纤维素的纤维素的来源来源和和种类种类不同不同，，其分子量相差很大其分子量相差很大。。 • 纤维素的分子量和分子量分布明显影响材料的力学性能 （（强度强度、、模量模量、、耐屈挠度等耐屈挠度等 ）、）、纤维素溶液性质纤维素溶液性质 （（溶解溶解 度、黏度、流变性等）以及材料的降解、老化及各种化 学反应学反应。。 5 部分纤维素和纤维素衍生物的部分纤维素和纤维素衍生物的MM 和和DPDP值值 w 4 原原 料料 分子量分子量 MMw((1010 )) 聚合度聚合度DPDP 天然纤维素 60~150 3500~10000 棉短绒化学品棉短绒化学品 8~50 500~3000 木浆木浆