2_2纤维素纤维.pptVIP

2.2 纤维素纤维;2.2.1 纤维素的基础知识;2.2.1 纤维素的基础知识; 4 纤维素的聚集态结构 纤维素纤维是由许多纤维素分子组成的，是半结晶的。纤维素的结构是由许多纤维素大分子形成的连续结构在大分子分布最紧密的地方它们平行排列，取向度良好，构成了纤维的定向部分，大分子间的结合力随着分子间距离的缩小而增大，在这些距离最小的地方大分子间的结合力最大。当大分子的密度较小时，大分子之间的结合程度也减弱，有较多的空隙，大分子的分布不平行，较为混乱，这就形成了纤维素的非结晶部分或无定形部分。由于纤维素在长度方向具有连续的结构，因此，一个单独大分子的一部分可能处于纤维素的结晶区域，另一部分则可能处于纤维素的无定形区域，或者穿过无定形区进入其他的结晶区域 。表示纤维素大分子结晶区含量大小的指标—结晶度。;所谓结晶度（crystallinity??就是纤维素中结晶区的重量对纤维素总重量的百分比。测定纤维素结晶度的方法很多，主要有x射线衍射法、密度法、酸水解法等。一般说来，随着纤维结晶度的提高，纤维的强度、弹性模量、硬性、脆性及比重也增大，而伸度、勾强、吸水性，膨润性、染料吸收性等下降。 ?所谓取向度（orientation degree）是指所选择的择优取向单元相对于参考单元的平行排列程度。成纤高聚物在外力如拉伸作用下，分子链会沿着外力的方向平行排列起来而产生择优取向。因此，纤维素分子产生取向后，分子之间的互相作用力会大大增强，结果对纤维的物理机械性能如断裂强度、断裂伸度、杨氏模量及原纤化过程，都有显著的影响[4] 。测定纤维素取向度的方法有光学双折射法、x射线衍射法（X-ray diffraction）等。 ;2.2.1 纤维素的基础知识;四、纤维素的化学性质 与甙键有关的化学反应：强无机酸对甙键的水解作用。 与羟基有关的化学反应：氧化、酯化、醚化、脱水、交联、接枝等。 1 水的作用 2 酸的作用：纤维素的水解程度（损伤程度）可通过测定纤维的铜值和碘值来表示。 铜值：醛基能与斐林溶液（硫酸铜氢氧化钠溶液）作用，生成不溶性的氧化亚铜，100g干燥纤维素与斐林溶液作用，将二价铜还原至一价铜的克数，称为纤维素的铜值。 碘值：醛基能被碘氧化成酸，因此也可以用碘值来表示纤维素的损伤程度。碘值是指1g干燥纤维素能还原0.1NI2溶液的毫升数。;3 碱的作用：对碱稳定性好，只发生溶胀，不发生水解。 碱纤维素的形成：在浓碱溶液中，纤维素中的羟基可与之发生作用，使纤维素发生化学变化（生成碱纤维素）、物理变化（纤维发生溶胀和溶解，变得富有弹性和丝光效应，力学性能也有所改善）和结构变化（大分子中的葡萄糖剩基之间的相互位置发生变化，形成新的结晶结构）。浓碱与纤维素的反应主要是与羟基的作用，参与反应的羟基数的多少用γ值表示。γ值指的是每100个葡萄糖剩基内起反应的羟基数。每个葡萄糖剩基内有3个羟基，故γ值可从0到300。 影响 γ值的因素：氢氧化物的种类、处理温度、碱液浓度、溶剂。 碱纤维素的结构变体：碱液浓度不同、处理温度不同、氢氧化钠溶液与纤维素相互作用生成不同的碱纤维素。这种化学组成相同的物质能生成若干结构变体的现象——同质多晶现象。 纤维素在碱液中的溶胀和溶解： 溶胀包括水化阶段、溶胀阶段。无限溶胀即溶解。 影响纤维素溶胀的主要因素有：碱的种类；处理温度；碱液浓度。;碱处理后纤维素纤维性质的变化：结晶度下降，聚合度下降。 A 吸水能力比原纤维素大。 B 对染料的吸附能力比原纤维素大，改善染色性能。 C 对各种化学试剂作用的稳定性降低，容易酯化、醚化、氧化。 D 弹性增加，延伸性提高，而强力则可能降低。 4 氧化剂的作用 选择性氧化剂：二氧化氮，高碘酸，某一位置某一特定官能团氧化作用。 非选择性氧化剂：空气、臭氧、双氧水、次氯酸钠、卤素、高锰酸钾等。 随着氧化剂种类、反应条件、溶液酸性、碱性都有变化。 还原性氧化纤维素：含羰基的氧化纤维素，铜值碘值增加，稀碱中加热损失量大，沸碱煮练成黄色碱液。 酸性氧化纤维素：含羧基的氧化纤维素，铜值碘值低，羧基含量高，易吸收碱性染色。;5 纤维素的酯化反应 生成纤维素酯的反应有以下几种： 硝化反应：纤维素与浓硝酸和浓硫酸作用后，生成纤维素硝酸酯。 乙酰化反应：醋酸及其衍生物与纤维素作用生成醋酯纤维素，工业上常用醋酸酐和醋酸混合物，在少量浓硫酸的催化作用下，制得纤维素三醋酸酯。 丁酯醋酯纤维素 黄化反应：是碱纤维素与二硫化碳作用生成纤维素黄酸酯的反应。 6 纤维素的醚化反应 A 甲基化反应 B 乙基化反应 C 羟乙基化反应 D 羧甲基化反应 7 其他化学试剂的作用;2.2.2 棉纤维;2.2.3 麻纤维;纤维素;多缩甘露糖;多缩糖醛酸;木质素的性质： 木质素与植物中的多糖物质（果胶，半纤维素，纤维素）具有不同的结构