第三章_纤维素及其衍生物.pptxVIP

植物纤维化学;第三章纤维素及其衍生物;第一节纤维素的化学结构及生物合成;一、纤维素的化学结构;1、纤维素大分子的基本结构单元是D－吡喃式葡萄糖基（即失水葡萄糖）。;;2、纤维素大分子的葡萄糖基间的联接都是β－苷键联接。;3、纤维素大分子每个基环均具有3个醇羟基。;4、纤维素大分子的两个末端基，一个具有还原性，另一个是非还原性的。;D-葡萄糖在水溶液中存在开链式和环式结构;隐性醛基;三、植物纤维素的生物合成;第二节纤维素的分子量和聚合度;纤维素的相对分子量M和聚合度DP;纤维素的强度与聚合度的关系;不同原料纤维素的聚合度;纤维素分子量的多分散性;二、常用的统计平均分子量和平均聚合度;1、数均分子量;2、质量分子量;3、粘均分子量;三、纤维素的分子量和聚合度的测定方法;粘度法测分子量;当纤维素分子进入溶剂时，引起液体粘度的变化，对于这种粘度的量度，一般采用以下几种表示方法：

(1)相对粘度?r

表示在同温度下溶液的粘度(?)与纯溶剂粘度(?0)之比。无因次量。

(2)增比粘度?sp

表示相对于纯溶剂来讲，溶液粘度增加的分数。无因次量。;;;在我国纤维素粘度测定的标准方法中（用铜乙二胺法测粘度），引用Martin公式：

K——经验常数，0.13

ρ——纤维素在稀溶剂中的浓度，g/mL

用铜乙二胺法测粘度时，聚合度与特性粘度的关系为：;粘度计;四、纤维素的多分散性与分级;1、溶解分级法;2、沉淀分级法;3、凝胶渗透色谱（GPC）;色谱分离过程（色谱图）

混合组分的分离过程及检测器对各组分在不同阶段的响应;纤维素分子量分布的表示方法;第三节纤维素的物理结构;一、纤维素的结构层次;纤维素结构：指纤维素不同尺度结构单元在空间的相对排列，包括高分子的链结构和聚集态结构。

链结构（一级结构）：表明一个分子链中原子或基因的几何排列情况。其中又包括尺度不同的二类结构。

聚集态结构：指高分子整体内部结构，包括晶体结构、非晶体结构、取向态结构以及液晶结构。即第三层次结构。;链结构;二、纤维素大分子的构象;纤维素的构型和构象;;纤维素大分子的构象如图所示,其葡萄糖??元成椅式扭转,每个单元上C2位羟基、C3位羟基和C6位取代基均处于水平位置。;纤维素中伯醇羟基的构象;;三、纤维素大分子聚集态结构;（一）结晶化学的基础知识;空间格子（平面点阵）;空间格子（三维空间点阵）;2、晶胞和晶系;七大晶系;3、晶面和晶面指数（密勒指数——h,k,l）;晶面指数（密勒指数——h,k,l）;Miller指数（h，k，l）的确定方法;;;（二）纤维素大分子结晶结构;结晶区和非结晶区的特点;纤维素的结晶结构;;纤维素具有多种结晶格子。天然纤维素的结晶格子称之为纤维素Ⅰ，在经过不同的处理后会引起变化。除了纤维素Ⅰ外，还有纤维素Ⅱ，纤维素Ⅲ、纤维素Ⅳ和纤维素Ⅹ。;（三）纤维素的结晶度及可及度;;结晶度与纤维性能的关系;2、纤维素物料的可及度A;测定方法;（四）纤维素的细纤维结构;;纤维素分子链的结构特点;;四、纤维素大分子间的氢键及影响;结晶区和无定形区氢键的区别;氢键对纤维素性质的影响;氢键存在对纸浆和纸张的性能有重要影响;第四节

纤维素的物理及物理化学性质;一、纤维素的吸湿和解吸;;纤维素吸附水的原因是什么？;;;;吸附水量随纤维素无定形区百分率的增加而增加。

再生纤维素＞碱处理纤维素＞天然纤维素;;吸湿与解吸对纤维素及纤维的影响;;吸湿与解吸对纸张强度的影响;二、纤维素纤维的润胀和溶解;润胀：固体吸收溶剂后，其体积变大但不失其表观均匀性，分子间内聚力减少，固体变软的现象。

有限润胀：体积变化，均一性不失。

无限润胀：即溶解。;;;最佳碱浓度;;润胀对工业的影响;（二）纤维素纤维的溶解;三、纤维素的电化学性质;吸附层：纤维表面负电荷的厚度a以及外围吸附的一、二层正电荷的厚度b合称为吸附层。

扩散层：有吸附层外围至电荷浓度为零距离为d的一层。

吸附层与扩散层组成扩散双电层。;电极电位：纤维表面电位对零电位之差。

动电电位：吸附层界面对零电位之差，也称Zeta电位或ζ－电位。

改变电解质浓度，对电极电位无影响，但对Zeta电位影响很大。

等电状态：Zeta电位为零。

纸浆越纯，Zeta电位越大；PH增大，Zeta电位增大；PH为2时，Zeta电位接近零。;Zeta电位对制浆造纸的影响;四、纤维素的热降解和机械降解;纤维素的低温降解;温度250℃

发生糖甙键的断裂(240-400℃)和芳环化(400℃以上)两个阶段.

1)分解出CH4、CO、CO2及焦油等产物。

2)纤维物料重量损失大，结晶区受破坏，聚合度下降。;纤维素