纤维素的聚集态结构.pptxVIP

单击此处添加小标题结晶区：分子排列整齐、有规则，呈现清晰的X-射线图单击此处添加小标题X射线研究：纤维素大分子的聚集，可分为结晶区和无定形区：单击此处添加小标题无定型区：分子链排列不整齐，较松弛，但取向与纤维主轴平行单击此处添加小标题第二节纤维素的聚集态结构

纤维结构的三个层次纤维素的结构层次一次结构二次结构三次结构纤维素结构：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：链结构描述一个分子链中原子或基因的几何排列情况。基本结构单元、连接类型——与溶解性、粘度、密度、熔点等各种特性有关分子大小、空间排布（如伸直链、折叠链）

二级结构：添加标题（聚集态结构、超分子结构）添加标题——决定高分子的使用性能添加标题聚集态结构指高分子整体的内部结构，包括晶体结构、非晶体结构、取向态结构以及液晶结构。添加标题

三级结构：（形态结构）尺度比超分子结构更大的一些单元的特征。如：纤维断面的结构、形态，纤维中的空洞、裂隙的大小分布等。

为什么纤维素大分子易于形成结晶性结构？重复单元简单、均一分子表面平整，易于长向伸展结构单元具有反应性强的侧基，有利于形成分子内和分子间氢键聚集态结构包括：聚集态结构即超分子结构，研究纤维素分子间的相互排列情况，包括结晶结构（晶区和非晶区、晶胞大小及形式、分子链在晶胞内的堆砌形式、微晶的大小）、取向结构（分子链和微晶取向）和原纤结构。

本节的主要内容：纤维素大分子的超分子结构——两相结构理论结晶化学基础知识纤维素单元晶胞的结晶变体及其相互转化纤维素结晶变体的晶胞特征分子内和分子间氢键纤维素的聚集态结构模型、结晶度、取向度纤维素的细纤维结构

纤维素超分子结构——两相结构理论第一章

结晶区长度为600A左右非结晶区内，分子链取向较差，分子链排列不整齐，较松弛，其取向大致与纤维主轴平行，这一部分没有特定的X-射线衍射图。分子排列无规则，分子间氢键结合少，强度较差。结晶区内，分子链取向良好，分子排列比较整齐，有规则、清晰的X-射线衍射图,密度大，分子间结合力强，对强度贡献大。

结晶化学的基础知识1、空间格子：晶体：物质内部的质点（如原子、分子、离子）在三维空间呈周期性地重复排列时，该物质称为晶体由晶体质点抽象的几何点集合而成的格子状结构称为空间格子，又称为空间点阵。直线点阵平面点阵空间点阵

bc夹角为αac夹角为βab夹角为γ晶胞参数是a、b、c和它们之间的夹角2、晶胞三维空间具有周期性排列的最小单位称为晶胞。如何描述晶胞的结构？6个晶胞参数

3、七大晶系

4、晶面指数（密勒指数——h,k,l）晶面指数（密勒指数——h,k,l）从不同角度去分割一个晶体，将会得到不同的晶面，如何去描述某个晶面？结晶格子内所有的格子点全部集中在相互平行的等间距的平面群上，这些平面叫晶面

1晶面指数标定步骤如下：2将三倒数化为互质的整数比，并加上圆括号，即表示该晶面的指数，记为(hkl)。3在点阵中设定参考坐标系4求得待定晶面在三个晶轴上的截距，若该晶面与某轴平行，则在此轴上截距为无穷大；若该晶面与某轴负方向相截，则在此轴上截距为一负值；5取各截距的倒数；

晶面指数所代表的不仅是某一晶面，而是代表着一组相互平行的晶面。另外，在晶体内凡晶面间距和晶面上原子的分布完全相同。

至今发现，固态下的纤维素共存在五种结晶变体：纤维素Ⅰ纤维素Ⅱ纤维素Ⅲ纤维素Ⅳ纤维素Ⅹ纤维素单元晶胞的结晶变体及其相互转化：这5种结晶变体属同质多晶体。

同质多晶体：对某些晶体来讲，它们具有相同的化学结构，但单元晶胞不同，称之同质结晶体。

天然存在的纤维素，如细菌纤维素、海藻和高等植物细胞壁中的纤维素纤维素Ⅰ纤维素Ⅱ溶液中再生或者丝光化过程得到的晶体变体纤维素Ⅲ纤维素Ⅰ或Ⅱ用液氨或者胺（甲胺、乙胺、乙二胺处理，再将其蒸发掉而得到的变体。纤维素Ⅳ由纤维素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ经由不同方法制得纤维素Ⅹ由纤维素Ⅰ或Ⅱ在38.0%~40.3%浓盐酸中20°处理2~4.5小时，用水再生得到。

四、纤维素结晶变体的晶胞特征天然存在的纤维素的结晶格子称之为纤维素I。

纤维素I结晶格子是一个单斜晶体，具有3条不同长度轴和一个非90度夹角。1、纤维素I的结晶结构关于纤维素I的结构，有两种模型：Meyer-Misch模型和Blackwell模型。

（1）Meyer-Misch模型①测定的纤维素I的晶胞参数：

b=10.3?（轴向）

a=8.35?

c=7.9?

β=84o一般采用的晶胞参数：b=