第十章 纤维素及其衍生物
纤维素衍生物CMC(精)
2.黏度：中黏度，为400-600mPa•s。
（2）浓度对黏度的影响：
随CMC浆液浓度的增 加，其黏度急剧上升， 因此，CMC浆液浓度 不宜高，否则会影响 流动性能。
（1）温度对黏度的影响：
CMC浆液的黏度 随温度升高而下 降；温度下降，
黏度又重新回升。
上浆时CMC浆液应
（3）酸碱度对黏度的影响：
5. 混溶性： 能与各种淀粉、合成浆料及助剂进行均匀混 CMC
合，是一种十分优秀的混溶剂。
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CMC作为浆料的不足:
黏度变化较大，且不易控制； 吸湿性较强，浆膜易发软发粘； 对合成纤维的黏附性较差； 含盐量高的粗制品对机件有腐蚀性，使用时要防腐。
CMC浆料一般不作为 主黏着剂使用。
呈中性或微碱性。
pH＜3，出现沉淀; pH=5-9，黏度稳定; pH＞10，黏度略有降低。
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3. 粘附性： CMC 分子中极性基团的引入，使它对纤维素
纤维具有良好的亲和力及黏附性。一般用于纯棉细特纱
、涤棉纱的上浆。
4. 成膜性： 浆膜光滑、柔韧，强度较高。但浆膜易吸湿 、发软、发粘，一般不作为主黏着剂。
CMC
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几种CMC产品
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其它纤维素衍生物
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谢谢大家！
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薄膜断裂伸长率(%)
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药高：纤维素及其衍生物
2、 纤维素大分子的两个末端基性质不同。 一端的葡萄糖基第一个碳原子上存在1个内 缩醛羟基，另一端存在一个仲醇，故整个 大分子具有极性并出现方向性。 当葡萄糖的环式结构变为开链式结构时， 内缩醛羟基变为醛基而具有还原性，显醛 基的反应。
2.纤维素的氢键作用：
纤维素分子之间和分子内存在大量的羟基， 符合氢键形成的条件，由于纤维素的分子链聚 合度很大，如果所有的羟基都被包含在氢键中 ，则分子间的氢键力非常之大，可能大大超过 C-O-C的主价键力。 一般来说，纤维素中结晶区内的羟基都形成 氢键，而在无定形区内则有少量没有形成氢键 的游离羟基，所以水分子可以进入无定形区与 这些游离羟基形成氢键，即分子链间形成水桥 ，发生膨化作用。
n
纤维素的结构
葡萄 糖链 各单元交 错排列
氧 碳 平行的若干 链形成纤维 素单纤维
纤维素的重要性质
1．化学反应性 2．氢键的作用 3．吸湿性 4．溶胀性 5.机械降解特性
6.可水解性
1.纤维素的化学反应性：
1、纤维素大分子每个葡萄糖单元均具 有3个醇羟基，其中2个为仲醇羟基，另 一个为伯醇羟基，可以发生氧化、酯化、 醚化反应，分子间形成氢键，吸水润胀 以及接枝共聚等。这些羟基酯化能力不 同，以伯醇羟基纤维素
纤维素（cellulose） 是由葡萄糖组成的大分子多糖， 是植物细胞壁的主要成分。纤维素是 自然界中分布最广、含量最多的一种 多糖，占植物界碳含量的50%以上。 药用纤维素的主要原料来自棉纤 维，少数来自木材。
纤维素的基本结构单元是D-吡喃环 形葡萄糖（失水葡萄糖），分子式为 (C6H10O5)n。 纤维素大分子的葡萄糖基间的联结 都是β-1,4苷键联结。结构式如下：
3.纤维素的吸湿性：
纤维素结晶区和无 定形区的羟基，基本 上是以氢键形式存在 ，氢键破裂，生成游 离羟基数量多，其吸 湿性增加。
cellucose[1]
![cellucose[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/c7c457bcc77da26925c5b003.png)
(2)性质 ①化学反应性 纤维素分子中每个葡萄糖单元均有3 个醇羟基,其中在C(2)、C(3)有两个仲醇羟 基,而在C(6)为一个伯醇羟基。纤维素分 子中存在的大量羟基对纤维素的性质有 决定性的影响,它们可以发生氧化、醚化、 酯化反应,分子间氢键,吸水润胀,接枝共 聚等。羟基的反应活性与其羟基类型有 关。以酯化为例,伯醇羟基的反应速度最 快。
b. 种类 不同的原料和不同的加工工艺,制得的微晶 纤维素具有不同的性质和性能,形成了国内外市 场上各种商品牌号的微晶纤维素。常见的牌号 有:Avicel 美国、 KC-W和RC-N日本、 SolkaFlok 意大利 等。 而同一牌号又分为不同的型号。美国FMC 公司生产的商品Avicel有PH型、TQ型和RC型 之分。 各国生产的微品纤维素在标准规格上有一定 的差异。如日本药局方(13版)收载的微晶纤维 素称crystalline cellulose,如将其混悬于水中,用匀 化机(8000r/min)匀化,能保持混悬液在3h不分离， 呈不透明乳膏剂,而市售的一般微晶纤维素在 同样情况下可分离出上清液及沉淀。
b. 性能 微晶纤维素为高度多孔性颗粒或粉末,呈白 色,无臭,无味,易流动。不溶于水、稀酸、氢氧 化钠液和大多数有机溶剂。具有压缩成型作用、 黏合作用和崩解作用。
可压性: 一般以压制的片剂的硬度衡量可 压性。同一种原料在同一种压力下,蒙古度越 小,接触面积越大,可压性越大,片剂的硬度也 越高。微晶纤维素具有高度变形性,可被压制 成有一定形状和坚实程度的压缩物,极具可压 性。
b.机械降解 纤维素原料经磨碎、压碎或强烈压 缩时,受机械作用,纤维素可发生降解,结果 聚合度下降。受机械降解的机械降解纤 维素,除纤维素大分子中的键断裂外,还发 生天然纤维素结晶结构以及纤维素大分 子间氢键破坏,因此,与受氧化、水解或热 降解的纤维素相比,此降解纤维素具有更 大的反应能力和较高的碱溶解度。
纤维素及其衍生物
纤维素的吸湿和解吸
纤维素从大气中吸取水或蒸汽时，称为吸附； 因大气中降低了蒸汽分压而自纤维素放出水或 蒸汽时，称为解吸。
纤维素纤维的润胀和溶解 润胀：
固体吸收润胀剂后，其体 为润胀。
有限润胀： 纤维素吸收润胀剂的量有一定的限度，其润胀的 程度也有限度，称为有限润胀。
纤维素的结晶度和可及度
•纤维素的结晶度：纤维素构成的结晶区占纤维素 整体的百分率，它反映纤维素聚集时可形成结晶 的程度。
结晶区样品含量
结晶度a=结晶区样品含量+非结晶区样品含量 ╳ 100%
纤维素的可及度：利用某些能进入纤维素物料的无定 形区而不能进入结晶区的化学试剂，测定这些试剂可 以达到并起反映的部分占全体的百分率。 可及度A与结晶度a的关系如下：
纤维素纤维的润胀和溶解
结晶区间的润胀：
润胀剂只达到无定形区和结晶区的表面，纤维素的 X射线图不发生变化。 结晶区内的润胀： 润胀剂占领了整个无定形区和结晶区，并形成润胀 化合物，产生新的结晶格子，此时纤维素原来的X射 线图消失，出现新的X射线图。多余的润胀剂不能进 入新的结晶格子中，只能发生有限润胀。
Mw
U= Mn -1
纤维素大分子的构象
•纤维素大分子由葡萄糖基环构成，构型属于 β-D型葡萄糖构型。
•纤维素大分子的构象为椅式构象。
环己烷椅氏构象
纤维素大分子的构象
纤维素大分子的聚集态结构 •结晶区与无定形区交错 结合，从结晶区到无定 形区逐步过渡，无明显 界限，一个纤维素分子 链可以经过若干结晶区 和无定形区，在纤维素 的结晶区旁边存在相当 的空隙，一般大小为 100-1000nm，最大达 10000nm。
纤维素及其衍生物
纤维素及其衍生物基因调控机理研究
纤维素及其衍生物基因调控机理研究纤维素是一种天然且广泛存在于植物细胞壁中的重要生物大分子，其化学结构及生物合成机理一直是生物学界研究的热点之一。
纤维素的组成成分为β-1,4-葡聚糖，所以也叫纤维素为β-葡聚糖素，同时也被称为“植物的骨架”。
纤维素是由大量的多糖链连接成的复杂网络结构，这个结构决定了纤维素在植物的生长和发育过程中扮演着非常重要的角色，如增加细胞壁的强度、维护细胞壁的完整性、调控植物生长等。
当前，纤维素及其衍生物的基因调控机理已经成为植物生物学的重要前沿热点。
纤维素的生物合成主要发生在植物的原生质体内，我们一般称之为“纤维素合成体”。
纤维素合成体由一系列的纤维素合成酶及其辅助蛋白组成，主要合成β-1,4-葡聚糖分子。
纤维素合成酶被称为CesA（Cellulose Synthase）家族，主要在高等植物中扮演着合成纤维素负责的角色。
在过去的几十年里，研究人员一直在探索纤维素合成酶及其辅助蛋白的调控机制，这对于我们深入了解纤维素的生物合成过程具有非常重要的意义。
研究表明，纤维素合成酶需要大量的葡萄糖供应，且葡萄糖浓度对纤维素合成酶的活性要求非常高。
此外，还有一系列的转录因子、信号分子、底物浓度等影响纤维素合成的因素，这些因子共同作用，调控着纤维素合成的速率和效率。
毫无疑问，纤维素的生物合成涉及到复杂的基因调控机理，而研究这些调控机理对于我们深入了解纤维素及其衍生物的生物学特性、探索纤维素的应用前景，都具有极其重要的影响。
在真菌中也存在纤维素合成酶与植物不同的是，真菌在纤维素的合成过程中含有三个不同的细胞壁，分别是内壁、中壁和外壁。
其中真菌含有的纤维素合成酶称为CelS，它们能在三个不同的细胞壁合成纤维素。
目前对于真菌纤维素合成调控机理的研究尚处于起步阶段，但前景是十分美好的。
总之，纤维素及其衍生物的基因调控机理研究将是植物生物学领域内的一个重要切入点，它将为我们揭示纤维素生物合成的奥秘，进而推动纤维素及其衍生物的研究和应用，从而实现更好地服务于我们的生产和生活。
纤维素及其衍生物的应用
纤维素及其衍生物的应用
纤维素是一种天然的多糖化合物，存在于植物细胞的细胞壁中。
由于其特殊的化学结构和物理性质，纤维素及其衍生物在许多领域得到了广泛的应用。
1. 纤维素在食品工业中的应用：纤维素常被用作增稠剂、结构物和稳定剂。
在低脂食品中，纤维素可以用作替代性的脂肪。
2. 纤维素在制药工业中的应用：纤维素是一种惰性的化合物，可以用作药物和维生素的载体。
纤维素的结构也使其成为一种非常好的吸附剂，可以用来去除杂质。
3. 纤维素在纸张和纺织品工业中的应用：纤维素是一种重要的原料，常被用于生产纸张和纺织品。
纤维素的纤维结构可以提高纸张和纺织品的强度和耐久性。
4. 纤维素在生物质能源领域中的应用：纤维素是一种重要的生物质能源原料，可以用于生产生物柴油、生物气体和生物酒精等。
5. 纤维素在环境保护领域中的应用：纤维素可以用于处理污水和有毒废物。
通过纤维素的吸附作用，可以有效地净化水体和土壤。
总之，纤维素及其衍生物在各种工业领域都有着广泛的应用，其特殊的化学结构和物理性质成为了各个领域的重要原料和工具。
- 1 -。
纤维素及其衍生物在肉制品中的应用
纤维素及其衍生物在肉制品中的应用纤维素是一种存在于植物细胞壁中的复杂多糖，由D-葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成。
它在食品工业中被广泛应用，其中包括肉制品。
本文将介绍纤维素及其衍生物在肉制品中的应用。
纤维素及其衍生物具有一系列理化特性，如溶解性、吸水性、黏附性等，这些特性使其成为肉制品加工中的重要添加剂。
纤维素及其衍生物可以增加肉制品的静水保持能力和黏度，增强了肉类原料的质地和口感。
在腊肠的制作过程中，添加适量的纤维素可使腊肠独特的口感更加饱满。
纤维素及其衍生物在肉制品中还具有增强凝胶形成的能力。
纤维素可与蛋白质和水分子之间形成氢键，从而促进凝胶的形成。
这在一些加工肉制品中，比如火腿和香肠等中得到广泛应用。
纤维素及其衍生物还可以增加肉制品的保水性。
纤维素的多糖结构具有较高的吸水性，能够吸附大量的水分子，防止水分流失，从而提高肉制品的保水性和储存稳定性。
纤维素及其衍生物还具有乳化稳定剂和增稠剂的功能。
在一些肉制品中，比如午餐肉和火腿肠等，添加适量的纤维素可使其中的脂肪和水分分散均匀，并防止其分离。
纤维素还能够增加产品的黏度和粘度，提高整体的质感和口感。
纤维素及其衍生物在肉制品中的应用也受到一些限制。
应注意使用纤维素的种类和添加量。
不同的纤维素具有不同的理化特性和功能，选择适当的纤维素种类对于肉制品的品质和安全性至关重要。
过高的纤维素添加量可能导致肉制品的质地过硬，口感欠佳。
纤维素及其衍生物在使用过程中还要注意与其他添加剂的相互作用。
有些添加剂可能与纤维素发生化学反应，影响产品的品质和稳定性。
纤维素及其衍生物在肉制品中的应用非常广泛，可以改善产品的质地、保水性和乳化稳定性等。
但在使用过程中应慎重选择纤维素种类和添加量，以确保产品的品质和安全性。
还需考虑与其他添加剂的相互作用。
毫无疑问，纤维素及其衍生物的应用将为肉制品行业带来更多可能性和发展机遇。
纤维素及其衍生物在食品及医药行业的开发与应用
纤维素及其衍生物在食品及医药行业的开发与应用刘 涛１，刘 宁１，方桂珍２（１． 哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江 哈尔滨 １５００７６；２． 东北林业大学 生物质材料科学与技术教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 １５００４０）摘 要：植物纤维素是符合可持续发展要求的可再生资源，在国民经济的发展中占有十分重要的地位。
本文从纤维素的结构、性质谈起，对纤维素及其衍生物在食品、医药等方面的应用进行综述。
关键词：纤维素；衍生物；开发；应用Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ｉｎ Ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ： Ａ ＲｅｖｉｅｗＬＩＵ Ｔａｏ１，ＬＩＵ Ｎｉｎｇ１，ＦＡＮＧ Ｇｕｉ－ｚｈｅｎ２（１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈａｒｂｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｏｍｍｅｒｃｅ， Ｈａｒｂｉｎ １５００７６， Ｃｈｉｎａ；２． Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｂｉｏ－ｂａｓｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｒｂｉｎ １５００４０， Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｌａｎｔ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ， ａ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｉｎ ｒｅｇａｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｎａｔｉｏｎａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ｉｎ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｆｏｏｄ ａｎｄ ｍｅｄｉｃｉｎｅ ｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄ ｆｒｏｍ ｔｗｏ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ；ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ中图分类号：ＴＳ７２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６３０（２００９）１５－０２７６－０５收稿日期：２００９－０５－２１基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（２００６０２２５８）；黑龙江省教育厅科学技术研究面上项目（１１５４１０７８）作者简介：刘涛（１９７８－），男，助理研究员，硕士研究生，主要从事食品化学方面的研究。
纤维素及其衍生物在食品行业的发展与应用
纤维素衍生物在食品行业的应用曹国宝（海南大学材料与化工学院，海南海口570228）摘要：长期以来,纤维素及其衍生物作为一种丰富的可再生的生物能源广泛地应用于现代工业。
而其在食品领域也有重要的发展与应用。
本文本文从纤维素的结构、性质谈起，选述纤维素及其衍生物的显著特点和在食品工业目前的研究现状。
关键词：纤维素衍生物，食品，应用Cellulose derivate’s application in food industryCAO Guo-bao(College of material and chemistry,Hainan university,Haikou 570228)Abstract: As a kind of abundant and reproducible biological resources , celluloses and its derivate are widely used in modern industry for a long time. Especially its application in the food industry. this paper start with cellulose structure and properties, summerise cellulose an its derivate’s properties and ist development in the food industryKey words:cellulose derivate,food,application一．简介纤维素（cellulose）在自然界分布很广，是构成植物的主要成分，如棉花中约含90%以上，木材中约含50%。
纤维素的纯品无色无味无臭，不溶于水和一般有机溶剂。
与淀粉一样，纤维素也具有还原性[1]。
纤维素大分子的基环是D-葡萄糖以β-1，4糖苷键组成的大分子多糖，分子量约50000～2500000，相当于300～15000个葡萄糖基脱水葡萄糖，其分子式为：（C6H10O5）n, 其化学组成含碳44.44%、氢6.17%、氧49.39%。
第十讲纤维素和纤维素衍生物
本节限于介绍在药剂学领域中被应用的纤 维素衍生物，纤维素化学结构修饰的目的是在 于改善纤维素的加工性和影响药物传递过程中 的特殊性能。
一、药用纤维素衍生物的化学类别
纤维素的结构改造一般是按葡萄糖 单体中三个羟基的化学反应特性(酯化、 醚化、交联和接枝)来分类，常用的一些 纤维素衍生物有以下几种：酯类，醚类， 醚酯类(P115-116)
–可压性:高度变形性，极具可压性 –黏合性（吸附性）：多孔性粉末，相互啮合，具有粘
合作用；并可吸附水、油和药物等
• 5.吸湿性：含湿量很低，60%湿度下平衡吸湿量6%
• 6.分散性：混有亲水性分散剂时，在水中能形成 稳定的悬浮液，易分散成奶油般凝胶体
• 7.反应性能：在稀ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ液中少部分溶解，大部分膨 化，表现出较高的反应性能
4．微晶纤维素球形颗粒，为具有高圆度和机 械强度的球形细粒剂，可作为药物制剂的缓释材料 （药物可进入微晶纤维素的多孔结构，与微晶纤维 素分子羟基形成分子间氢键或被微晶纤维素分子氢 键所包合，干燥成型后药物分子被固定）：包衣型 缓释制剂、苦味掩盖制剂的核芯，广泛用于缓释微 丸包衣。本品与蔗糖球形颗粒相比，颗粒之间的黏 连作用较小，便于药物包衣。
三、粉状纤维素 (一)来源与制法
粉状纤维素(powered cellulose) 又称纤维 素絮 (cellulose flocs)，美国、英国、欧洲及 日本药典收载。聚合度约为500，分子量约为 2.43×105，不含木素、鞣酸和树脂等杂质。
粉状纤维素的制法
• ①将含有纤维的植物原料制备成纤维浆（同造 纸）
• ②将纤维浆用17.5% NaOH(或24% KOH)溶液在 20℃处理，分离得不溶解部分
• ③不溶解部分（含有纤维素和抗碱的半纤维素） 用转鼓式干燥器制成片状
纤维素及其衍生物液晶
纤维素及其衍生物液晶王慧芳(北京市化工研究院高技术实验室,北京100084)摘要从纤维素及其衍生物的化学结构出发,综合论述了纤维素衍生物的合成方法、液晶态的形成理论、液晶性能及其在塑料中的应用。
关键词:纤维素衍生物液晶综述开发亦在不断进行。
纤维素作为来源丰富的自然资源,有关其衍生物液晶的研究渐渐受到专家们的重视,也取得一定的进展。
前言随着高分子学科的不断发展, 液晶作为功能高分子之一,越来越受到人们的重视,已成为高分子届关注的热点。
以芳香聚酯液晶为代表的热致液晶高分子( TL CP) ,其中少数品种如Xydar 、Vect ra 、X27 G 已实现商品化并投入实际应用,同时新的品种的TL C P 合成纤维素的化学结构特征和1其衍生物的合成纤维素作为一种天然高分子, 其化学结构式可用Hawo r t h式表示,如图1 。
图1 纤维素的化学结构式1从其化学结构来看,主链的糖苷环具有刚性,环间醚键可以内旋转,属于半刚性聚合物。
故从理论上讲,纤维素本身可以形成液晶态,但因其分子间大量的氢键限制了链段运动,受热时在链段开始运动前即开始分解,故实际上不能显示热致液晶性。
同时, 由于纤维素本身溶解能力差,在溶液中难以形成液晶态所需的浓度,故以前一直认为它不能显示溶致液晶性。
对纤维素衍生物具有液晶性的认识始于1976 年Gray 等人对羟丙基纤维素水溶液的报道,在浓度足够大时,观察到了胆甾型液晶相的存在2 。
从这以后, 许多纤维素衍生物及纤维素本身都被发现在适当的溶剂中可以形成溶致性液晶。
纤维素大分子链上存在的大量羟基为醚化或酯化反应创造了条件,从而可以调节其上取代基的性质、数量和分布,使其具有溶致液晶性或( 和) 热致液晶性。
有关液晶性纤维素衍生物的合成方法国内外都进行了较多的研究,归纳起来,主要有两种途径:C el lOR3 ,4(1) 醚化反应:C ellOH + R Br收稿日期:1999 - 03 - 081999 年9 月中国塑料21上述反应一般难以获得高醚化度产物, 可以用碘化物( R I) 进一步处理以得到高醚化时, T L I随N 增加急剧降低, N ≥10 时, T L I 下降平缓或略有上升。
纤维素及其衍生物的应用
纤维素及其衍生物的应用
纤维素是一种天然的高分子有机化合物，是植物细胞壁的主要成分之一。
它具有很高的生物降解性和可再生性，因此在许多领域都有广泛的应用。
纤维素及其衍生物在食品工业中被广泛应用。
纤维素是一种不可溶性膳食纤维，可以增加食品的体积和口感，促进肠道蠕动，有助于预防便秘和肠癌等疾病。
此外，纤维素还可以用作食品添加剂，如乳化剂、稳定剂、增稠剂等，可以改善食品的质地和口感。
纤维素及其衍生物在纺织工业中也有广泛的应用。
纤维素可以被加工成纤维素纤维，用于制造纺织品、纸张和纸浆等。
纤维素纤维具有很高的强度和耐久性，可以用于制造高品质的衣物和家居用品。
纤维素及其衍生物还可以用于制造生物燃料和化学品。
纤维素可以通过生物质转化技术转化为生物燃料，如生物乙醇和生物柴油等。
同时，纤维素还可以被加工成纤维素醚、纤维素酯等化学品，用于制造塑料、涂料、胶粘剂等。
纤维素及其衍生物在食品、纺织、能源和化学等领域都有广泛的应用。
随着人们对可持续发展和环境保护的重视，纤维素及其衍生物的应用前景将会更加广阔。
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第十章
纤维素及其衍生物
第十章 纤维素及其衍生物
第一节 纤维素的化学结构
1) 纤维素大分子的基本结构单元是 吡喃式葡萄 纤维素大分子的基本结构单元是D-吡喃式葡萄 糖基（失水葡萄糖）。分子式为(C ）。分子式为 糖基（失水葡萄糖）。分子式为 6H10O5)n 2) 纤维素大分子的葡萄糖基间的联结都是 苷键 纤维素大分子的葡萄糖基间的联结都是β-苷键 联结。结构式如下： 联结。结构式如下：
A=σa + (100-a)
第十章 纤维素及其衍生物
第三节纤维素的物理及物理化学性质
纤维素的吸湿和解吸
纤维素从大气中吸取水或蒸汽时，称为吸附； 纤维素从大气中吸取水或蒸汽时，称为吸附； 因大气中降低了蒸汽分压而自纤维素放出水或 蒸汽时，称为解吸。 蒸汽时，称为解吸。
第十章 纤维素及其衍生物
第三节纤维素的物理及物理化学性质
第十章 纤维素及其衍生物
第三节纤维素的物理及物理化学性质
纤维素纤维的润胀和溶解 结晶区间的润胀： 结晶区间的润胀： 润胀剂只达到无定形区和结晶区的表面， 润胀剂只达到无定形区和结晶区的表面，纤维素的 X射线图不发生变化。 射线图不发生变化。 射线图不发生变化 结晶区内的润胀： 结晶区内的润胀： 润胀剂占领了整个无定形区和结晶区，并形成润胀 润胀剂占领了整个无定形区和结晶区， 化合物，产生新的结晶格子，此时纤维素原来的X射 化合物，产生新的结晶格子，此时纤维素原来的 射 线图消失，出现新的X射线图 射线图。 线图消失，出现新的 射线图。多余的润胀剂不能进 入新的结晶格子中，只能发生有限润胀。 入新的结晶格子中，只能发生有限润胀。
第十章 纤维素及其衍生物
第二节 纤维素的物理结构
纤维素大分子的构象 •纤维素大分子由葡萄糖基环构成，构型属于 纤维素大分子由葡萄糖基环构成， 纤维素大分子由葡萄糖基环构成 β-D型葡萄糖构型。 型葡萄糖构型。 型葡萄糖构型 •纤维素大分子的构象为椅式构象。 纤维素大分子的构象为椅式构象。 纤维素大分子的构象为椅式构象
第十章 纤维素及其衍生物
第二节 纤维素的物理结构
纤维素的结晶度和可及度 •纤维素的结晶度：纤维素构成的结晶区占纤维素 纤维素的结晶度： 纤维素的结晶度 整体的百分率， 整体的百分率，它反映纤维素聚集时可形成结晶 的程度。 的程度。
结晶区样品含量 结晶度a=结晶区样品含量 非结晶区样品含量 结晶度 结晶区样品含量+非结晶区样品含量 ╳ 100% 结晶区样品含量
纤维素纤维的润胀和溶解 润胀： 润胀： 固体吸收润胀剂后， 固体吸收润胀剂后，其体积变大但不失其表观 均匀性，分子间的内聚力减少，固体变软， 均匀性，分子间的内聚力减少，固体变软，称 为润胀。 为润胀。 有限润胀： 有限润胀： 纤维素吸收润胀剂的量有一定的限度， 纤维素吸收润胀剂的量有一定的限度，其润胀的 程度也有限度，称为有限润胀。 程度也有限度，称为有限润胀。 纤维素的化学结构
纤维素的分子量和聚合度
力 学 强 度
C B
A点初具强度，最低 点初具强度， 点初具强度 聚合度60； 点以后 聚合度 ；B点以后 强度增加缓慢，聚合 强度增加缓慢， 度250。 。
A
聚合度
第十章 纤维素及其衍生物
第一节 纤维素的化学结构
纤维素的多分散性 多分散性： 多分散性： 纤维素高分子化合物的分子量是不均一的， 纤维素高分子化合物的分子量是不均一的，即 纤维素纤维是由不同聚合度的纤维素分子组成， 纤维素纤维是由不同聚合度的纤维素分子组成， 这种性质称为多分散性或不均一性。 这种性质称为多分散性或不均一性。 多分散性U与数均、 多分散性 与数均、质均分子量和聚合度的关 与数均 系如下： 系如下： Mw U= Mn -1
纤维素的可及度： 纤维素的可及度：利用某些能进入纤维素物料的无定 形区而不能进入结晶区的化学试剂， 形区而不能进入结晶区的化学试剂，测定这些试剂可 以达到并起反映的部分占全体的百分率。 以达到并起反映的部分占全体的百分率。 可及度A与结晶度 的关系如下 可及度 与结晶度a的关系如下： 与结晶度 的关系如下：
环己烷椅氏构象
第十章 纤维素及其衍生物
第二节 纤维素的物理结构
纤维素大分子的构象
第十章 纤维素及其衍生物
第二节 纤维素的物理结构
纤维素大分子的聚集态结构 •结晶区与无定形区交错 结晶区与无定形区交错 结合， 结合，从结晶区到无定 形区逐步过渡， 形区逐步过渡，无明显 界限， 界限，一个纤维素分子 链可以经过若干结晶区 和无定形区， 和无定形区，在纤维素 的结晶区旁边存在相当 的空隙， 的空隙，一般大小为 100-1000nm，最大达 ， 10000nm。 。
第十章 纤维素及其衍生物
第一节 纤维素的化学结构
纤维素的结构
第十章 纤维素及其衍生物
第一节 纤维素的化学结构
3) 纤维素大分子每个基环均具有 个醇羟基， 纤维素大分子每个基环均具有3个醇羟基 个醇羟基， 可以发生氧化、酯化、醚化反应， 可以发生氧化、酯化、醚化反应，分子间形成 氢键，吸水润胀以及接枝共聚等。 氢键，吸水润胀以及接枝共聚等。 4) 纤维素大分子的两个末端基性质不同。一端的 纤维素大分子的两个末端基性质不同。 葡萄糖基第一个碳原子上存在1个隐性醛基 个隐性醛基， 葡萄糖基第一个碳原子上存在 个隐性醛基，另 一端不具还原性。 一端不具还原性。故整个大分子具有极性并出现 方向性。 方向性。