植物纤维化学课件第三章纤维素及其衍生物第三章绪论

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中职化学(农林牧渔类)《纤维素》课件

纤维除了直接用于纺织和造纸外，经再生、衍生等改性处理，可得到性能更好、应用更广泛的材料。
三、纤维素的功能和应用
铜氨人造丝性能优于原纤维和黏胶纤维
黏胶人造丝若将其通过狭缝压入酸性凝固液中，则生成薄膜状，称为玻璃纸
硝酸纤维胶棉可用于制胶片、喷漆；赛璐珞是制备乒乓球、钢笔杆和玩具等的原料；火棉可用于制火药
木材
40～60
9～15
二、纤维素的结构
纤维素也是由 D- 葡萄糖组成，但在一级结构中，葡萄糖之间是以 β-1，4苷键结合在一起的直链型分子，相邻葡萄糖单元相互扭转 180°；其二级结构是由多条分子长链相互扭曲成绳状结构的纤维束，长链之间通过氢键缔合在一起，中间还夹杂着木质素等物质。
二、纤维素的结构
由于纤维链之间结合比较紧密，水分子难以进入纤维束中间与苷键作用，因此，纤维素比淀粉更难于水解，一般要在强酸或稀酸中加热、加压才能水解，水解过程中，先得到纤维四糖、三糖、二糖，最终是葡萄糖，由于纤维素水解条件苛刻，得率低，成本高，所以它的水解应用受到限制。
三、纤维素的功能和应用
在生理上，纤维素只能被纤维素酶（又称 β- 糖苷酶）催化水解，但不能被淀粉酶催化水解，由于人体内无这种纤维素酶，所以人类不能消化利用纤维素。但在食草动物（如牛、羊）的消化系统中含有这种酶，故这些动物可以用草作为营养来源。
• 一些口感不粗糙的食物，比如嫩豌豆、四季豆、黑豆等豆类，虽然煮熟后质地细腻、口感绵软，但其中膳食纤维的含量却远高于大家推崇的芹菜。
• 切菜的确可以将蔬菜中的维管束结构切断，但并不会破坏膳食纤维。
• 虽然膳食纤维的好处很多，不能过量摄取，尤其是一些特殊人群。
科学探究
羧甲基纤维素的合成天然纤维素由于分子间和分子内存在很强的氢键作用，分子有很强的结晶能力，难以溶解和熔融，加工成型性能差，难以与小分子化合物发生化学反应，直接反应往往得到取代程度不均一的产品，从而限制了纤维素的使用。

《植物纤维化学》PPT课件全文

3、学习内容与相关课程的关系
本课程牵涉有机化学、分析化学（包括仪器分析）、物理化学、高分子化学、高分子物理、生物合成等相关基础课程。有关生物结构方面的内容，在《植物纤维形态与结构》课程中专门讲述；
有关木质素、纤维素和半纤维素在蒸煮和漂白化学反应过程中的影响因素，在《制浆原理与工程》课程中专门讲述。
垂直方向切开的面称为横切面。
弦切面(Tangetial Section)：沿着与射
线垂直方向切开的面称为弦切面。
径切面(Radial Section)：沿着射线切
开的面称为径切面
树脂道：针叶材的特征
有些针叶材在横切面的晚材部分，凭肉眼就可看见一些针头状的小白点，这就
是轴向树脂道或称纵行树脂道。
种子植物
木本—针叶树类
裸子植物：
木本—阔叶树类
种子植物
双子叶植物：草类、麻类、豆类
被子植物
单子叶植物—多数为草本，如禾本科类、禾本亚科、
竹亚科
1.1.1 植物纤维原料的分类
1.1.1.1 、木材纤维原料：
针叶材（又称软木，Softwood）如云杉、红松、落叶松、马尾松、
思茅松等；阔叶木（又称硬木，Hardwood）
应。由于纤维素大分子每个糖基上有三个–OH（C2，C3，
C6），可发生各种酯化、醚化反应，在很大程度上可改变纤维素的性质，生产出许多有价值的纤维素衍生物。
纤维素衍生物的制备
纤维素酯化和醚化反应是制备纤维素衍生物的重要反应。
由于纤维素大分子每个糖基上有三个– OH（C2，C3，C6），可发生各种酯化、醚化反应，在很大程度上可改变纤维素的性质，生产出许多有价值的纤维素衍生物。
第一章

(完整word版)第三章纤维素纤维的结构和性能

第三章纤维素纤维的结构和性能天然纤维素纤维（棉、麻）纤维素纤维再生纤维素纤维（粘胶纤维、铜氨纤维、醋酯纤维）§3.1纤维素纤维的形态结构一棉纤维的形态结构棉纤维是种子纤维，其主要成分为纤维素、果胶、蜡质、灰分、含氮物质。

外形：上端尖而封闭，下端粗而敞口,细长的扁平带子状，有螺旋状扭曲，截面呈腰子形，中间干瘪空腔.最外层：初生胞壁从外到里分三层：中间：次生胞壁内部：胞腔1 初生胞壁决定棉纤维的表面性质，它又分为三层，最外层为果胶物质和蜡质所组成的皮层。

因而具有拒水性，在棉生长过程中起保护作用。

但在染整加工中不利。

2 次生胞壁纤维素沉积最后的一层，是构成纤维的主体部分，纤维素含量很高,其组成和结构决定棉纤维的主要性能.3 胞腔输送养料和水分的通道，蛋白质、色素等物质的残渣沉积胞壁上，胞腔是棉纤维内最大的空隙,是染色和化学处理时重要的通道.二麻纤维的形态结构麻纤维主要有：苎麻、亚麻是属于韧皮纤维，以纤维束形式存在单根纤维是一个厚壁、两端封闭、内有狭窄胞壁的长细胞苎麻两端呈锤头形或分支亚麻两端稍细呈纺锤形纵向有竖纹和横节主要化学组成和棉纤维一样是纤维素,但含量低.§3。

2纤维素大分子的分子结构纤维素是一种多糖物质，其大分子是由很多葡萄糖剩基连接而成，分子式为（C6H10O5）n 复杂的同系物混合物，n为聚合度, 棉聚合度为2500～10000，麻聚合度为10000～15000，粘胶纤维聚合度为250~ 500纤维素大分子的化学结构是由β—d—葡萄糖剩基彼此以1，4-甙键连接而成,结构如下每隔两环有周期性重复,两环为一个基本链节，链节数为（n-2）/2, n为葡萄糖剩基数,即纤维的聚合度，葡糖糖剩基上有三个自由存在的羟基，其中2，3位上是仲羟基,6位上伯羟基§3。

3棉纤维的超分子结构超分子结构也称为微结构，主要指棉纤维中次生胞壁纤维素大分子的聚集态结构，纤维素大分子的排列状态，排列方向，聚集紧密程度等。

植物纤维

亚麻工艺纤维
亚麻织物
亚麻织物
（三）黄麻
Jute
产地：生长于亚热及热带，有圆果种、长果种形态：长1~2.5mm，宽10~20um 多边形截面，有中腔公定回潮率: 14%
黄麻绳索
黄麻产品
（四）汉麻（工业用大麻）形态：长16~20mm, 宽18um，纵向有裂纹和微孔与中腔相连性能：抗菌、抗静电、
主链价键: 1,4 甙键官能团: 三个羟基，甙键空间构型: 椅式结构
2. 形态结构:
外皮由蜡质、脂肪和果胶组成初生层棉纤维横截面次生层中腔初生胞壁 S1 S2 S3 由网状原纤组成
棉纤维横、纵向
截面结构
双边结构: 棉纤维干涸后，次生胞壁的各个部位在断面结构上有显著不同的现象.
3)按原棉色泽分
白棉: 正常成长、吐絮的棉花
主要纺织原料，洁白、乳白或淡黄色
白色棉黄棉: 受霜冻的棉
灰棉: 产自多雨地区
彩色棉：棕、绿、红、黄、蓝、紫、灰
彩棉
纯棉织物 Cotton fabric
(二)棉纤维的形态及结构
1.化学组成
纤维素(94%), 多缩糖(0.9%),蛋白质(1%),脂肪与脂腊质 (0.6%),水溶性物质(3.3%) 灰分(1%) 纤维素单基: β－葡萄糖剩基,
剑麻 Sisal
剑麻
剑麻
剑麻产品
二
蕉麻
马尼拉麻、菲律宾麻产于热带、亚热带，工艺纤维长1~3米工艺纤维: 半脱胶的束状纤维，经梳理加工制成的适合于纺纱工艺要求的麻纤维
三菠萝叶纤维（凤梨麻） Pineapple
凤梨麻工艺品
椰子纤维
实验
纤维细度测试天然纤维: 白棉、彩棉、羊毛化学纤维：粘胶、涤纶、腈纶、氯纶两人一组，天然纤维任选一种，化学纤维任选一种，报给课代表。纺织纤维鉴别棉、羊毛、麻、涤纶、腈纶、锦纶

《植物纤维化学实验》课件

实验步骤
1
1. 切取植物组织样本并处理
选择适当的植物组织，进行样本处理。
2. 利用显微镜观察纤维结构
2
使用显微镜观察样本中不同植物组织的纤维
结构。
3
3. 实施化学反应
进行酸碱处理、还原剂处理等化学反应。
4. 观察纤维变化
4Байду номын сангаас
观察实施化学反应后样本中纤维的变化。
实验结果与分析
1 观察不同植物组织的纤维结构 2 观察纤维在化学反应下的变化
了解不同植物组织纤维的基本性质。
分析纤维在不同化学反应中的化学性质。
实验注意事项
• 操作时注意安全，避免进行有害物质反应。 • 样本处理过程中应保持湿润状态，防止纤维形态变化。 • 实验结束后及时清洗实验仪器。
实验应用
纺织
植物纤维化学实验可用于纺织研究和开发。
造纸
植物纤维化学实验可用于造纸方面的研究和开发。
《植物纤维化学实验》 PPT课件
植物纤维化学实验是掌握植物纤维性质与化学反应的基本实验。通过观察不同植物组织的纤维结构以及化学反应的变化，深入了解植物纤维的化学性质和应用价值。
实验介绍
实验目的
通过实验掌握植物纤维的基本性质和化学反应。
实验仪器
烧杯、试管、显微镜等。
实验材料
木质部、韧皮部等植物组织。

叙述纤维素的分子结构特征

相邻单位晶胞所共有，则每个单位晶胞只含（ 1 + 4×1/4）链单位，即二个链单位。
② Blackwell纤维素Ⅰ模型（1974）
• Blackwell以单球法囊藻（Valonia ventricosa）纤维素为试样研究单位晶胞内分子链排列情况，认为葡萄糖基的平面几乎和ac平面是平行的，并且认为位于单位晶胞四个角上的分子链和位于中心的分子链，是向着同一方向的平行链。
数（h,k,l）为（2、3、6）。
• 当平面与坐标轴平行时，相应的密勒指数为0； • 如果与坐标轴相交于负值区域，则负值符号加
于相应的密勒指数之上。 • 只截切a轴的面，都具有指数（100） • 只截切b轴的面，都具有指数（010） • 只截切c轴的面，都具有指数（001）
举例如下： h:k:l=（1/∞）：（1/∞）：(1/2)
• 纤维素分子链占据晶胞的4个角和中轴；葡萄糖基环平行于 ab面。
• 在b轴方向，晶格四角各由一个纤维素分子链单位（即纤维素二糖）所组成。中心链分子与四角上的链分子在b轴方向高度上，彼此差半个葡萄糖基。
• 晶胞中间链的走向和角链的走向相反——反平行链排列。 • 中心链单位属于此单位晶胞所独有，而每角链单位则为四个
② Blackwell纤维素Ⅰ模型（1974）
单位晶胞参数： • a =13.34Å，b =15.72Å，c =10.38Å（纤维轴），γ=97.0°
（γ= a ^ b ） • 根据密度测量，这个单位晶胞ab横断面有8个分子链，如换算
为两个链单位的晶胞，参数应是： • a =8.17Å，b =7.86Å, c =10.28Å，γ=97.0°
本节的主要内容：
• 纤维素分子聚集态结构——两相结构理论 • 结晶化学基础知识 • 纤维素单元晶胞的结晶结构 • 纤维素大分子的氢键 • 纤维素的聚集态结构模型、结晶度、可及度 • 纤维素的细纤维结构

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细胞壁生物合成的过程包括：细胞壁中聚合物母体的形成(糖核苷酸，
UDP-D-葡萄糖)；聚合物的生物合成；细胞壁中聚合物的聚集。
Chapter 3 Cellulose and Derivatives
17
Tianjin University of Science & Technology
CH2OH O
15
Tianjin University of Science & Technology
Stereochemical Structure
Chapter 3 Cellulose and Derivatives
16
Tianjin University of Science & Technology
二．植物细胞壁中纤维素的生物合成
O HN
HO OH
OO
ON
O OH
PO O-
PO性质是不同。一端为还原性末端基；另一端为非还原性末端基。
Chapter 3 Cellulose and Derivatives
12
Tianjin University of Science & Technology
还原性末端基非还原性末端基
8
Tianjin University of Science & Technology
甲基化纤维素
H + H 2O
CH 2OCH 3
o OH
H O OCH 3 H H OCH 3
2,3,6—三甲基葡萄糖
Chapter 3 Cellulose and Derivatives
9
Tianjin University of Science & Technology

植物纤维化学

第三章纤维素一、一次结构1.近程结构：链结构单元的组成和链接方式2.远程结构：分子的大小、形态、链的柔顺性和构象3.构象：构型一定的分子，在其键允许的限度内各基团绕单键内旋转形成聚合物的不同形态（分子热运动）4.构型：分子中的原子和基团由化学键所固定的空间几何排列。

（化学键断裂）5.纤维素大分子化学结构特点：⏹基本结构单元是D-吡喃式葡萄糖⏹纤维素大分子葡萄糖基都是β-苷键链接⏹纤维素大分子每个基环具有三个醇羟基-（2、3仲醇羟基，6伯醇羟基）⏹纤维素大分子的两个末端基性质不同（C1位还原性醛基，C4位隐形醛基非还原性），不同分子链具有极性和方向性6.纤维素链构象：⏹葡萄糖环的构象：4C1椅式构象（会画）⏹纤维素大分子链的构象：葡萄糖单元成椅式构象，每个单元上C2位羟基，C3位羟基和位取代基均处于水平位置C6⏹C5位羟甲基构象：tg构象⏹配糖角：β-1-4苷键的键角扭转角：葡萄糖苷键绕C1-O键形成夹角键形成夹角：葡萄糖苷键绕O-C4纤维素分子模型：伸直链模型弯曲链模型二、二次结构1.聚集态结构（超分子结构）：处于平衡态时纤维素大分子链相互间几何排列特征2.聚集态结构研究：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）、取向结构（分子链和微晶取向）、原纤结构3.纤维素晶体：c键直立，a键前后（氢键），b轴位于左右方向4.辨认不同晶胞结构：X射线衍射、红外光谱、正交极化/幻角旋转13C核磁共振谱5.纤维素ⅠMeyer-Misch模型的特点：⏹纤维素分子链占据晶胞的4个角和中轴⏹四角上的链为4个相邻晶胞所共有，每个晶胞只含有两个分子链⏹晶胞中间链的走向和角上链的走向相反——反平行链排列；在轴向高度彼此半个葡萄糖基⏹b轴长度正好为纤维素二塘的长度。

分子链葡萄糖基团绕纵轴扭转180°（纤维二糖为基本结构单元）6.纤维素ⅡBlackwell 模型特点⏹纤维素分子链占据晶胞的4个角和中轴⏹晶胞中间链的走向和角上链的走向相同——同向平行链；在轴向高度彼此半个葡萄糖基⏹分子链平行于ac 面，-CH 2OH 均为-tg 构象；（1，4苷键键角为114.8°）⏹a 轴方向分子间氢键（020面，O(3)-H...O(6’)；分子内氢键O(3)-H...O(5’)、O(2’)-H...O(6)，晶胞对角线无氢键）7.纤维素Ⅱ结晶结构特点⏹存在两条空间群为P21的分子链，具有二次螺旋对称，角上链和中心链为反向平行链⏹中心链—-CH 2OH 具有-tg 构象，角上链-CH 2OH 具有-gt 构象⏹中心链和角上链在高度上相差半个葡萄糖基⏹分子链投影与ac 面有偏角（30°），与110面方向一致在020面【O(3)-H...O(5’)、O(2’)-H...O(6)】和110面O(2)-H...O(2’)内形成氢键。

纤维素及其衍生物

纤维素的基本性质
4、溶胀性纤维素的有限溶胀可分为结晶区间溶胀(液体只进到结晶区间的
无定形区，其X-射线衍射图不发生变化)和结晶区内溶胀(纤维素原来的X-射线衍射图谱改变，而出现新的X-射线衍射图谱)。
纤维素的基本性质
5、降解 ①热降解：受热时或发生水解或氧化降解。 20-150℃ ，只进行纤维素的解吸； 150-240℃ ，产生葡萄糖基脱水； 240-400℃ ，断裂纤维素分子中的苷键和C-C键； 400℃时，芳构化和石墨化。
MCC具有吸湿性。
三、微晶纤维素
（二）性质 2、可压性：制剂工艺中常以硬度衡量可压性。同一种原料在相同压力下，粒径越小，接触面积越大，可压性越大，片剂硬度越高。MCC分子内存在氢键，受压时氢键缔合，具有高度变形性，可被压制成一定形状和坚实的压缩物，极具可压性。
三、微晶纤维素
（二）性质 3、崩解性：MCC为多孔微细粉末，具有较大的比表面积，
由于聚合度很大，则分子间的氢键力非常大，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已形成氢键，而在无定形区，则有少量没有形成氢键的游离轻基，所以水分子可以进入无定形区，与分子链上的游离羟基形成氢键，即在分子链间形成水桥，发生膨化作用。
纤维素的基本性质
3、吸湿性由X-射线衍射的研究表明，纤维理，收集其中不溶解部分(称为α-纤维素），转鼓干燥，制成片状，机械粉碎即得。
粉状纤维素的聚合度约为500，相对分之质量约为2.43×105。
（二）性质
粉状纤维素具有一定的可压性，最大压紧压力为50MPa。
溶解性：在水、稀酸和大部分有机溶剂中几乎不溶，在5%（W/V）的NaOH溶液中微溶。
经历不同湿度的环境后，其平衡含水量的变化，存在滞后现象，即吸附时的吸着量低于解吸时的吸着量。

《植物纤维素化学》PPT课件

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26
三、纤维素的热降解
热降解是指纤维素在受热过程中，其结构、物理和化学性质发生的变化。包括聚合度和强度的下降、挥发性成分的逸出、质量的损失以及结晶区的破坏。严重时还产生纤维素的分解，甚至发生碳化反应或石墨化反应。
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28
四、纤维素表面电化学性质
纤维素纤维在水中表面带负电荷
2
木材组分化学分析
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3
木材成分分析示意图
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4
纤维素是自然界中最丰富的可再生资源:
木材纤维和非木材纤维（竹类、禾草类）纤维素+半纤维素+木素（80-95%）在植物纤维中，纤维素是决定纤维特征，并使它能应用于造纸的物质。
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5
第一节纤维素分子结构
1、化学结构
纤维素是由 β-D- 吡喃葡萄糖基彼此以（1-4）-β-苷键连接而成的线性高分子化学结构为：
由于纤维素分子链中每个失水葡萄糖单元上有3个羟基，所以，取代度只能小于或等于3.
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35
二、纤维素的多相反应与均相反应
1、纤维素多相反应的主要特点天然纤维素的高结晶性和难溶性，决定了多数的化学反应都是在多相介质中进行的。纤维素分子内和分子间氢键的作用，导致多相反应只能在纤维素的表面上进行。
意义：纤维素工业带来巨大变革和对纤维生物质的利用产生重大影响
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21
（1）水体系溶剂：
1）无机酸类如H2SO4（65%~80%）、HCL （40%~42%）、H2PO4（73%~83%）和HNO3（84%），这些酸溶解纤维素时，伴有水解作用，使纤维素发生严重的降解。

生物质结构化学——第三章纤维素(1)

(3) 结晶度和可及度的关系：
A = a + ( 100 – a )
A—可及度
—结晶区表面的纤维素分子数
a—结晶度
(4) 测定方法
物理法
结晶度：X-射线衍射法、红外光谱法、密度法
可及度：水解法、重水交换法、甲酰化法
化学法
4、纤维素的细纤维结构
纤维素织态结构模型
结晶区
非结晶区：无定形区
纤维素大分子是一种结晶区和无定形区交错结合的体系，从结晶区到无定形区是逐步过渡的，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。每一个结晶区称之为微晶体，也称之为胶束或微胞。
OH
OH
HO HO
α -型
O
OH OH
HO HO
在直立键上
β -型
O
OH OH
在平伏键上
为什么在溶液中达到平衡时，β型占64%，而α型仅占36%?为什么β 型在酸中水解速度比α型小的多??
（8）纤维素二糖是支配纤维素分子构象的基本单元，它的长度约为100nm，即单位为100nm的小分子重复聚合而成为大分子。
4.1 纤维素织态结构模型
结晶区
1条分子穿过若干结晶区和非结晶区
无定形区
（1）结晶区的特点：
纤维素分子链取向良好，密度较大，结晶区纤维素的密度为1.588g/cm3,分子间的结合力强，故结晶区对强度的贡献大。
（2）非结晶区的特点：
纤维素分子链取向较差，分子排列秩序性差，分子间
距离较大，密度小，无定形区纤维素密度为1.50g／cm3。且
分子间氢键结合数量少，故无定形区对强度的贡献小。
四、纤维素大分子间的氢键及其影响
1.氢键的形成及其性质

第三章_纤维素及其衍生物

• 纤维素聚合度（DP）：纤维素大分子链中D－葡萄糖基的数目。 • 纤维素聚合度表征纤维素分子链的长短，聚合度上升时，纤维素强度加大。
一、概述
纤维素的相对分子量M和聚合度DP
• 相对分子量M和聚合度DP之间的关系为： C6H11O6—(C6H10O5)n-2—C6H11O5 M＝162×n＋18 • DP很大时，上式中18可以忽略不计！ M＝162×n 或 n=M/162
• 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
• 近程结构（第一层次结构）：指单个分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构。 • 远程结构（第二层次结构）：指单个分子的大小和在空间所存在的各种形状（构象）。
二、纤维素大分子的构象
七大晶系
立方、六方、四方、三方、斜方、单斜、三斜。
3、晶面和晶面指数（密勒指数——h,k,l）
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上，这些平面叫晶面，晶面间距为d。
晶面指数（密勒指数——h,k,l）
晶面指数：表示空间点阵所处平面位置或者说结晶格子中通过某一原子的平面的名称，通常用Miller指数表示。密勒指数所表示的平面通常是性质相似的一组平面。
3、粘均分子量
M
1、数均分子量 M n
• 1、数均分子量
Mn
• 纤维素体系的总质量M被分子 N M 分子的总个数 n
i i i i i i i
i
Mn Pn Ni Pi 162 i
2、质量分子量
质量分子量:按质量统计的平均分子量，也称质均分子量。
1、溶解分级法
•
不同分子量的纤维素其溶解度不同。分子量小的易溶。在物料中加入纤维素溶剂，低分子量的组份首先溶出，高分子量的溶解较迟。改变溶剂的浓度、用量、温度，使纤维素逐次溶解，便可按分子量将纤维素分成不同级分。常用溶剂有铜氨溶液、铜乙二胺溶液、磷酸、氢氧化纳等。

植物纤维化学课件

植物纤维化学课件
汇报人： 202X-12-20
contents
目录
• 植物纤维概述 • 植物纤维的化学成分 • 植物纤维的化学性质 • 植物纤维的化学改性 • 植物纤维的应用前景与挑战
01
植物纤维概述
植物纤维的定义与分类
植物纤维的定义
植物纤维是指由植物细胞壁组成的一种天然高分子材料，具有纤维素、半纤维素和木质素等主要成分。
树脂和单宁
树脂和单宁是植物纤维中含有的其他成分，它们赋予了植物纤维特定的气味和味道。
03
植物纤维的化学性质
酸碱性质
酸性质
植物纤维中的纤维素在酸性条件下可以水解成葡萄糖，进一步被酸分解成单糖。
碱性质
在碱性条件下，植物纤维中的纤维素与碱反应生成羧酸盐，进一步反应生成醇类物质。
氧化还原性质
可再生资源
植物纤维是可再生资源，与传统的木浆造纸相比，更加环保。
多样性
植物纤维种类繁多，可以根据不同需求选择适合的植物纤维原料。
功能性
植物纤维可以用于生产功能性纸张，如防水、防油、抗菌等。
植物纤维在生物降解材料领域的应用前景
生物降解性
植物纤维具有生物降解性，可以用于生产可降解的包装材料、餐具等。
可持续性
植物纤维原料源于自然，生产过程相对简单，符合可持续发展的要求。
功能性
植物纤维可以用于生产具有特殊功能的生物降解材料，如高强度、耐高温等。
植物纤维面临的挑战与问题
技术难题
虽然植物纤维具有许多优点，但在实际应用中仍存在一些技术难题，如纤维提取、加工过程中的技术问题等。
成本问题
目前植物纤维的生产成本相对较高，需要进一步降低成本才能更好地推广应用。

《植物纤维》PPT课件

第三章植物纤维
第一节第二节第三节第四节
种子纤维韧皮纤维叶纤维维管束纤维
内容提要：植物纤维的分类棉纤维和木棉纤维的形态特征及其主要性能特点各类麻纤维的形态特征及主要性能特点竹纤维的形态特征及其主要性能特点
整理课件
2
植物纤维的主要组成物质是纤维素，还有果胶、半纤维素、木质素、水溶物、灰分等。
整理课件
5
2. 按初加工方法分
初加工：将籽棉上的纤维与棉籽分离的过程，亦称轧棉（yà mián）。
（1）籽棉：带有棉籽的棉花。
（2）皮棉（原棉）：去除棉籽所得到的棉纤维。
皮棉重量占籽棉重量的百分数，称为衣分率（30％～40％）。
（3）锯齿棉：用锯齿轧花机加工的皮棉。纺纱用棉多为锯齿棉。
（4）皮辊棉：用皮辊轧花机加工的皮棉。
（5）微生物的作用：不耐霉菌，霉变后强力下降。
（6）染色性：染色性好，可用多种染料进行染色。
初生层：约束和保护作用
纤维的初生细胞壁，由网状原纤组成。对棉纤维整体起约束和保护作用。
整理课件
次生层：纤维主体，决定主要的物理机械性质（1）棉纤维在加厚期淀积而成的部分，几乎都是纤维素。
（2）纤维素逐日淀积一层形成了棉纤维的日轮。
（3）与棉纤维的成熟度、天然转曲有关。（纤维素以束状小纤维的形态
（2）彩色棉：天然生长的非白色棉花，有称有色棉。产品不用染色，无污染。
整理课件
8
（二）棉纤维的生长发育与形态特征
1、棉纤维的生长发育
整个棉纤维的形成过程可分为三个时期:伸长期、加厚期、转曲期。（1）伸长期：主要增长长度而胞壁极薄，形成有中腔的细长薄壁管状物。（16-25天）
（2）加厚期：细胞壁由外向里逐日螺旋淀积纤维素，最后留有中腔，与成熟度有关。（35-55天）

植物纤维化学部分纤维素

粘度是液体流动时的内摩擦力。溶液的粘度取决于溶质的分子质量、分子结构、形态及其在溶液中的扩张程度。
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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44下几种表示方法：
(1)相对粘度ŋr 表示在同温度下溶液的粘度(ŋ)与纯溶剂粘度(ŋ0)之比。无因
次量。
(2)增比粘度ŋsp
一个纤维素分子链可以经过若干结晶区和无定形区。
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每一个结晶区称为微晶体。
结晶区：纤维素大分子的聚集，一部分的分子排列比较整齐、有规则，呈现清晰的X－射线图；
无定形区：另一部分的分子链排列不整齐、较松弛，但其取向大致与纤维主轴平行。
L为微晶体的长度，纤维素主链通过一个以上的微晶体
纤维素分子为极长的链分子，属线型高分子化合物。
Mr /162n
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2）纤维素大分子的葡萄糖基间的联接都是β－苷键1联2 接
由于苷键的存在，使纤维素大分子对水解作用的稳定性降低。在酸或高温下与水作用，可使苷键破裂，纤维素大分子降解。
在酸中：β-苷键水解速度比α-苷键小。
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3）纤维素纤维素
第一节纤维素的化学与物理结构第二节纤维素的相对分子质量和聚合度第三节纤维素的物理及物理化学性质第四节纤维素的化学反应
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纤维素是自然界中最古老、最丰富的天然高分子，是重要的生物可降解性和可再生的生物质资源之一。
定义：在常温下不溶于水、稀酸和稀碱的D-葡萄糖基以β-1，4-苷键联接起来的链状高分子化合物。
纤维素聚合度表征纤维素分子链的长短，聚合度上升时，纤维素强度加大。
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一、概述
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纤维素的相对分子质量M和聚合度DP