第二章知识点总结

第二章

名词解释

1.结晶度：聚合物中结晶相在全部高聚物物料所占的百分比(重量比或体积比) 。对于纤维素物料来讲，就是指纤维素构成的结晶区所占纤维素整体的百分数，它反映了纤维素聚集时形成结晶的程度。

2.纤维素的可及度：反应试剂到达纤维素羟基的难易程度。

3.纤维素的反应性：纤维素大分子葡萄糖基环上伯、仲羟基的反应能力。

4.取代度：纤维素分子链上平均每个失水葡萄糖单元上被反应试剂取代的羟基数目。由于纤维素分子链中每个失水葡萄糖单元上有3个羟基，取代度最大值为3

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，称之同质多晶体，例如五种结晶变体。

简答题

1.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

2.五种纤维素如何得到？

纤维素Ⅰ，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Ⅱ，纤维素Ⅰ经由溶液中再生或丝光化过程得到的晶体变体，不可逆的过程

纤维素Ⅲ，纤维素Ⅰ或Ⅱ用液氨或胺（甲胺、乙胺、乙二胺）处理，再将其蒸发掉而得到的变体；可逆

纤维素Ⅳ，纤维素ⅠⅡⅢ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，用水将其再生得到。

3.纤维素II 的结晶结构及其特点？

反向平行链，中心链上的向下的分子链中的-CH2O具有tg构象，四个角链的向上分子链中的-CH2OH具有gt构象，存在分子内和分子间氢键，堆砌较稳定，热力学上比纤维素Ⅰ稳定。

4.氢键的形成条件

必须要有H，还要有电负性很强的原子，且有孤对电子，H原子和电负性很强的原子之间的

距离在到一定程度才能形成氢键0.28-0.3nm，氢键具有方向性和饱和性

5.结晶区氢键和无定形区氢键的区别

结晶区：所有羟基均形成氢键，因此结晶区分子间的结合力强，即氢键结合力强，水分子不易进入，形成永久结合点。

无定形区：只有部分羟基形成氢键，另一部分羟基呈游离状况，结合力较弱，氢键始终处于结合→破裂→再结合的过程中，水分子进入无定形区与纤维素形成氢键水桥，产生润胀作用，形成暂时结合点。

6.氢键对纤维素及纸张性质的影响

1）对吸湿性的影响：氢键的形成，使纤维及纸页的吸湿性降低。

2）对溶解度的影响：分子间氢键破坏程度大的溶解度大，干燥过的纤维素的溶解度小于未经干燥的纤维素的溶解度。水化纤维素＞丝光化纤维素。

3）对反应能力的影响：氢键的形成阻碍反应的进行

4）纸张：纸页中纤维和纤维之间形成氢键结合导致纸页具有强度。纸的强度来自于纤维本身的强度和纤维间的结合强度。打浆使纤维表面细纤维化，露出更多游离羟基，有利于氢键的形成，增加纸张的强度。

7.结晶度与纤维性能的关系：纤维结晶度升高，则：1）纤维的吸湿性下降；2）纤维润胀程度下降；3）纤维伸长率下降；4）纤维的抗张强度上升。

论述题

1.纤维素超分子结构——两相结构理论：纤维素大分子的聚集状态是由一种结晶区和无定型区交错结合而形成的体系。结晶区到无定型区是逐步过渡的。结晶区和无定型区间无明显界限。一个纤维素分子链可以经过若干个结晶区和无定型区。

2.Meyer-Misch 模型结晶结构?

1）纤维素分子链占据结晶单元的4个角和中轴；每个角上的链为4个相邻单位晶胞所共有,每个单位晶胞只含有(4×(1/4)+1),即2个链。2）结晶格子中间链的走向和位于角上链的走向相反——反平行链排列。

3）在轴向高度上彼此相差半个葡萄糖基。b轴的长度正好

是纤维素二糖的长度。

1）没有考虑葡萄糖基的椅式构象（在此葡萄糖基环为平面）和-CH2 OH

的构象。

2）没有考虑分子内氢键和分子间氢键

3.影响纤维素的反应性能和产品均一性的因素：

①纤维素形态结构差异的影响：来源和纯制方法的不同导致纤维素具有不同的形态结构，因而反应性能也不同。

②纤维素物理结构差异的影响：结晶区：氢键数量多，分子结合紧密，试剂不易进入，可及度低，反应性差。无定形区：氢键数量少，分子结合松散，试剂容易进入，可及度高，反应性好。

③纤维素基环上不同羟基的影响：伯醇羟基空间位阻小，反应能

力比仲醇羟基高。可逆反应主要发生在C6 -OH，不可逆反应有利于C2-OH反应。OH的酸性和离解倾向：C2-OH > C3-OH > C6-OH

一般来讲，伯醇羟基的活性大于仲醇羟基。对于酯化反应，伯醇羟基具有最高的反应性能；对于醚化反应，C2羟基的反应活性最高。

④聚合度及其分布的影响：

平均聚合度高，反应性低，聚合度分布窄，反应均一性好，聚合度过高或过低，反应性差

第三章

半纤维素是指高等植物细胞壁中非纤维素也非果胶类物质的多糖，特点是①有两种或两种以上的糖基（主链的糖基有木糖基、葡萄糖基、甘露糖基）组成的不均一聚糖，大都带有短的支链（木糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸）②半纤维素是无定形物质，聚合度较低，易吸水润胀。③半纤维素是碳水化合物，

植物中还有不属于半纤维素的碳水化合物：淀粉、果胶质、植物胶等。

分枝度：用来表示半纤维素带有支链的多少，支链多，则分枝度高。它的高低对半纤维素的物理性质有影响。

半纤维素主要分布在纤维细胞的次生壁

半纤维素的抽提