纤维素的改性及其在造纸工业中的应用
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在化学改性中，表面化学改性时天然纤维素或纸 浆纤维的固体结构几乎不变，只是对纤维或微细纤维 表面进行改性，通过造纸过程中湿部添加剂进行改性 就属于这种改性方法。
通过酶进行生物改性的方法有：利用纤维素酶的 结合部位对纸浆进行改性；利用碱活性纤维素酶进行 废纸脱墨和衣物类洗涤；利用木聚糖酶脱木素；利用 纤维素酶的糖化、乙醇发酵等。其特点是可以在常温 常压下进行选择性地改性，近年来利用生物技术使酶 的生产变得容易，其价格正在逐步接近化学药品。
前沿 . 热点
Front . Focus
用稳定的水溶性游离基试剂 TEMPO（2 , 2 , 6 , 6-四甲 基哌啶-1-1氧游离基）作为催化剂，进行纤维素的化 学改性。
如图 6 所示，把漂白硫酸盐阔叶木浆分散在水 中，在催化剂 TEMPO 和溴化钠存在的情况下，于常 温常压、pH 值 10～11 的条件下添加次氯酸钠（硫代 硫酸钠），就能向纸浆中导入羧基（最大为原羧基量 的 35 倍）、醛基（最大为原醛基量的 67 倍）。
为了应用本方法将 CMC 的羧基导入纸浆纤维表 面，可以降低纸浆的 Zate 电位（见图 5），作为新 的阴离子位置，可以更多地添加施胶剂、增强剂等阳 离子性湿部添加剂，促使其更均匀地结合在纸浆纤维 上，提高改性效率。
. 20 .
100
80
CMC保留率/%
60
40
20
取代度0.65
取代度0.46
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
电导率/mS.cm-1
图 4 CMC 取代度和抄纸用水的导电率对纸浆吸附CMC的影响
-15
纸浆的 Zeta 电位/mV
-20
-25 0.1 0.2 0.3
CMC 添加量（对纸浆）/% 注 CMC的取代度为0.46。
图 5 CMC 添加量和纸浆吸附 CMC 后 Zeta 电位的关系
阴离子性的 CMC 吸附到同样是阴离子性的纸浆 纤维表面的机理，是由于低取代度的 CMC 分子链中 的葡萄糖某种程度的连续结合的部分与纤维素相同， 通过提高纸浆悬浮液的盐浓度，降低电荷相斥性， 通过氢键或憎水基团的结合使 CMC 分子吸附到纤维 素类纸浆纤维上。有关 CMC 分子吸附在纤维素上的 条件，CMC 分子在水溶液中的分子链构型和凝聚动 向，可采用带有多角度光散射检测器的溶质排除色谱 分析仪（SECMALS）进行详细研究。
前沿 . 热点
Front . Focus
纤维素的改性及其在造纸工业中的应用
Modifications of Cellulose and Their Applications to Pulp and Paper
蔡千华（Cai Qianhua）编译
抄纸技术、表面施胶和涂布等表面处理技术发展 较快，从功能纸和新型功能材料的开发来看，充分发 挥纤维素各项优异性能的纤维素改性技术的基础和应 用研究正在逐步受到重视。
通过 CMC 的吸附，保水值、纸张强度提高。 与打浆处理的纸张强度比较，在纸浆吸附 CMC 情 况下，纸张紧度虽然降低，但抗张强度增加（见图 2）。由纸张的光散射系数和抗张强度的关系可知 （见图 3），通过打浆处理纸张强度增加是纤维间的 结合面积增加的结果，但就吸附 CMC 后的纸张强度 而言，纤维间结合面积并没有增加，而是单位面积的 结合强度增加。但目前为止，还没有实现生产规模的 化学改性纸浆的生产。
将低取代度的 CMC 添加在不发生电荷相斥的盐 溶液中，就具有不可逆转的吸附在纸浆纤维表面上的 化学改性能力。
4 利用 TEMPO 催化剂氧化的纤维素的改性
以纤维素作为新型材料进行化学改性时，不需要 有机溶剂，在水介质中就能高效地对纤维素或有选择 性部位进行改性，而且不必以环保为代价。本研究采
World Pulp and Paper Vol. 26, No. 4
80
抗张指数/N.m.g-1
60 CMC吸附处理 40
打浆处理
20
0 400 450 500 550 600 650
纸张紧度/kg.m-3
图 2 添加 CMC 纸张的紧度和抗张指数的关系
3 造纸湿部纤维素纤维的表面化学改性
比较上述纸浆和纤维素的化学改性，在造纸过程 中，利用湿部添加剂对纸浆的表面进行化学改性，从
化学改性探讨了利用 CMC 对纸浆进行吸附的表
国际造纸 2007年 第26卷 第4期
木质及生物复合材料
纳米宏表水观面平解改解析性析方方中法中法间间解解析析手手法法
向抄纸技 术的拓展
抄纸
结构解析 最终产 品特性
纸的破坏
力学解析 破坏韧性
纳米结构生物复合材料
图 1 瑞典推进的 BiMaC 计划
面改性，还有利用TEMPO（2，2，6，6－四甲基哌啶－ 1－羟基游离基）催化剂氧化对纸浆纤维进行化学改性。
1 纤维素的改性方法
天然纤维素有 3 种改性方法：① 化学改性，包 括衍生物（酯化、醚化、接枝等）、氧化水解、氧 化、表面改性等；② 生物改性，包括利用酶的（局 部）水解、氧化、表面吸附等；③ 物理改性，包括 细纤维化、打浆、粉碎、润胀、溶解—成形，分散—纸 页化，复合化，表面吸附等。
化学改性通过对天然纤维素的整个分子或在其 固体表面进行改性，以使纤维素具有本来没有的新功 能。将纤维素整个分子进行化学改性后的衍生物其代
在分散液中的纸浆和水的界面上，存在：① 少 量含有羧基的负电荷部分；② 还有少量的醛基（来 自纤维素、半纤维素的还原末端基）；③ 丰富的羟 基；④ 纤维素链中的一部分疏水基团暴露在外面。 将这些作为连接点，能使各种湿部添加剂与纸浆纤维 结合，赋予纸新的功能。
最具代表性的湿部纸浆纤维的化学改性是以羧基 为结合点，使阳离子性的高分子、铝离子等成分产生 离子结合，这些添加剂本身或通过这些添加剂就能将 增强剂、施胶剂、松厚剂、助留剂、助滤剂等结合到 纸浆纤维表面，赋予纸新的功能。
纤维素的基本性质：天然纤维素聚合度为 1000～10000，再生纤维素聚合度为 250～800；高 等植物纤维素极限聚合度 200～300，碱直链纤维 素极限聚合度 80，再生纤维素极限聚合度 40；天 然纤维素结晶度 50%～90％，再生纤维素结晶度 0～50％；天然纤维素密度 1.5～1.9g/m3，再生纤 维素密度 1.5～1.7 g/m3；天然纤维素电阻率（65％ 相对湿度时）105～109Ωcm，再生纤维素电阻率为 1010～1015Ωcm；天然纤维素介电常数（65％相对 湿度时） 3～6，再生纤维素介电常数（65％相对湿 度时） 3～7；天然纤维素折射率 1.6～1.7，再生纤
. 19 .
前沿 . 热点
Front . Focus
光散射系数/m2.kg-1
35 CMC吸附处理0 20 40 60 80 抗张指数/N.m.g-1
图 3 添加 CMC 纸张的抗张指数和光散射系数的关系
添加剂的添加量、处理时间、成本、多样性等方面考 虑纸浆纤维表面高效的化学改性。
研究细纤维化纤维的有瑞典造纸联合会、皇家 工学院（KTH）及瑞典造纸研究所（STFI）等，它 们共同建立了生物纤维材料中心（Biofiber Materiais Center，BiMaC），在 6 年时间内共投入 12 亿日元。 重要的研究课题包括纳米结构生物材料科学，表面改 性化学，原纤维化纤维素的调制、结构解析以及应用 的研究（见图 1）。
物理改性，是指通过机械处理使其细纤维化；通 过粉碎等使其形状变化；通过溶解再生进行纺丝和薄 膜成形；在水中分散抄纸，复合化。纤维素的化学结 构几乎不变，主要是形状变化，但结果使其性质发生 很大变化，产生新的功能。通过各种方法组合也能提 高改性效率。
2 湿部前纸浆中的纤维素改性
抄纸过程湿部前的纸浆纤维素的改性，具有代表 性的实例就是打浆。如打浆处理促使内部细纤维化、 外部细纤维化，对于通过形成微纤维进行纸浆改性和 纸页物理性能的控制一直在进行详细的研究。利用高 压均质器处理能得到纤维细纤维化。在打浆处理中， 假如处理时间长，水温高，纸浆的润胀和细纤维化效 果都会降低。另一方面，高压均质器处理消耗电能， 但能有效进行细纤维化，可以得到一定浓度的白色胶 状物质。虽然不能使纸浆纤维分散成微纤丝单元，但 比表面积、保水值均增大，表现出特殊的黏度特性、 复合体形成能、膜形成能等特征。
以纤维素羟基或纤维的疏水面为结合点的表面 化学改性，在抄纸过程中添加 CMC，对纸浆纤维表 面采用CMC吸附法时，其添加量在 2％（对纸浆）左 右，于 80℃ 的水中加热处理 2 h。
另一方面，在湿部添加 CMC 的纸浆纤维的表面 化学改性中，CMC 的添加量对纸浆为 0.1％，在通常 的抄纸条件下（水温 40℃左右，不需要控制处理时 间），能使纸浆纤维不可逆转地吸附 CMC，从而提 高施胶剂、增强剂的添加效果。如图 4 所示，假如纸 浆悬浮液的导电率（盐浓度）上升，通过降低添加 CMC 的取代度，就能将 90％ 以上的 CMC 吸附在纸 浆纤维上。
CMC 是阴离子性水溶性高分子，漂白硫酸盐浆 虽然羧基含量与其不同，但同样是含有羧基的具有阴 离子性表面电荷的纤维，将两者简单混合，CMC 不 会吸附在纸浆纤维上。但在氯化钙存在的情况下， 对纸浆添加 2％ 左右的低取代度 CMC 水溶液，并在 80℃ 的水中加热处理 2 h，CMC 就会不可逆转地吸 附在纸浆纤维表面，使纸浆表面吸附来自 CMC 的羧 基。CMC 在纸浆上的吸附率为 30％～60％。
. 18 .
维素折射率 1.5～1.6；纸热分解温度 200～270℃； 燃点 390～420℃；最高火焰温度 850℃；天然纤 维65％相对湿度时的平均含水率7%～8％，再生纤 维 65％相对湿度时的平均含水率12%～14％；棉纤 维素纤维饱和点 12%～15％，再生纤维素纤维饱和 点 26%～30％；天然纤维素保水值 50%～80％，再 生纤维保水值 70%～140％；羧基含量 < 0.01mmol/g （棉短绒），0.02～0.1 mmol/g（造纸用漂白硫酸 盐浆）；醛基含量 < 0.03mmol/g；氮吸附法比表面 积 0.4 m2/g（加热干燥NBSP），5 m2/g（冻结干燥 NBSP），0.7 m2/g（棉纤维素），0.3～0.4 m2/g（人 造纤维）；水蒸气吸附法比表面积 1000 m2/g（未 干燥NBKP），135 m2/g（棉纤维素），292 m2/g （人造丝），135 m2/g（微结晶纤维素粉末）；平 均纤维长度 3.1～3.4 mm（NBKP）、0.85～1.2 mm （LBKP）、10～50 mm（棉绒）、3 mm（棉短 绒）、27 mm（竹浆）、1.4 mm（麦草浆）、1.7 mm（甘蔗渣浆）；纤维素宽度31μm（NBKP）、 20μm（LBKP）、14μm（竹纸浆）、15μm（麦、稻 草纸浆）、20μm（甘蔗渣浆）、19μm（棉短绒）。
World Pulp and Paper Vol. 26, No. 4
前沿 . 热点
Front . Focus
表性实例有：①用于液晶显示器保护膜的三醋酸纤维 素；②用于食品和化妆品领域的水溶性羧甲基纤维素 （CMC）等。这些纤维素衍生物由于具有溶解于有 机溶剂或水的新性质，因而赋予成形性、增黏性等新 功能。
纤维素的各种基本特征为：具有纤维状分级结 构，纤维素分子链→微纤丝→原纤维→纤维→组织； 天然纤维素微纤丝是高结晶的纳米纤维，宽度根据 纤维素的来源不同而不同，一般为 3～100 nm；高强 度，结晶度为天然或合成高分子的最高等级，纤维方 向的弹性模数为 100～150 GPa；在酸中不稳定，在碱 中较稳定，在生物分解中，一定条件下呈稳定状态； 具有再生性，可以循环利用，具有生物分解性（其程 度根据条件决定）；不溶于水，但具有水润涨性；纤 维素分子兼有亲水部分和憎水部分；对生物体安全； 有光学活性；化学结构均匀（市售产品不存在 100 ％ 的纯粹纤维素，必然残存微量的非纤维素成分）；含 有少量的羧基、醛基；相对分子质量分布较广。其 中，纤维素分级结构的组成单元中存在纳米尺寸的微 纤丝，具有合成高分子无法达到的高结晶度，具有亲 液性，存在少量的羧基、醛基等不同的官能团，这些 都对纤维素的改性起到重要作用。
通过酶进行生物改性的方法有：利用纤维素酶的 结合部位对纸浆进行改性；利用碱活性纤维素酶进行 废纸脱墨和衣物类洗涤；利用木聚糖酶脱木素；利用 纤维素酶的糖化、乙醇发酵等。其特点是可以在常温 常压下进行选择性地改性，近年来利用生物技术使酶 的生产变得容易，其价格正在逐步接近化学药品。
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用稳定的水溶性游离基试剂 TEMPO（2 , 2 , 6 , 6-四甲 基哌啶-1-1氧游离基）作为催化剂，进行纤维素的化 学改性。
如图 6 所示，把漂白硫酸盐阔叶木浆分散在水 中，在催化剂 TEMPO 和溴化钠存在的情况下，于常 温常压、pH 值 10～11 的条件下添加次氯酸钠（硫代 硫酸钠），就能向纸浆中导入羧基（最大为原羧基量 的 35 倍）、醛基（最大为原醛基量的 67 倍）。
为了应用本方法将 CMC 的羧基导入纸浆纤维表 面，可以降低纸浆的 Zate 电位（见图 5），作为新 的阴离子位置，可以更多地添加施胶剂、增强剂等阳 离子性湿部添加剂，促使其更均匀地结合在纸浆纤维 上，提高改性效率。
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CMC保留率/%
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取代度0.65
取代度0.46
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
电导率/mS.cm-1
图 4 CMC 取代度和抄纸用水的导电率对纸浆吸附CMC的影响
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纸浆的 Zeta 电位/mV
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CMC 添加量（对纸浆）/% 注 CMC的取代度为0.46。
图 5 CMC 添加量和纸浆吸附 CMC 后 Zeta 电位的关系
阴离子性的 CMC 吸附到同样是阴离子性的纸浆 纤维表面的机理，是由于低取代度的 CMC 分子链中 的葡萄糖某种程度的连续结合的部分与纤维素相同， 通过提高纸浆悬浮液的盐浓度，降低电荷相斥性， 通过氢键或憎水基团的结合使 CMC 分子吸附到纤维 素类纸浆纤维上。有关 CMC 分子吸附在纤维素上的 条件，CMC 分子在水溶液中的分子链构型和凝聚动 向，可采用带有多角度光散射检测器的溶质排除色谱 分析仪（SECMALS）进行详细研究。
前沿 . 热点
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纤维素的改性及其在造纸工业中的应用
Modifications of Cellulose and Their Applications to Pulp and Paper
蔡千华（Cai Qianhua）编译
抄纸技术、表面施胶和涂布等表面处理技术发展 较快，从功能纸和新型功能材料的开发来看，充分发 挥纤维素各项优异性能的纤维素改性技术的基础和应 用研究正在逐步受到重视。
通过 CMC 的吸附，保水值、纸张强度提高。 与打浆处理的纸张强度比较，在纸浆吸附 CMC 情 况下，纸张紧度虽然降低，但抗张强度增加（见图 2）。由纸张的光散射系数和抗张强度的关系可知 （见图 3），通过打浆处理纸张强度增加是纤维间的 结合面积增加的结果，但就吸附 CMC 后的纸张强度 而言，纤维间结合面积并没有增加，而是单位面积的 结合强度增加。但目前为止，还没有实现生产规模的 化学改性纸浆的生产。
将低取代度的 CMC 添加在不发生电荷相斥的盐 溶液中，就具有不可逆转的吸附在纸浆纤维表面上的 化学改性能力。
4 利用 TEMPO 催化剂氧化的纤维素的改性
以纤维素作为新型材料进行化学改性时，不需要 有机溶剂，在水介质中就能高效地对纤维素或有选择 性部位进行改性，而且不必以环保为代价。本研究采
World Pulp and Paper Vol. 26, No. 4
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抗张指数/N.m.g-1
60 CMC吸附处理 40
打浆处理
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0 400 450 500 550 600 650
纸张紧度/kg.m-3
图 2 添加 CMC 纸张的紧度和抗张指数的关系
3 造纸湿部纤维素纤维的表面化学改性
比较上述纸浆和纤维素的化学改性，在造纸过程 中，利用湿部添加剂对纸浆的表面进行化学改性，从
化学改性探讨了利用 CMC 对纸浆进行吸附的表
国际造纸 2007年 第26卷 第4期
木质及生物复合材料
纳米宏表水观面平解改解析性析方方中法中法间间解解析析手手法法
向抄纸技 术的拓展
抄纸
结构解析 最终产 品特性
纸的破坏
力学解析 破坏韧性
纳米结构生物复合材料
图 1 瑞典推进的 BiMaC 计划
面改性，还有利用TEMPO（2，2，6，6－四甲基哌啶－ 1－羟基游离基）催化剂氧化对纸浆纤维进行化学改性。
1 纤维素的改性方法
天然纤维素有 3 种改性方法：① 化学改性，包 括衍生物（酯化、醚化、接枝等）、氧化水解、氧 化、表面改性等；② 生物改性，包括利用酶的（局 部）水解、氧化、表面吸附等；③ 物理改性，包括 细纤维化、打浆、粉碎、润胀、溶解—成形，分散—纸 页化，复合化，表面吸附等。
化学改性通过对天然纤维素的整个分子或在其 固体表面进行改性，以使纤维素具有本来没有的新功 能。将纤维素整个分子进行化学改性后的衍生物其代
在分散液中的纸浆和水的界面上，存在：① 少 量含有羧基的负电荷部分；② 还有少量的醛基（来 自纤维素、半纤维素的还原末端基）；③ 丰富的羟 基；④ 纤维素链中的一部分疏水基团暴露在外面。 将这些作为连接点，能使各种湿部添加剂与纸浆纤维 结合，赋予纸新的功能。
最具代表性的湿部纸浆纤维的化学改性是以羧基 为结合点，使阳离子性的高分子、铝离子等成分产生 离子结合，这些添加剂本身或通过这些添加剂就能将 增强剂、施胶剂、松厚剂、助留剂、助滤剂等结合到 纸浆纤维表面，赋予纸新的功能。
纤维素的基本性质：天然纤维素聚合度为 1000～10000，再生纤维素聚合度为 250～800；高 等植物纤维素极限聚合度 200～300，碱直链纤维 素极限聚合度 80，再生纤维素极限聚合度 40；天 然纤维素结晶度 50%～90％，再生纤维素结晶度 0～50％；天然纤维素密度 1.5～1.9g/m3，再生纤 维素密度 1.5～1.7 g/m3；天然纤维素电阻率（65％ 相对湿度时）105～109Ωcm，再生纤维素电阻率为 1010～1015Ωcm；天然纤维素介电常数（65％相对 湿度时） 3～6，再生纤维素介电常数（65％相对湿 度时） 3～7；天然纤维素折射率 1.6～1.7，再生纤
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光散射系数/m2.kg-1
35 CMC吸附处理0 20 40 60 80 抗张指数/N.m.g-1
图 3 添加 CMC 纸张的抗张指数和光散射系数的关系
添加剂的添加量、处理时间、成本、多样性等方面考 虑纸浆纤维表面高效的化学改性。
研究细纤维化纤维的有瑞典造纸联合会、皇家 工学院（KTH）及瑞典造纸研究所（STFI）等，它 们共同建立了生物纤维材料中心（Biofiber Materiais Center，BiMaC），在 6 年时间内共投入 12 亿日元。 重要的研究课题包括纳米结构生物材料科学，表面改 性化学，原纤维化纤维素的调制、结构解析以及应用 的研究（见图 1）。
物理改性，是指通过机械处理使其细纤维化；通 过粉碎等使其形状变化；通过溶解再生进行纺丝和薄 膜成形；在水中分散抄纸，复合化。纤维素的化学结 构几乎不变，主要是形状变化，但结果使其性质发生 很大变化，产生新的功能。通过各种方法组合也能提 高改性效率。
2 湿部前纸浆中的纤维素改性
抄纸过程湿部前的纸浆纤维素的改性，具有代表 性的实例就是打浆。如打浆处理促使内部细纤维化、 外部细纤维化，对于通过形成微纤维进行纸浆改性和 纸页物理性能的控制一直在进行详细的研究。利用高 压均质器处理能得到纤维细纤维化。在打浆处理中， 假如处理时间长，水温高，纸浆的润胀和细纤维化效 果都会降低。另一方面，高压均质器处理消耗电能， 但能有效进行细纤维化，可以得到一定浓度的白色胶 状物质。虽然不能使纸浆纤维分散成微纤丝单元，但 比表面积、保水值均增大，表现出特殊的黏度特性、 复合体形成能、膜形成能等特征。
以纤维素羟基或纤维的疏水面为结合点的表面 化学改性，在抄纸过程中添加 CMC，对纸浆纤维表 面采用CMC吸附法时，其添加量在 2％（对纸浆）左 右，于 80℃ 的水中加热处理 2 h。
另一方面，在湿部添加 CMC 的纸浆纤维的表面 化学改性中，CMC 的添加量对纸浆为 0.1％，在通常 的抄纸条件下（水温 40℃左右，不需要控制处理时 间），能使纸浆纤维不可逆转地吸附 CMC，从而提 高施胶剂、增强剂的添加效果。如图 4 所示，假如纸 浆悬浮液的导电率（盐浓度）上升，通过降低添加 CMC 的取代度，就能将 90％ 以上的 CMC 吸附在纸 浆纤维上。
CMC 是阴离子性水溶性高分子，漂白硫酸盐浆 虽然羧基含量与其不同，但同样是含有羧基的具有阴 离子性表面电荷的纤维，将两者简单混合，CMC 不 会吸附在纸浆纤维上。但在氯化钙存在的情况下， 对纸浆添加 2％ 左右的低取代度 CMC 水溶液，并在 80℃ 的水中加热处理 2 h，CMC 就会不可逆转地吸 附在纸浆纤维表面，使纸浆表面吸附来自 CMC 的羧 基。CMC 在纸浆上的吸附率为 30％～60％。
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维素折射率 1.5～1.6；纸热分解温度 200～270℃； 燃点 390～420℃；最高火焰温度 850℃；天然纤 维65％相对湿度时的平均含水率7%～8％，再生纤 维 65％相对湿度时的平均含水率12%～14％；棉纤 维素纤维饱和点 12%～15％，再生纤维素纤维饱和 点 26%～30％；天然纤维素保水值 50%～80％，再 生纤维保水值 70%～140％；羧基含量 < 0.01mmol/g （棉短绒），0.02～0.1 mmol/g（造纸用漂白硫酸 盐浆）；醛基含量 < 0.03mmol/g；氮吸附法比表面 积 0.4 m2/g（加热干燥NBSP），5 m2/g（冻结干燥 NBSP），0.7 m2/g（棉纤维素），0.3～0.4 m2/g（人 造纤维）；水蒸气吸附法比表面积 1000 m2/g（未 干燥NBKP），135 m2/g（棉纤维素），292 m2/g （人造丝），135 m2/g（微结晶纤维素粉末）；平 均纤维长度 3.1～3.4 mm（NBKP）、0.85～1.2 mm （LBKP）、10～50 mm（棉绒）、3 mm（棉短 绒）、27 mm（竹浆）、1.4 mm（麦草浆）、1.7 mm（甘蔗渣浆）；纤维素宽度31μm（NBKP）、 20μm（LBKP）、14μm（竹纸浆）、15μm（麦、稻 草纸浆）、20μm（甘蔗渣浆）、19μm（棉短绒）。
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Front . Focus
表性实例有：①用于液晶显示器保护膜的三醋酸纤维 素；②用于食品和化妆品领域的水溶性羧甲基纤维素 （CMC）等。这些纤维素衍生物由于具有溶解于有 机溶剂或水的新性质，因而赋予成形性、增黏性等新 功能。
纤维素的各种基本特征为：具有纤维状分级结 构，纤维素分子链→微纤丝→原纤维→纤维→组织； 天然纤维素微纤丝是高结晶的纳米纤维，宽度根据 纤维素的来源不同而不同，一般为 3～100 nm；高强 度，结晶度为天然或合成高分子的最高等级，纤维方 向的弹性模数为 100～150 GPa；在酸中不稳定，在碱 中较稳定，在生物分解中，一定条件下呈稳定状态； 具有再生性，可以循环利用，具有生物分解性（其程 度根据条件决定）；不溶于水，但具有水润涨性；纤 维素分子兼有亲水部分和憎水部分；对生物体安全； 有光学活性；化学结构均匀（市售产品不存在 100 ％ 的纯粹纤维素，必然残存微量的非纤维素成分）；含 有少量的羧基、醛基；相对分子质量分布较广。其 中，纤维素分级结构的组成单元中存在纳米尺寸的微 纤丝，具有合成高分子无法达到的高结晶度，具有亲 液性，存在少量的羧基、醛基等不同的官能团，这些 都对纤维素的改性起到重要作用。