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膳食纤维的改性及应用膳食纤维是指植物性食物中不可被人体消化吸收的部分，主要包括果蔬纤维和谷类纤维两大类。
膳食纤维对人体有益处，包括促进肠道蠕动、预防便秘、降低血脂、降低血糖、预防结肠癌等。
而膳食纤维的改性及应用则是指对膳食纤维进行一定的处理以改善其性质及功能，并将改性后的膳食纤维应用于食品加工中的一系列工艺技术和方法。
一、膳食纤维的改性种类及方法1. 化学改性膳食纤维的化学改性主要是对其进行酯化、醚化、羟代等化学反应，以改善其溶解性、增加其功能性和稳定性。
常见的化学改性方法包括酸碱处理、醛化、酯化等。
将膳食纤维与脂肪酸进行酯化反应，使其成为脂肪酸酯化膳食纤维，能够提高其溶解性和稳定性。
2. 生物技术改性生物技术改性是利用酶、微生物等生物技术手段对膳食纤维进行改良。
利用酶类对纤维素进行降解，使其具有更好的溶解性和稳定性；利用发酵技术对谷类纤维进行改良，使其富含益生菌，具有更好的益生作用。
物理改性是利用物理手段对膳食纤维进行改良，包括超声波处理、微波处理、高压处理等。
利用超声波技术对膳食纤维进行打破，使其成为纳米级颗粒，能够提高其溶解性和稳定性。
1. 食品工业膳食纤维改性后可用于食品工业中的各种加工过程中，如面包、饼干、面条、肉制品等。
将改性后的膳食纤维添加到面包中能够增加其纤维含量，提高其营养价值；将改性后的膳食纤维添加到肉制品中能够提高其保水性和口感，减少脂肪含量。
改性后的膳食纤维可用于药品工业中的制药过程中，如胶囊、片剂、颗粒等。
将改性后的膳食纤维添加到胶囊中能够增加其稳定性和溶解度，提高药效。
3. 医疗保健品改性后的膳食纤维可用于医疗保健品中，如纤维粉、饮料、营养代餐等。
将改性后的膳食纤维加工成纤维粉能够用于调节血糖、血脂、减肥等保健功能。
4. 生活用品改性后的膳食纤维可以用于生活用品中，如纤维毯、纤维枕、纤维床上用品等。
将改性后的膳食纤维制成纤维毯能够提高其吸湿透气性，增加舒适度。
膳食纤维的改性及应用是一个不断发展的领域，通过对膳食纤维进行改良，能够提高其功能性和稳定性，拓宽其应用领域。
表面技术第53卷第1期PBO纤维表面改性处理的研究进展杨超杰，吴喜娜，魏浩，王国军*（哈尔滨工程大学 青岛创新发展基地，山东 青岛 266000）摘要：聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）纤维因其比强度高、比模量高、耐热性好、阻燃性好以及优异的介电性能，现已在安全防护、建筑汽车等领域得到广泛应用。
由于PBO纤维表面光滑、化学惰性，导致其与基体树脂界面结合差，进一步影响复合材料的整体性能，这大大限制了PBO纤维优异综合性能的发挥，所以对PBO纤维表面进行改性处理显得尤为重要。
介绍了近年来国内外针对PBO纤维不同表面改性方法及对应复合材料性能改善程度的研究进展，从PBO纤维改性方法的分类入手，阐述了各种方法的基本原理。
通过对这些处理方法的比较，阐述了国内PBO纤维表面改性的研究进展，指出了国内外在PBO纤维表面改性处理上的差距，为未来的发展方向提供了参考。
PBO纤维表面改性方法包括化学刻蚀法、等离子体处理、表面涂层法、化学接枝法、紫外刻蚀法、上浆剂处理等。
各种改性技术各有利弊，在选择改性方法时，理应考虑达到工艺快捷有效、经济环保和无损纤维性能等指标。
未来，在PBO纤维表面改性的处理方法领域，将逐步向绿色环保的上浆剂处理方向发展。
关键词：聚对苯撑苯并二噁唑纤维；表面改性；界面；复合材料中图分类号：TB34 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)01-0048-08DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.01.004Research Progress on Surface Modification of PBO FiberYANG Chaojie, WU Xina, WEI Hao, WANG Guojun*(Qingdao Innovation and Development Base, Harbin Engineering University, Shandong Qingdao 266000, China)ABSTRACT: PBO fiber has become the ultimate choice in many fields because of its high specific strength, high specific modulus, good heat resistance, good flame retardant and excellent dielectric properties, and has been widely used in aerospace, national defense weapons, safety protection, construction and automobile fields. Because the surface of PBO fiber is smooth and chemically inert, the interface between PBO fiber and matrix resin is poor, which further affects the overall performance of the composite material, and greatly limits the play of the excellent comprehensive performance of PBO fiber, so it is particularly important to modify the surface of PBO fiber. In this paper, the research progress of different surface modification methods of PBO fibers and the improvement of composite properties in recent years were reviewed. Surface modification was mainly made to change the chemical composition and structure of the surface, improve the number of polar groups and reactive groups;change the surface morphology, improve the roughness and specific surface area; increase the surface free energy and improve the surface wettability. All the above modification effects must minimize the negative effects on the bulk properties of fibers.Finally, it was pointed out that the current surface treatment methods of PBO fibers were still insufficient, and it was necessary收稿日期：2022-12-15；修订日期：2023-04-03Received：2022-12-15；Revised：2023-04-03引文格式：杨超杰, 吴喜娜, 魏浩, 等. PBO纤维表面改性处理的研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(1): 48-55.YANG Chaojie, WU Xina, WEI Hao, et al. Research Progress on Surface Modification of PBO Fiber[J]. Surface Technology, 2024, 53(1): 48-55.*通信作者（Corresponding author）第53卷第1期杨超杰，等：PBO纤维表面改性处理的研究进展·49·and urgent to find a green and efficient modification method. In recent years, with the development of fiber surface modification technology, PBO fiber modification methods have been fully developed, and the corresponding application fields have been expanded. In this paper, the different surface modification methods of PBO fiber and the improvement of the properties of composite materials were introduced. Starting from the classification of PBO fiber modification methods, the basic principles of each method were expounded, and the advantages and disadvantages of each method and the scope of application were clarified.Based on six modification methods, the surface modification methods of PBO fiber at home and abroad were investigated. By comparing these treatment methods, the research progress of PBO fiber surface modification at home and abroad was confirmed, the gap between domestic and foreign PBO fiber surface modification treatment was clear, and the future development direction was pointed out. PBO fiber surface modification methods include chemical etching, plasma treatment, surface coating, chemical grafting, ultraviolet etching, and sizing agent treatment. Each modification technology has its own advantages and disadvantages.When selecting a modification method, it is required to consider the fast and effective process, economic and environmental protection and non-destructive fiber properties. The surface treatment method of sizing agent can meet the above requirements.In recent years, the introduction of active nanoparticles such as graphene oxide, carbon nanotubes and silica into sizing agents to improve interface adhesion has become a research focus. The prepared nanocomposites not only have stronger interface, but also show many attractive functions, such as photothermal conversion, interface self-healing, etc. In addition, as a non-damaging method, surface sizing is an ideal method to achieve uniform UV shielding or light absorption ability on the surface of PBO fiber, which can effectively reduce UV intensity and block UV irradiation. In the future, in surface modification treatment of PBO fiber, the direction of environmental protection sizing agent treatment will be gradually developed.KEY WORDS: poly(p-phenylene-2,6-benzoxazole) fiber; surface modification; interface; composite materials聚对苯撑苯并二 唑（PBO）纤维因其优异的性能，特别是突出的力学性能、热稳定性、低密度，成为一种很有前途的增强先进复合材料的有机纤维之王[1]。
本文摘自再生资源回收-变宝网（）最全面的改性纤维介绍改性纤维又称功能性纤维，它是指借化学或物理的方法使常规化学纤维品种的某些性能（如吸湿性、染色性、抗静电性、阻燃性等）加以改进而派生的一系列新功能纤维的总称。
这类似于通常的橡胶改性，塑料改性等。
通常，人们所穿的衣物是由纤维纺织而成，其原料可能是天然材料也可能来自人工合成，但是原料状态不一定完美，例如可能不太好染色，因此需要通过一系列方法对其进行改造，从而使纤维更加适合使用，此即为纤维改性在生活中最普遍的应用。
传统改性方法有化学法及物理法，近年来亦发展出生物法。
改性纤维的历史纤维材料的应用可追溯到公元前两三千年，当时的人们就知道通过动物的皮毛来进行纺丝，是人类文明发展的一个不可或缺的部分。
后来随着科技的发展，纤维材料在制造、加工、应用方面都得到了革命性的发展，同时新纤维材料也不断被成功开发，各种新型纤维不断出现，给人类的生活带来了翻天覆地的变化。
可是天然纤维的使用开始于古代，而人工合成的化学纤维只是在最近几十年才被开发出来。
虽然化学纤维的历史很短，但其发展速度却非常之快，用途也越来越广泛。
相比之下，天然纤维的发展则相对比较缓慢。
实际上，现在应用于天然纤维上的许多新工艺和新技术首先是在化学纤维领域被开发出来，而后才逐渐被应用到天然纤维上。
天然纤维的使用开始于史前时期。
史前的人类就开始利用亚麻植物上的麻纤维捻成纱线，然后织成面料。
目前，主要有四种天然纤维：棉、蚕丝、亚麻和羊毛。
利用再生纤维（人造纤维）或合成纤维来提高生活质量，开始于粘胶纤维的产生。
粘胶纤维作为第一个化学纤维，于1910年投人生产。
从那时起，就开始有很多种化学纤维被广泛应用于服装、室内装饰和工业用纺织品化学纤维具有很多天然纤维不具有的特性。
每年人们都会在服装、室内装饰、医药卫生、工业用纺织品等领域发现化学纤维的一些新用途。
以前，有很多服装设计师不喜欢使用化学纤维面料，但现在已有一些设计师成了化学纤维的狂热支持者，如：卡尔·拉格费。
芳纶纤维表面改性研究芳纶纤维是一种高性能合成纤维，具有优异的热稳定性、阻燃性、力学性能和耐化学性能。
然而，芳纶纤维的表面性质对其应用性能起着重要作用。
因此，进行芳纶纤维表面改性研究，对其进一步提高应用性能具有重要意义。
芳纶纤维的表面改性研究可以从两个角度进行：一是通过表面涂覆或改性剂处理，二是通过化学修饰或活化处理。
首先，表面涂覆或改性剂处理是一种常见的芳纶纤维表面改性方法。
例如，可以利用溶胶-凝胶技术，在芳纶纤维表面形成薄膜。
这种方法可以改善芳纶纤维的亲水性，提高其与其他材料的界面粘结强度，并增强纤维的摩擦性能。
此外，还可以使用改性剂进行表面处理，如硅烷偶联剂和阻燃剂。
这些改性剂可以在芳纶纤维表面形成一层保护膜，提高纤维的耐热性和阻燃性能。
其次，化学修饰或活化处理也是芳纶纤维表面改性的重要方法之一、例如，利用等离子体处理可以在芳纶纤维表面引入官能团，改善其与其他材料的黏附性能。
此外，可以使用化学活化剂，如亚硝酸钠和活性氧气体，对芳纶纤维表面进行活化处理，增强其表面活性，提高纤维的亲水性和粘附性。
需要注意的是，芳纶纤维表面改性研究还需要考虑改性后的纤维性能稳定性和使用寿命。
改性剂和表面处理措施可能会影响芳纶纤维的力学性能、热稳定性和耐化学性能。
因此，在进行表面改性研究时，需要综合考虑改性效果和纤维性能的平衡。
总结起来，芳纶纤维表面改性研究可以通过表面涂覆或改性剂处理，以及化学修饰或活化处理两种方法来实现。
这些方法可以改善芳纶纤维的表面性质，提高其应用性能。
但需注意改性后的纤维性能稳定性和使用寿命。
深入研究芳纶纤维表面改性机理，对于进一步提高芳纶纤维的应用性能具有重要意义。
膳食纤维的改性及应用膳食纤维是指难以被人体消化吸收的一类多糖类物质，主要存在于植物细胞壁中，是一种天然的、不可被消化的碳水化合物。
膳食纤维对于维持肠道健康、预防肠癌、减轻体重、调节血糖和血脂等方面具有重要的作用。
传统的膳食纤维在应用过程中存在一些问题，例如口感差、难以溶解、不易吸收等。
为了克服这些问题，科学家们进行了大量的研究，通过改性手段对膳食纤维进行改良，使其在食品工业和医药行业中得到更广泛的应用。
一、膳食纤维的改性方法（一）物理改性：物理改性是指通过物理手段改变膳食纤维的形态和结构，包括微波处理、超声波处理、高压处理等。
这些方法可以使膳食纤维的颗粒大小更均匀，表面更加光滑，从而改善其稳定性和可溶性。
（二）化学改性：化学改性是指通过化学手段改变膳食纤维的分子结构，包括酸碱处理、氧化处理、酶解处理等。
这些方法可以使膳食纤维的结构更加稳定，提高其吸水性和凝胶性，改善其使用性能。
（三）生物改性：生物改性是指利用微生物或酶类对膳食纤维进行改良，使其具有更好的生物活性和生物安全性。
利用纤维素酶对纤维素进行水解，得到具有较高生物利用率的纤维素衍生物。
二、改性膳食纤维的应用（一）食品工业：改性膳食纤维在食品工业中具有广泛的应用前景，可以用于调理面包、饼干、冷饮、火腿肠、调味品等食品，以增加膳食纤维含量，改善产品的口感和营养价值。
（二）医药行业：改性膳食纤维可以作为药物的载体，用于制备口服片、缓释片、胶囊剂等制剂，以提高药物的生物利用率和稳定性，减少药物的刺激性和毒性。
（三）化妆品行业：改性膳食纤维可以用于制备面膜、洁面乳、护肤品等化妆品，具有良好的吸附性和保湿性，可以帮助肌肤清洁和保湿。
三、改性膳食纤维的发展趋势（一）功能性改性：未来的重点将是提高改性膳食纤维的功能性，包括增加其抗氧化、抗菌、降血糖、降血脂等功能，以满足人们对健康食品的需求。
（二）天然性改性：未来的发展趋势是朝着更加天然、安全、健康的方向发展，尽量避免使用有害化学物质，保持膳食纤维的天然性和生物活性。
纤维素改性方法纤维素是一种普遍存在于植物细胞壁中的天然高分子化合物，具有良好的生物兼容性和生物降解性。
然而，由于其天然结构的特殊性质，其应用范围被严格限制。
为了拓宽纤维素的应用领域，需要对纤维素进行改性处理，改善其物理化学性质。
纤维素改性的方法有很多，主要包括物理改性、化学改性、生物改性等几种方式。
1. 物理改性物理改性主要是通过物理手段改善纤维素的物理性质，包括热学性质、机械性能等。
如超声波、高压处理、机械剪切等方法，这些方法都可实现对纤维素晶体结构的改变，增加其在溶液中的分散性，提高物理性质。
2. 化学改性化学改性是通过化学方法改变纤维素化学结构，使其物理性质发生改变，达到拓宽其应用领域的目的。
包括酸碱水解、酯化、磺化、取代反应等方法。
主要分为酸性、碱性和中性处理。
其中酸性处理是在酸性条件下将纤维素分解成较小的组分，一般采用硫酸、盐酸等。
碱性处理则是在碱性条件下使纤维素表面官能团发生化学反应，例如烷基化、羧化、醛化、磺化等。
中性处理则是通过环保型试剂处理，如EDTA、淀粉、酵母菌等。
其中磺化法改性效果最好，可提高纤维素溶解性、提高其热稳定性和增强纤维素的亲水性。
3. 生物改性生物改性是利用生物体内产生的酶或其他微生物将原生态纤维素结构分解，产生一系列新的附属物。
主要包括纤维素酶法和微生物发酵法。
纤维素酶法利用多种纤维素酶针对纤维素结构进行部分酶解改性，如替代法、羟化法、甲基化法等。
微生物法则利用微生物菌株对纤维素进行新附属物的生物合成。
不同的改性方法具有不同的特点和应用范围，应根据实际需要选择合适的改性方法。
通常，量大且精度要求不太高的纤维素改性常采用消化法；对于要求高的和发展中的领域，如纳米纤维素等，物理改性技术可以很好地处理纤维素；而在体外医疗器材及食品包装等领域中，应使用生物改性方式。
总之，纤维素是一种含量极高、来源广泛的可再生资源。
对纤维素进行改性处理能够将原生态纤维素的物理性质、化学性质等方面进行优化，从而拓宽其应用领域，更好地推动工业生产和环保事业的发展。
纤维素的改性方法纤维素是一种天然高分子多糖，在植物细胞壁中起到结构支撑和稳定性的作用。
由于其无毒、无害、可再生的特性，纤维素广泛应用于食品、医药、纺织、造纸等领域。
然而，纤维素在某些应用领域的性能还需要改进，因此，纤维素的改性方法成为研究的热点之一。
下面将介绍几种常见的纤维素改性方法。
1. 化学改性化学改性是通过化学方法对纤维素进行结构改变，以改善其性能。
常用的化学改性方法包括酯化、醚化、取代反应等。
（1）酯化改性酯化改性是将纤维素中的羟基与酸酐类或酸酐性化合物反应，形成酯键。
这种方法可以改变纤维素的溶解性、热稳定性和降解性等性能。
（2）醚化改性醚化改性是将纤维素中的羟基与醚化试剂反应，形成醚键。
醚化改性可以提高纤维素的耐水性和抗酶解性能。
（3）取代反应取代反应是将纤维素中的羟基或其他官能团取代成其他官能团，以改变其化学性质和功能性。
常用的官能团包括羧酸、胺基、磺酸等。
2. 物理改性物理改性是利用物理手段对纤维素进行结构改变，以改变其性能。
常用的物理改性方法包括机械方法和辐射方法。
（1）机械改性机械改性是通过力的作用改变纤维素的结构和性质。
常用的机械改性方法包括高剪切、超声波处理、研磨等。
这些方法可以改变纤维素的晶型、分子大小以及物理性质。
（2）辐射改性辐射改性是利用电磁辐射或离子辐射对纤维素进行改变。
常用的辐射改性方法包括紫外光辐射、γ射线辐射等。
辐射改性可以改变纤维素的结构和性质，如分子量、溶解度等。
3. 生物改性生物改性是利用微生物或酶对纤维素进行改变。
生物改性可以提高纤维素的生物降解性、生物活性和抗菌性能。
常用的生物改性方法包括微生物发酵、酶解和转基因等。
（1）微生物发酵微生物发酵是利用微生物进行发酵过程中产生的酶对纤维素进行改变。
微生物发酵可以降解纤维素，提高其降解性能和可溶性。
（2）酶解酶解是利用酶对纤维素进行降解和改变结构。
常用的酶包括纤维素酶、葡萄糖酸酶等。
酶解可以提高纤维素的可溶性和生物降解性。
《纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展》篇一一、引言纤维素作为一种天然的生物高分子，广泛存在于植物、微生物和动物组织中，具有优异的物理和化学性质。
近年来，随着环保意识的增强和科技的进步，纤维素的改性及其在废水处理中的应用逐渐成为研究热点。
本文旨在探讨纤维素的改性方法及其在废水处理中的应用研究进展。
二、纤维素的改性方法纤维素的改性主要分为物理改性、化学改性和生物改性三种方法。
1. 物理改性：物理改性主要是通过物理手段改变纤维素的形态、结构或表面性质，如通过机械研磨、热处理、电离辐射等方法改变纤维素的结晶度、孔隙结构和表面形态。
2. 化学改性：化学改性是通过化学试剂与纤维素分子中的羟基发生反应，引入其他官能团或改变纤维素的结构，从而改善其性能。
常见的化学改性方法包括酯化、醚化、接枝共聚等。
3. 生物改性：生物改性是利用微生物或酶对纤维素进行降解或修饰，以改善其性能。
这种方法具有环保、高效等优点，但需要较长的反应时间和较高的技术要求。
三、纤维素在废水处理中的应用纤维素及其改性产物在废水处理中具有广泛的应用，主要包括吸附、絮凝、生物载体等方面。
1. 吸附：纤维素的吸附性能主要源于其丰富的羟基和三维网状结构。
经过改性后，纤维素的吸附性能得到进一步提高，可用于去除废水中的重金属离子、有机物等污染物。
2. 絮凝：纤维素及其衍生物可以作为天然的絮凝剂，通过电性中和、网捕卷扫等作用使废水中的悬浮物、胶体等凝聚沉淀，从而降低废水的浊度和有机物含量。
3. 生物载体：纤维素具有良好的生物相容性和生物活性，可作为微生物的载体，提高微生物的附着能力和生物活性，从而强化废水处理效果。
四、研究进展近年来，纤维素的改性及其在废水处理中的应用研究取得了显著的进展。
一方面，新的改性方法不断涌现，如纳米纤维素、纤维素基复合材料等，为纤维素的应用提供了更广阔的空间。
另一方面，纤维素在废水处理中的应用领域也在不断扩大，如用于处理重金属废水、染料废水、石油化工废水等。
膳食纤维的改性及应用膳食纤维（Dietary fiber）是指生物体不能消化的多种碳水化合物，包括果胶、半纤维素、纤维素、木质素、果实酚等。
这些混合物中含有许多不同的物质，如维生素、无机盐和多种其他生物活性化合物，可维持人体健康。
改性是将膳食纤维原料通过各种处理方法，如酸碱处理、酶解、物理方法等，改变其结构或性质的过程。
改性可改变膳食纤维的性质，使其在食品和制药领域应用更广泛。
1. 汽水处理：汽水处理可降低纤维素的结晶性，使其在水中更易溶解，并增强其水合性和多糖尺寸分布。
改性的纤维素可用于制备凝胶、糖果、果冻等食品。
2. 酸碱处理：酸处理可脱除纤维素中的酯基和酰化脂肪，在分子链中形成氢键，提高纤维素的水溶性和胀率，此外，酸处理还可降低纤维素分子量；碱处理能够使纤维素水解，破坏部分二糖苷键和肟基，形成酸基和醛基，提高纤维素的水溶性，降低粘度。
3. 酶解：在中性或弱酸性条件下，使用纤维素水解酶将纤维素与分子中的糖类酰基相连，形成可溶性膳食纤维（SDFs），这种可溶性的纤维素能够增加糖尿病患者和肥胖症患者胰岛素的敏感性。
4. 物理方法：高压水处理可使纤维素链解旋，缩短分子链，增加分枝链的数量，增加纤维素分子链的亲水性以及溶解性，进而提高纤维素的生物可利用性。
物理处理方法对于保持膳食纤维的功能以及对人体的健康获得更高的生物利用率是很重要的。
综上所述，膳食纤维在食品和制药领域有广泛的应用前景。
但是，仍有进一步研究和探索，以把膳食纤维的性质发挥到最大限度，更好地满足人们对健康饮食的需求。
同时，人们在饮食中适度补充膳食纤维有助于预防和缓解许多疾病如心血管疾病和消化系统疾病。
纤维素改性研究进展一、本文概述纤维素，作为一种广泛存在于自然界中的多糖，具有优良的生物相容性、可降解性和环保特性，因此在众多领域如造纸、纺织、食品、医药以及生物材料等方面都有着广泛的应用。
然而，纤维素本身的一些物理和化学性质限制了其在某些特定领域的应用，因此，对纤维素进行改性研究，以提高其性能并拓宽其应用范围，一直是科研工作者关注的热点。
本文旨在全面综述近年来纤维素改性研究的最新进展，包括改性方法、改性纤维素的性能及其在各个领域的应用。
文章首先介绍了纤维素的基本结构和性质，然后详细阐述了化学改性、物理改性和生物改性等主要改性方法，接着讨论了改性纤维素在造纸、纺织、食品、医药和生物材料等领域的应用现状，最后对纤维素改性研究的发展趋势和前景进行了展望。
通过本文的阐述，旨在为读者提供一个全面、深入的纤维素改性研究进展的参考。
二、纤维素改性方法纤维素作为一种天然高分子化合物，具有许多优良的性能，如良好的生物相容性、可降解性和环境友好性等。
然而，其固有的物理和化学性质，如亲水性、结晶性和热稳定性，限制了其在某些领域的应用。
因此，通过改性方法提高纤维素的性能，拓宽其应用范围，一直是科研领域的热点课题。
物理改性是一种简单而有效的改变纤维素性能的方法。
通过热处理、机械处理或高能辐射等手段，可以改变纤维素的结晶结构、形貌和分子链排列，从而改善其物理性能。
例如，热处理可以使纤维素分子链发生重排，提高其结晶度和热稳定性；而高能辐射则可以引发纤维素分子链的断裂和交联，形成新的功能基团。
化学改性是另一种广泛应用的纤维素改性方法。
通过引入化学试剂，如酸、碱、氧化剂或还原剂等，可以改变纤维素的化学结构和性质。
例如，酸处理可以使纤维素发生水解反应，生成低分子量的纤维素衍生物；而碱处理则可以破坏纤维素的结晶结构，增加其反应活性。
通过与有机化合物反应，还可以在纤维素分子链上引入特定的功能基团，如羟基、羧基、氨基等，从而赋予其新的性能。
膳食纤维的改性及应用膳食纤维是指不被人体消化吸收的碳水化合物，常见的膳食纤维包括果胶、半乳甘露聚糖、木质素、果胶等。
膳食纤维在人体内具有多种生理功能，如增强饱腹感、降低血糖、调节血脂、促进肠道蠕动等。
加强对膳食纤维的改性研究，提高其功能性和应用价值，对人类健康和食品工业具有重要意义。
一、膳食纤维的改性方法膳食纤维的改性是指通过一系列的物理、化学或酶法等手段，对膳食纤维进行结构或性质的改变，以获得特定的性质或功能。
常见的膳食纤维改性方法包括化学改性、物理改性和酶法改性等。
1. 化学改性化学改性是通过化学手段改变膳食纤维的结构和性质。
如乙酰化、羟甲基化、丙酮化等。
这些改性方法可以改善膳食纤维的溶解性、增加其稳定性和降解性，从而提高其功能性和应用价值。
2. 物理改性物理改性是通过机械力或热力对膳食纤维进行处理，改变其分子结构和形态。
如球磨、超声波处理、微波处理等。
这些方法可以改善膳食纤维的颗粒大小和形态，增加其生物利用度和稳定性。
二、膳食纤维的改性应用膳食纤维的改性应用涉及食品工业、医药保健品、生物医学材料等多个领域。
下面将分别介绍其在这些领域的应用情况。
1. 食品工业在食品工业中，改性膳食纤维可以用于生产高纤维的功能性食品。
如添加到面包、饼干、谷类制品等中，可以增加其纤维含量，改善其口感和营养价值，符合现代人追求健康、营养、美味的消费需求。
改性膳食纤维还可以用于生产低能量的功能性食品。
如添加到冰淇淋、饮料、沙拉酱等中，可以增加其稠度和口感，降低其脂肪和糖的含量，满足减肥、健康饮食的需求。
2. 医药保健品在医药保健品领域，改性膳食纤维可以用于生产吸附剂和缓释剂。
如将其改性后应用于肠道清洁、毒物吸附、胆固醇降低等方面，具有良好的生物相容性和安全性，适合用于医药保健品的制备。
三、膳食纤维的改性发展趋势随着人们对健康和营养需求的增加，膳食纤维的改性应用将会得到越来越广泛的发展。
在未来的研究中，可以重点关注以下几个方面：1. 高效改性方法的研究当前，虽然已经有多种膳食纤维改性的方法，但是其效率和成本仍然存在一定的局限性。
第二章纤维的改性与改形利用本章将以蚕丝纤维为例说明改形利用的途径，而改性利用则以纤维素纤维为主加以说明。
第一节蚕丝纤维的改形利用目前对蚕的技术属性有两种说法：对纺织工业来说，这是一个生物纺丝器，对材料科学来说，这是一个生物反应器。
蚕丝纤维的改形利用，就是按照新的利用需要，将蚕丝纤维改制成其他形式的材料。
具体地讲，就是要把蚕丝细而长的纤维形态改换成其他的形态加以利用。
从目前正在实施的改形方法来看，主要是改变成粉体和膜体这两种利用形态。
一、蚕丝纤维的粉体材料（一）丝素的粉体材料原料：以来自纺织品制造过程中的残次料为主。
丝素精炼：这些材料大多已脱去丝胶或只残留有少量丝胶，因此，只要稍加处理（如用0.5％的碳酸纳溶液，按1：100浴比煮沸30分钟进行脱胶，重复两次，并充分水洗），即可获得纯丝素。
丝素溶液制备：将精炼后的丝素纤维放置在高浓度的中性盐溶液中加热溶解，形成丝素溶液，由于中性盐中的氯化钙价格合适，所以一般都以它为溶剂（按1：25浴比，用40～50％的浓度煮沸），100ml氯化钙可溶解15—20g丝素。
制得的丝素溶液可以通过以下几种途径制成粉体材料：1．经凝胶化处理形成粉末——先将丝素溶液中杂质用滤材滤去，然后放入透析袋用流水进行透析（或用中空纤维膜超滤），截留下分子量在12000～14000以上的蛋白分子（实际得到的分子量约在60000左右）然后再脱盐、脱水浓缩成凝胶化的丝素（即可用作为食品），将该丝素凝胶在-20～-50℃条件下冷冻干燥后用2-1机械粉碎，即成丝素粉末，2．经硫酸水解形成粉末——将精炼后的丝素纤维按1：100的浴比放入5％的硫酸（或其他浓度的盐酸）溶液中，在110℃油浴中加热60～240分钟，然后再用氢氧化钠溶液中和，并用流水进行透析。
将透析后的丝素溶液作脱盐处理并在80℃干燥，再用机械进行粉碎，即成黄褐色的丝素粉末。
丝素粉末的用途：用作食品，用作为化妆品、固形剂、药物等产品的基本素材，现以药物例为说明如下：试验证明，丝素蛋白有促进胰岛素分泌，降低血糖的作用。
功能纤维改性的方法——XXX摘要：功能纤维指具有特殊功能的纤维的总称。
简述了功能纤维的新发展，重点介绍功能性纤维的种类和改性方法，结合纤维材料改性的发展趋势，分析讨论了纤维改性中的问题及关注点。
在纤维的发展历史中, 棉、麻、毛、蚕丝是主要的四大天然纤维。
直到19 世纪80 年代, 法国人发明硝酸纤维, 才开始了人造纤维的发展历史。
20 世纪20 年代, 美国人发明锦纶合成纤维。
不久涤纶、腈纶、维纶、丙纶、氨纶等许多产品相继问世。
纤维材料的发展历程和技术进步如图1所示。
图1 纤维材料的发展历程与技术的进步随着纤维技术的发展和积累，新技术与新的基础理论相结合，开始形成新纤维品种。
近年，纤维科学界把高分子纤维、材料的高性能化、高功能化作为重要的研究方向，开发了一批具有高性能、高功能的新一代化学纤维。
高功能纤维就是从高分子原料的合成、反应、结构及聚集态，到纤维成型的物理加工、高次结构的控制等方面研究出发，采用新的工艺技术和后加工技术，从而使纤维具有了某种特殊功能。
高功能纤维一般可分为仿真纤维、防护功能纤维、分离功能纤维、保健卫生功能纤维和传导性纤维五个大类[1]。
功能纤维是指除一般纤维所具有的物理机械性能以外，还具有某种特殊功能的新型纤维。
所谓的特殊功能，指的是反渗透、分离混合气体、透析、超滤、吸附、吸油、离子交换、高效过滤、导光和导电等。
功能纤维以其各自的特殊功能，在工业上分别得到相应的应用。
比如说:纤维具有卫生保健功能(抗菌、杀螨、理疗及除异味等)；防护功能(防辐射、抗静电、抗紫外线等)；热湿舒适功能(吸热、放热、吸湿、放湿等)；医疗和环保功能(生物相容性和生物降解性)[2]。
功能纤维的发展是现代纤维科学进步的象征。
功能化纤维、差别化纤维和高性能纤维的发展为传统纺织工业的技术创新, 向高科技产业的转化创造了有利条件, 为人类生活水平的提高作出了贡献。
功能性纤维按照功能主要属性可分为以下四大类：1.物理性功能其中电学功能有抗静电性、导电性、电磁波屏蔽性、光电性以及信息记忆性等；热学功能有耐高温性、绝热性、阻燃性、热敏性、蓄热性以及耐低温性等；光学功能有光导性、光折射性、光干涉性、耐光耐候性、偏光性以及光吸收性等；物理形态功能有异形截面形状、超微细和表面微细加工性等。
2.化学性功能如光降解性、光交联性、消异味功能和催化活性功能等。
3.物质分离性功能如分离性功能有中空分离性、微孔分离性和反渗透性等; 吸附交换功能有离子交换性、高吸水性、选择吸附性等。
4.生物适应性功能其中医疗保健功能如防护性、抗菌性、生物适应性等; 生物功能如人工透析性、生物吸收性和生物相容性。
功能性纤维按照功能分为六大类：1.防护性纤维（主要包括抗静电、抗辐射、防紫外线、保温纤维）防护功能纤维指利用现代科技手段制造的，在危害环境中能对人起防护作用的纤维材料。
（1）抗静电纤维不含水分的纤维都是电的绝缘体。
天然纤维由于吸湿性好, 水分子的导电性很好, 因此天然纤维的静电现象并不严重。
而合成纤维由于吸湿性差, 在加工和使用过程中容易产生静电, 既给生产带来一定困难, 又会在服装穿着过程中织物相互粘缠, 影响美观。
为了消除静电, 从60 年代起开始了开发抗静电纤维的工作[3]。
抗静电纤维主要包括永久性抗静电纤维和暂时性抗静电纤维。
暂时性抗静电纤维主要是为了防止合成纤维制造和加工过程中的静电干扰。
所用的抗静电剂多为各种表面活性剂。
但这种抗静电纤维耐洗涤和耐久性差, 加工过程完成后抗静电性就消失了。
永久性抗静电纤维是通过树酯整理或特殊纺丝方法制造的具有永久抗静电性的纤维, 耐洗涤、耐摩擦。
其制造方法主要有树酯整理法、共混纺丝法、复合纺丝法、共聚法或接枝共聚法。
（2）防辐射纤维辐射是指物质以电磁波或粒子形式进行能量发射或转移的过程。
辐射对材料的破坏很大, 对人体也有很大危害, 为此, 各种对辐射具有防护作用的纤维便应运而生。
防辐射纤维有两种类型: 一种是纤维本身就耐辐射, 称之为耐辐射纤维；另一种是复合型防辐射纤维。
通过向纤维中添加其他化合物或元素使该纤维具有耐辐射的性能。
耐辐射纤维的代表是聚酰亚胺纤维。
由于其分子链全部由芳香环组成，而且芳环中的碳和氧的结合是双键形式，故有效地增强了结合能[4]。
因此，聚酰亚胺纤维具有耐辐射、耐热、分子链不易断裂、强度高等一系列优良性能, 广泛应用于宇航、电气、原子能工业方面。
复合型防辐射纤维主要有防中子纤维和防γ射线纤维。
（3）防紫外线纤维防紫外线纤维有两种类型: 一是自身就具有抗紫外线破坏能力的纤维, 如腈纶。
另一类是含有防紫外线添加剂的纤维。
它是先在成纤高聚物中添加少量防紫外线添加剂, 然后纺丝制成防紫外线纤维。
用添加剂制造防紫外线纤维的途径主要有: 一是选择一种合适的紫外线吸收剂与成纤高聚物的单体共聚制成防紫外线纤维。
二是将无机物微粒子与单体混合, 然后聚合制成无机物均匀分布的高聚物, 经纺丝得到屏蔽紫外线的纤维[5]。
（4）保温纤维保暖一直是纺织材料的主要功能。
随着科学技术的发展, 人们希望不仅保暖而且轻薄, 于是开发出各种保温材料, 如超细、中空纤维等。
这些材料能有效提高热传导率低的空气的含有率。
为了突破保温纤维仅用于遮体御寒的观念, 人们又开发了一种根据环境变化, 在一定温度范围内可自由调节体温的纤维, 称为温控纤维。
现已开发的温控纤维有相变物质类温控纤维、塑性晶体类温控纤维、添加溶剂类温控纤维、电发热温控纤维等。
2.物质分离纤维（主要包括分离纤维膜、离子交换纤维及吸附纤维）随着人们对物质利用的深度和广度地不断开拓, 物质的分离提纯成为一个重要的课题。
常见的传统分离方法有筛分、过滤、离心分离、浓缩、蒸馏、蒸发、萃取、重结晶等。
但是，对于更高层次的分离，如分子或离子尺寸的分离，生物体组分的分离等，采用传统的分离方法是难以实现的，或达不到精度。
于是，出现了具有选择性分离功能的高分子材料，这些材料分为以下几种。
（1）分离纤维膜膜分离技术既能使混合体按组分不同而分离，又能对流体进行净化和浓缩。
膜的类型包括中空纤维膜、平板膜、卷式膜、管式膜等多种型式。
各种型式的膜都有其特点，可根据分离的需要而选择。
膜装置主要用于超纯水的制备，海水的淡化和制盐，多种工业废水的处理和回收，食品和生物制品的浓缩、分离、精制和提纯，医疗部门的各种人工脏器、人造皮肤、人造血管等。
（2）离子交换纤维离子交换是以离子为对象，利用同符号离子交换的物理现象，进行离子的补集、除去或分离。
在大分子中引入某些活性基团，如磺酸基、羧基、胺基、磷酸酯基或硫基等，纤维就具有进行离子交换或捕捉重金属离子的功能。
离子交换纤维主要用于：净化分离气体( 如制成防毒面具或防护服装等) ，净化水溶液；水的脱盐和软化，从海水中吸铀，从废液中提取稀土元素和贵重金属等。
还可根据用途不同而制成不同的纱线、织物或非织造布。
（3）吸附纤维吸附纤维是具有分离功能的另一类纤维。
纤维结构中含有众多的微细孔隙。
吸附纤维没有离子交换基团，它与被吸附物质之间的作用力是微弱的，因此解吸和再生都较方便。
活性炭纤维是这一类的代表。
它具有多微孔结构，表面有很强的吸附性，可用于某些气体液体的吸附、回收、脱臭、脱色、精制、分离的滤材和人工内脏器材等，也可用作某些化学反应触媒的载体。
3.生物医学纤维（主要包括甲壳素、聚乳酸等纤维）（1）医用缝合线聚酯类生物降解材料纺丝制得的缝合线的研究和应用较为广泛。
聚乙- 丙交酯( PGLA)作为可吸收医用缝合线，在人体内可保持强度三、四个星期，吸收周期根据缝合线的成分和大小型号约为两、三个月，使得外科手术刀口有足够时间愈合。
此外, 高分子合成材料聚丙烯胶原可吸收性缝合线、改进的再生胶原纤维固载金属离子吸附纤维也在积极投入使用中。
（2）医用伤口敷料近年来，随着“湿疗”概念在伤口治疗中的建立及外科手术和伤口治疗实践的发展, 已开发了许多高技术的伤口纱布、伤口绷带, 可为伤口提供微湿的条件, 有利于伤口的愈合, 同时降低了成本。
而这些高技术伤口敷料基本上都是由生物可降解纤维制成, 海藻酸钙纤维用作敷料时, 它与伤口之间相互作用, 会产生海藻酸钠、海藻酸钙凝胶, 这种凝胶是亲水性的,可使O2 通过而细菌不能通过, 可促进新组织的生长。
例如止血纱布是采用粘胶纤维针织物经特殊的氯化处理而制成, 所生成的氯化纤维素构成羧基, 具有凝集血小板的化学止血作用, 进入人体后能降解为低分子物质排出体外[6-7]。
（3）医用纤维纸甲壳质类纤维，因其良好的透气性和吸水性，非常适合做医用纤维纸。
在日本已经有人提出了甲壳质纸的制造方法，并且在美国申请了专利[8]。
（4）缓释药物纤维日本一家公司于90 年代初开发了一种以纤维型制剂形式经皮肤透入作为用药方式的缓释药物纤维。
开发该纤维所用基材是尼龙、聚酯、聚丙烯腈等热塑性线型聚合物，其工艺方法是将药物掺加到这种聚合物中共混纺丝，使药物含入纤维内。
为了达到均匀分散，药物多为粉剂, 粒径在5μm以下。
为了形成药物的缓释性, 药物粉粒上要涂敷一层有逐渐分解或升华性质的高分子化合物薄膜。
这种涂层后的药物粉粒可以直接添加到熔融的成纤聚合物中, 添加量为基材重量的10%。
这种纺丝液在充分混炼之后进行纺丝, 纺出78dtex 纤维。
成纤在牵伸方向上形成大量微细孔隙, 纤维中的药物可以经过微细孔隙缓慢散出, 可使长时间具有医疗效果[9-12]。
4.卫生保健纤维（主要包括抗菌、防臭、调温、远红外、负离子等纤维）（1）抗菌防臭纤维20世纪80年代起，抗菌防臭纤维的开发与应用技术取得较大进步，它通常是将抗菌剂以共混改性的方式加入到化学纤维中, 制得持久性抗菌纤维。
抗菌防臭纤维具有抑制和杀死细菌, 防止因细菌分解人体分泌物而产生臭气, 阻止疾病传播等功效。
随着国内超微细技术的发展, 已能够批量生产多种纤维, 用无机抗菌剂, 通过共混或复合引入化纤之中, 实现了抗菌纤维的产业化。
目前开发的抗菌防臭纤维主要是在涤纶、锦纶和腈纶上施以抗菌防臭剂制成的, 而在众多抗菌防臭剂中, 含金属氧化物（陶瓷微粒）的抗菌效果比较突出。
在涤纶、锦纶和腈纶中混入抗菌性沸石制成的抗菌防臭纤维, 它对许多细菌和霉菌具有消毒作用, 尤其是对绿浓菌、耐药性金黄色葡萄球菌的抑制和预防效果较好[2]。
（2）负离子纤维负离子纤维产生于20世纪80年代末期，由日本首先发表相关专利。
其主要的生产方法有表面涂覆改性法、共混纺丝法、共聚法等，表面涂覆改性法是在纤维的后加工过程中，利用表面处理技术和树脂整理技术将含有负离子无机物微粒的处理液固着在纤维表面，因该矿物原液中含有树脂粘合剂成分，可得到耐久性良好的负离子纤维；共混纺丝法采用化学和物理方法将负离子发生体制成与高聚物材料具有良好相溶性的纳米级粉体，经表面处理后，与高聚物载体按一定比例混合，熔融挤出制得负离子母粒，再进行干燥，按一定配比与高聚物切片混合，采用共混纺丝法进行纺丝。
