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第四节纤维素的化学性质

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植物纤维课堂笔记重点

植物纤维课堂笔记重点

第一章原料1 第一节植物界的基本类群一、植物的分类原则自然界植物的分类单位：界、门、纲、目、科、属、种种：具有相似性态特征，表现出一定的生物学特征有一定的生存条件，能够产生遗传特性相似的后代，在自然界有一定的分布区域的无数个体的总和。

它是植物分类学中最基本的单位。

2 "我们以马尾松为例说明植物..." 我们以马尾松为例说明植物的分类原则：1、各分类之间的联系是：亲缘关系相近的种归为同属，亲缘关系相近的属归为同科……，依此类推，最后都归属植物界。

2、各分类单位还可以分为更细的单位：比如，可分为亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、变种等。

马尾松-油松组-双维管束松亚属-松属-松亚科-松科-松杉目-松柏纲-裸子植物亚门-种子植物门-植物界3 二、植物的拉丁学名、组成及含义原因：植物的名称因语言不同而异、因不同地区而异，出现了同种异名或同名异种等现象。

由来：瑞典植物学家林奈（Carl von Linne）首创，经国际植物学会确认－－“双名法”双名法：以两个词来指给物命名的，第一个词是植物的属名，第二个词是“种名”。

完整的命明还须附上命名者的姓名缩写。

即“属名+种名+命名者的姓名”。

举例说明：柠檬桉－－Eucalyptus citriodora Hook.马尾松－－Pinus massioniana Lamb.云杉－－Picea asperata Mast.火炬松－－Pinus taeda Linn.4 三、现代植物的基本类群及其与制浆造纸的关系说明：1、自然界植物物种纷繁复杂，但可用于造纸的植物物种却只有少数种子植物。

2、裸子植物是国际造纸工业的最主要用木材原料。

造纸工作者致力于开发新的速生原料，主要是阔叶木，如桉木、意大利黑杨、三倍体毛白杨以及中林46号杨等。

3、我国裸子植物种类中多－－共11科41属238种47变种。

造纸用植物纤维原料分类简图种子植物——1）裸子植物-松柏纲（松科、杉科）2）被子植物-1单子叶植物（禾本科）、2双子叶植物（木本植物(阔叶木)）5 四、造纸植物纤维原料的分类及其代表性植物一）、木材纤维原料针叶木（软木）：云杉、冷杉、铁杉、落叶松、红松、马尾松……。

2022-2023学年人教版必修第二册 第七章 第四节 第1课时糖类 作业

2022-2023学年人教版必修第二册 第七章 第四节 第1课时糖类 作业

第四节基本营养物质第1课时糖类一、糖类的组成及分类1.糖类的组成糖类是由三种元素组成的一类有机化合物,其组成大多可以用通式C n(H2O)m表示,也被称为。

2.糖类的分类及代表物项目代表物代表物分子式代表物间的关系单糖、二糖、、乳糖同分异构体多糖、(C6H10O5)n 不属于同分异构体二、葡萄糖1.物理性质:葡萄糖是一种有甜味的色晶体,溶于水。

2.组成与结构:分子式:;结构简式:;官能团:和—CHO(醛基)。

3.主要化学性质反应类别与新制的Cu(OH)2反应与银氨溶液反应现象生成色沉淀在试管内壁形成反应条件对比均在条件下加热进行,同时后者应加热结论葡萄糖具有性,能被弱氧化剂氧化用途三、蔗糖、淀粉、纤维素的性质1.淀粉的特征反应:淀粉遇到含有碘单质的溶液会变。

2.蔗糖、淀粉和纤维素的水解反应(1)蔗糖的水解方程式为。

(2)淀粉(或纤维素)的水解方程式为。

四、糖类在生产、生活中的应用1.淀粉为人体提供能量在人体内,淀粉[(C6H10O5)n]糊精[(C6H10O5)m,m<n]葡萄糖(C6H12O6)CO2和H2O,同时放出能量,葡萄糖在人体内氧化的化学方程式为。

2.人体内,纤维素能刺激肠道蠕动,有助于和排泄。

3.淀粉可以酿酒,葡萄糖生成酒精的化学反应方程式为。

1.我国科学家利用无细胞化学酶法,率先突破从二氧化碳到淀粉的人工合成。

下列相关说法错误的是()A.CO2是一种温室气体B.淀粉可水解生成麦芽糖,最终水解生成葡萄糖C.淀粉属于纯净物D.淀粉是一种多糖2.下列说法正确的是 ()A.凡是能溶于水有甜味的物质都属于糖类B.糖类都能发生水解反应C.糖类都属于有机高分子D.葡萄糖属于单糖3.下列关于葡萄糖的叙述正确的是 ()A.它是果糖的同系物B.葡萄糖在人体内发生氧化反应,释放能量C.葡萄糖既可以和钠反应,又可以和氢氧化钠反应D.葡萄糖水解为乙醇和二氧化碳4.某学生做葡萄糖的还原性实验,将4 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液混合后,滴入1.0 mL的10%的葡萄糖,加热煮沸,结果没有看到砖红色沉淀生成。

叙述纤维素的分子结构特征

叙述纤维素的分子结构特征


天然纤维素中所有的CH2OH都具有tg-构象
（3）纤维素分子链的构象
二、纤维素的聚集态结构 （二次结构）
• 纤维素大分子的聚集态结构也叫超分子结构，它 表示纤维素大分子之间的排列情况，即由纤维素 大分子排列而成的聚集体的结构。
• 聚集态结构研究包括结晶结构（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、 微晶的大小）、取向结构（分子链和微晶取向） 和原纤结构。
（2）伯醇 CH2-OH的构象
天然纤维素中，所有的-CH2OH都具有tg构象。 而再生纤维素则具有不同的构象。
第二节 纤维素的结构
一、纤维素的分子结构（一次结构） 二、纤维素的聚集态结构（二次结构）
一、纤维素的分子结构
1、纤维素分子链的结构单元及其连接方式。 2、纤维素分子链的构象。
1、纤维素分子链的结构单元及其连接方式
• 无定形区的特点是纤维素链分子排列松散，分子间 距大，密度较低（1.500 g/cm3）。无定形区对强度 的贡献小，但对纤维素参与化学反应贡献大。
为什么纤维素大分子易于形成结晶性结构？
40—50 20—30 25—30 40－50
2. 纤维素分子链的构象
（1） D-葡萄糖基的构象：4C1椅式构象。
1）在椅式构象中，各碳原子上的羟基均是平伏键，而氢原子是直立键。 平伏键与中心对称轴成109°28′。
2）O与C1、C2原子形成一个平面，C3、C4和C5原子在同一平面，这两 个平面平行；O与C2、C3和C5在同一平面，并与两个三角平面相交叉。
– 结晶区分子排列规则、紧密，呈现清晰的X-射线衍射 图谱；无定形区分子排列松散，但分子取向与纤维主 轴平行，没有清晰的X-射线衍射图谱。
– 结晶区和无定形区之间没有明显的界限，是逐步过渡 的。
高中化学人教版选修1课件第三章 第四节 塑料、纤维和橡胶

高中化学人教版选修1课件第三章 第四节 塑料、纤维和橡胶


二、
常见纤维 棉纤维
蚕丝
羊毛 人造纤 维 合成纤 维
常见纤维的组成和性能比较
知识精要
化学组成 纤维素,天然有机高 分子化合物 蛋白质,天然有机高 分子化合物 蛋白质,天然有机高 分子化合物
纤维素(黏胶纤维)
各种线型有机高分 子
主要性能
吸水性好,易干,穿着舒适,不 起静电,不耐磨 吸水性好,手感柔和,有光泽, 不起静电,不起球 弹性好,隔热性、保暖性好, 水洗后收缩
,单体是异戊二烯。 (2)合成橡胶: ①通用橡胶:如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶。 ②特种橡胶 :耐热、耐酸碱 的氟橡胶,耐高温和耐严 寒的硅橡胶。 (3)结构特点:橡胶一般为线型结构,可塑性好,但强度和韧性差, 为改善其性能,可采用硫化的方法,使橡胶形成体型结构,以增强橡胶 的强度、韧性、弹性和化学稳定性。 预习交流 3 有机玻璃是玻璃吗? 提示:有机玻璃是塑料,不是玻璃。
属于线型高分子
化合物。对于 C,结合生活实际,可知车辆内胎均可采用热补法(亦可
以从自行车内胎具有弹性上判断该物质为线型高分子材料)。对于
D,其结构简式为������CH2—CH2������,为线型材料。对于 B,电木插座不
具有弹性,应为体型高分子材料。 答案:B
迁移应用 现有两种高聚物 A、B,A 能溶于氯仿等有机溶剂,B 不溶于任 何溶剂,加热不会变软或熔化,则下列叙述不正确的是( ) A.高聚物 A 可能具有弹性,而高聚物 B 一定没有弹性 B.高聚物 A 一定是线型高分子材料 C.高聚物 A 一定是体型高分子材料 D.高聚物 B 一定是体型高分子材料 解析:A 溶于氯仿等有机溶剂说明一定不是体型高分子,而是线 型高分子;B 不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔化,则一定是体型高 分子材料。 答案:C
2023大学_纤维化学与物理(蔡再生著)课后答案下载

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2023纤维化学与物理（蔡再生著）课后答案下载2023纤维化学与物理（蔡再生著）课后答案下载第一章高分子化学基础第一节高分子化合物的基本概念第二节高分子化合物的命名和分类第三节高分子化合物的基本合成反应第四节聚合方法概述第五节高分子化合物的分子量及其分布习题与思考题参考文献第二章高分子物理基础第一节高分子化合物的'结构层次第二节高分子链的结构第三节高分子化合物的聚集态结构第四节高分子化合物的力学性能第五节高分子化合物熔体的流变特性第六节高分子深液第七节高分子化合物的结构和性能测定方法概述参考文献第三章纺织纤维的基本理化性能第一节纺织纤维与纺织品第二节纺织纤维的物理结构第三节纺织纤维的吸湿性第四节纺织纤维的力学性质第五节纤维的热学性质第六节纤维的燃烧性第七节纤维的电学性质第八节纤维的光学性质习题与思考题参考文献第四章纤维素纤维第一节纤维素纤维的形态结构第二节纤维素的分子链结构和链间结构第三节纤维素纤维的物理性质第四节纤维素纤维的化学性质第五节再生纤维素纤维参考文献第五章蛋白质纤维第一节蛋白质的基础知识第二节羊毛纤维第三节蚕丝纤维第四节其他动物纤维第五节大豆纤维习题与思考题参考文献第六章合成纤维第一节合成纤维的基础知识第二节聚酯纤维第三节聚酰胺纤维第四节聚丙烯腈纤维第五节聚丙烯纤维第六节聚氨酯弹性纤维第七节聚乙烯醇缩醛化纤维第八节聚氯乙烯纤维第九节其他有机纤维第十节碳纤维习题与思考题参考文献纤维化学与物理（蔡再生著）：基本信息点击此处下载纤维化学与物理（蔡再生著）课后答案纤维化学与物理（蔡再生著）：目录出版社: 中国纺织出版社; 第1版 (8月1日)丛书名: 纺织高等教育教材平装: 307页语种：简体中文开本: 16ISBN: 7506430029条形码: 9787506430029商品尺寸: 25.6 x 18.2 x 1.6 cm商品重量: 558 g品牌: 中国纺织出版社ASIN: B0011ASQYU用户评分: 平均4.0 星浏览全部评论 (1 条商品评论)亚马逊热销商品排名: 图书商品里排第3,014,655名 (查看图书商品销售排行榜)第1332位 - 图书科技轻工业、手工业纺织工业、染整工业第23005位 - 图书教材教辅与参考书大中专教材教辅本科数理化第30774位 - 图书教材教辅与参考书大中专教材教辅本科工科。

染整(第一章)

染整(第一章)


* 有规共聚物 (tactic copolymer) ：结构单元完全有规则 的排列。
* 无规共聚物 (random copolymer) ：结构单元排列没有规 则，在分子链上是一种随机分布。 ♦聚合度(degree of polymerization)：聚合物中结构单元的 数量，用DP表示，在分子结构示意式中用小写n表示。
第五章
第五节 毛织物印花 纺织品印花
第六节 合成纤维织物印花 涤沦织物印花 腈纶织物印花 锦纶织物印花 第七节 混纺织物印花 涤纶混纺织物印花 腈纶混纺织物印花 锦纶混纺织物印花 第八节 新颖印花概论 印花泡泡纱 烂花印花 发泡印花 金银粉印花
End
9
第六章
第一节 整理概述 整理目的 整理分类和方法 第二节 棉织物整理 定形、光泽、轧纹整理 绒面、增白整理 手感、树脂整理 第三节 毛织物整理 毛织物湿整理 毛织物干整理 毛织物特种整理
纺织品染整加工的特点： 以化学加工为主的物理与化学加工（现也涉及一些生物 化学）相结合的综合加工。大多为化学加工，且多为湿 加工（chemical processing, wet processing）。
3
序 言(preface)
《纺织品染整工艺学》的主要内容：
第一章：常用纺织纤维的结构和主要性能 第二章：染整用水和表面活性剂 第三章：纺织品前处理 第四章：纺织品的染色 第五章：纺织品印花 第六章：纺织品的一般整理 第七章：纺织品功能整理 第八章：生态纺织品
第一章第一章纺织工业常用纤维的结构和主要化学性能纺织工业常用纤维的结构和主要化学性能第一节第一节纤维素纤维的结构和主要化学性能纤维素纤维的结构和主要化学性能纤维素纤维形态结构纤维素纤维形态结构纤维素纤维超分子结构纤维素纤维超分子结构纤维素纤维化学结构纤维素纤维化学结构第二节第二节蛋白质纤维的结构和主要化学性能蛋白质纤维的结构和主要化学性能蛋白质蛋白质羊毛纤维羊毛纤维蚕丝蚕丝第三节第三节合成纤维的结构和主要化学性能合成纤维的结构和主要化学性能涤纶涤纶锦纶锦纶腈纶腈纶end第二章染整用水和表面活性剂第一节第一节染整用水染整用水水质水质水的软化水的软化第二节第二节表面活性剂表面活性剂表面活性剂基础表面活性剂基础表面活性剂的作用表面活性剂的作用表面活性剂分类表面活性剂分类常用表面活性剂的性能常用表面活性剂的性能end第三章第三章纺织品的前处理纺织品的前处理第一节第一节棉织物的前处理棉织物的前处理原布准备原布准备烧毛烧毛退浆退浆煮练煮练漂白漂白丝光丝光发展发展短流程处理短流程处理第二节第二节苎麻纤维脱胶和织物练苎麻纤维脱胶和织物练苎麻织物练漂苎麻织物练漂苎麻纤维脱胶苎麻纤维脱胶第三节第三节羊毛初加工羊毛初加工炭化炭化第四节第四节丝织物前处理丝织物前处理脱胶脱胶漂白漂白第五节第五节化学纤维及其混纺织物前处化学纤维及其混纺织物前处理理粘胶织物粘胶织物合成纤维织物合成纤维织物混纺和交织织物混纺和交织织物第六节第六节其他织物前处理其他织物前处理绒类织物绒类织物色织物色织物针织物针织物end第四章第四章纺织品的染色纺织品的染色第一节第一节概述概述染料概述染料概述光色拼色和电子计算机光色拼色和电子计算机配色配色染色基本理论染色基本理论染色方法和染色设备染色方法和染色设备第二节第二节直接染料染色直接染料染色第三节第三节活性染料染色活性染料染色第四节第四节还原染料和可溶性还原还原染料和可溶性还原染料染色染料染色第五节第五节不溶性偶氮染料染色不溶性偶氮染料染色第六节第六节硫化染料染色硫化染料染色第七节第七节酸性染料染色酸性染料染色第八节第八节酸性媒介染料染色酸性媒介染料染色第九节第九节酸性含媒染料染色酸性含媒染料染色第十节第十节分散染料染色分散染料染色第十一节第十一节阳离子染料染色阳离子染料染色第十二节第十二节混纺和交织织物混纺和交织织物染色染色概述概述涤棉混纺织物染色涤棉混纺织物染色毛混纺织物染色毛混纺织物染色丝绸类交织物的染色丝绸类交织
第4章粘胶纤维

第4章粘胶纤维


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第四章 粘胶纤维和纤维素纤维
3. 浸渍碱液浓度
由图可见，碱液浓度超 过21％～22％时，粘胶的过 滤性能迅速下降。
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第四章 粘胶纤维和纤维素纤维
第四节 碱纤维素的老成
粉碎后的碱纤维素在恒定的温度下保持一定时间，在空气 中氧化降解，聚合度下降至工艺要求，这一过程称为碱纤维素 的老成或老化。 老成的目的是调节制成粘胶的粘度和最终成品纤维的聚合 度。虽然纤维素在浸渍和磺化等过程会发生部分降解，但仍需 经过专门的老成过程。
1. 压榨
浆粕经浸渍后把多余的碱液压除。压榨度越高，压榨倍数 越小，α-纤维素含量越高。
2. 粉碎
将碱纤维素撕碎的过程，工艺上称为粉碎。碱纤维素粉碎 成细小的微粒，增大了比表面积，有利于提高磺化反应的速度 和均匀性。
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第四章 粘胶纤维和纤维素纤维
三、 碱纤维素生产的方法及设备
连续法制碱纤维素的设备以LR型浸压粉联合机较普遍。
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第四章 粘胶纤维和纤维素纤维
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第四章 粘胶纤维和纤维素纤维
连续式磺化设备：由进料装臵、 磺化反应罐和溶解搅拌装臵构 成。
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第四章 粘胶纤维和纤维素纤维 第六节 粘胶的纺前准备
经过后溶解的粘胶，其凝固能力较低，并含有多种固体杂 质及气泡，故需要进行混合、熟成、过滤和脱泡，以制得具有 良好可纺性能的纺丝粘胶。 一、粘胶的混合
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第四章 粘胶纤维和纤维素纤维
一、碱纤维素的降解机理
纤维素分子中的缩醛键容易被酸水解，但对碱的稳定性较 高。因此，碱纤维素的降解主要是氧化降解。反应类似游离基 的连锁反应，包括链的引发，自催化作用和链的终止三个阶段。
03+第三节+纤维素的物理与物理化学性质

03+第三节+纤维素的物理与物理化学性质


3、棉纤维的吸附等温线
吸湿后纤维发生润胀， 吸湿后纤维发生润胀，但不改变其结晶 结构， 结构，X射线衍射图不发生变化
吸着水只在无定形区，结晶区不吸着水。 吸着水只在无定形区，结晶区不吸着水。
饱和湿份：相对湿度100％ 饱和湿份：相对湿度100％时，纤维所吸着的 100 水量。 水量。
吸附：使纤维素的水分含量增加的过程。 吸附：使纤维素的水分含量增加的过程。 解吸：水分子被释放的过程。 解吸：水分子被释放的过程。 吸附与解吸不是完全可逆的。 吸附与解吸不是完全可逆的。
水的吸着力强，有热量放出，纤维素发生润胀， 水的吸着力强，有热量放出，纤维素发生润胀，对电解 润胀 质溶解力下降
微分吸着热：纤维素吸收1g液态水时所放出的热量。 微分吸着热：纤维素吸收1g液态水时所放出的热量。 1g液态水时所放出的热量 1.2-1.26kJ/mol， 1.2-1.26kJ/mol，与氢键键能相同 ——氢键被破坏所释放出的能量 ——氢键被破坏所释放出的能量
纤维素的羟基的氢原子和氧原子参与eda的相互作用o原子是电子给予体h原子是电子接受体溶剂中的活性剂存在给予体和接受体中心空间位臵适合与oh的o和h原子作用存在一定适合范围的eda相互作用强度使纤维素分子链分开而溶解含水溶剂与非水溶剂比较含水溶剂与非水溶剂比较1含水溶剂溶解纤维素时纤维素必先发生润胀
第四节 纤维素的物理及物理化学性质
电极电位：纤维表面电位对零电位之差。 电极电位：纤维表面电位对零电位之差。 动电电位：吸附层界面对零电位之差,也称Zeta Zeta电 动电电位：吸附层界面对零电位之差,也称Zeta电 位。
等电状态： ② 等电状态： 电解质浓度增大，吸附层内离子增多，扩散层变薄， 电解质浓度增大，吸附层内离子增多，扩散层变薄， Zeta电位下降 加入足够的电解质，Zeta电位为零 电位下降。 电位为零， Zeta电位下降。加入足够的电解质，Zeta电位为零， 扩散层厚度也为0 此时称等电点。 扩散层厚度也为0，此时称等电点。 纸浆越纯， Zeta电位越大 pH增大 Zeta电位 电位越大； 增大， 纸浆越纯， Zeta电位越大；pH增大，Zeta电位 增大；pH为 Zeta电位接近零 电位接近零。 增大；pH为2时，Zeta电位接近零。
生物质结构化学——第三章 纤维素(1)

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
再生纤维素纤维生产及质量控制

再生纤维素纤维生产及质量控制

浆粕在20℃，用17.5%NaOH溶液处理45min，溶解的那部分纤维素（β纤维素：聚合度 50～200；γ纤维素：聚合度＜50） 半纤维素的危害 影响浸渍：半纤维素→溶于碱液→碱液粘度↑→碱液向浆粕内部的扩散↓→浆粕中半 纤维素溶出率↓→碱纤维素质量不匀 延长老成时间：半纤维素平均聚合度＜纤维素平均聚合度→前者链末端基（醛基）潜 在数量↑→醛基易被氧化→消耗反应介质中的氧→碱纤维素老化时间↑ 影响黄化：半纤维素→黄化速度比甲纤快→消耗CS2↑→酯化度↓→黄酸酯溶解↓ 影响粘胶过滤：半纤维素→→碱纤维素酯化度↓→黄酸酯溶解↓→粘胶 过滤↓ →其末端潜在醛基氧化成的羧基与灰分中的金属离子形成粘 性极强的络合物→粘胶过滤↓ 影响纤维物理机械性能：半纤维素→粘胶纤维物理机械性能↓
浆粕→连续式浸渍压榨粉碎联合机→老成鼓→黄化机→溶解机→混合机→过滤机→连续快速脱泡桶
五合机法： 此法将浸渍、粉碎、老成、黄化、初溶解五道工序合在一个机台内完成。经初溶解后的 粘胶直接送后溶解机、混合、过滤、脱泡，此法生产周期短，设备投资少，占地面积小， 劳动条件好，但制得的粘胶质量差，仅用于普通粘胶短纤维生产。其生产工艺流程如下： 浆粕→五合机→后溶解机→混合机→过滤机→脱泡桶
三、碱纤维素的制备
浆粕的浸渍（碱化）+碱纤维素的压榨+碱纤维素的粉碎
（一）浸渍（碱化） 浸渍（碱化）
浆粕在18%左右的烧碱溶液中，纤维素与烧碱作用，生成碱纤维素；同时浆粕膨胀，使浆 粕中的半纤维素和其它杂质溶出，这个过程称为浸渍，又称碱化。
1．浸渍的目的
纤维素与烧碱作用，生成碱纤维素； 使浆粕中的半纤维素和其它杂质溶出； 纤维素大分子间的氢键受到破坏，使纤维素的反应性能提高； 碱化后的纤维素能与CS2作用生成纤维素黄酸酯钠盐制取粘胶溶液；
第四节纤维素的化学性质

第四节纤维素的化学性质

第四节纤维素的化学性质纤维素是自然界中存在的一种主要的生物大分子，主要由葡萄糖分子组成，是植物细胞壁的主要成分之一。

它在生命科学、化学、材料科学等领域都有着广泛的应用。

其化学性质的研究可以为纤维素的生产和应用提供重要的理论依据和技术支持。

1. 纤维素的化学构成纤维素是一种高分子化合物，由多个葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键相连形成。

葡萄糖分子的空间排列方式决定了纤维素的各种性质。

葡萄糖分子中的羟基 (-OH) 可以被乙酰化，形成纤维素的乙酰基。

纤维素的结构中还存在少量的杂质，如木质素和半纤维素等，它们也对纤维素的物理和化学性质产生影响。

因此，在纤维素的研究中，除了对纤维素本身的性质进行研究外，还需要对其杂质的含量和性质进行分析和控制。

2. 纤维素的物理性质（1）纤维素的外观纤维素一般呈白色或米黄色粉末状，无味无臭，不溶于水和大部分有机溶剂，在浓硝酸中能溶解。

（2）纤维素的溶解性能由于纤维素的空间结构较为复杂，其溶解性能不佳。

纤维素在温和条件下只能在少量的有机溶剂中溶解，如 N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)、N,N-二甲基乙酰胺 (DMAc) 等，也可在浓硝酸中溶解。

此外，纤维素的溶解性还与其结构和杂质的含量有关。

（3）纤维素的分子量纤维素的分子量较大，一般在数万到数百万之间。

分子量越大，其物理特性就越好，如强度、耐水化性、热稳定性等也更高。

分子量的高低也会影响纤维素的应用，例如在纤维素的医药领域中，低分子量的纤维素更具有生物相容性，适于制备口服药物。

（4）纤维素的热性质纤维素有较好的热稳定性，可在200℃ 以上的高温下稳定存在。

纤维素在高温下也可脱水分解，产生热解产物，如木质素和多糖等。

3. 纤维素的化学性质（1）纤维素的乙酰化反应纤维素中的羟基可被乙酰化，形成乙酰纤维素，可用作各种工业化学品和生物材料的原料。

乙酰化反应的原料为醋酸酐，反应条件为常温下在无水的有机溶剂中进行。

对于纤维素基质杂质较多的原料，在乙酰化反应前需要进行纤维素的纯化或富化操作。

人教版选修一第三章第四节塑料、合成纤维、合成橡胶教案

第三章第四节《塑料、纤维和橡胶》教案（人教版选修1）教案2、纤维（1）天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝、麻等（2）合成纤维：如腈纶(人造羊毛) 、锦纶(尼龙)、维纶、氯纶、涤纶(的确良)和丙纶等“六大纶”（3）合成纤维原料：石油、天然气、煤等3、橡胶(1) 天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯：（2）合成橡胶：通用橡胶和特种橡胶(3) 硫化橡胶：具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等。

二、复合材料教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动[投影][引入]你能找出有那些物品是合成材料吗？[板书] 第四节塑料、纤维和橡胶一、合成材料[讲]日常生活中我们接触到的塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等都是合成高分子材料，简称合成材料。

随着社会的发展和科技的进步，合成材料的运用越来越广泛，它们在社会生活中起了越来越重要的作用。

可以说人工合成材料的出现是材料史上的一次飞跃，推动人类社会的进步。

今天，我们将来学习合成材料的三大主要成员：塑料、合成纤维、合成橡胶。

[板书]1、塑料(plastic)1、塑料(plastic)（1）成分：主要成分和添加剂，合成树脂、增塑剂、防老化剂[ 投影][板书]（2）制备：聚合反应[ 投影][板书]（3）分类：①热塑性：有机高分子化合物（如聚乙稀）受热熔化成流动的液体，冷却后成固体，这种现象叫热塑性。

[ 投影][板书]②热固性：有些有机高分子化合物加工成型后受热不会熔化，这种现象叫热固性。

如酚醛塑料。

[板书]③线型结构和体型结构[问]教师用力拉一下食品袋或橡皮筋，然后放松，问学生观察到什么现象？（弹性），又问为什么会具有弹性呢？在高分子化合物的结构中原子间、链节间是以共价键结合。

淀粉、纤维素是C—C、C—O单键，蛋白质是C—C，C—N单键，聚乙烯是C—C单键，这些键可以自由旋转，所以高分子是蜷曲的长链，弹性就可以证明了这一点，小分子短就不会具备这种性质。

[问]长链分子又怎样组成物质的呢？橡皮筋和硬橡皮的区别？[讲]①线型结构（直链或带支链），如淀粉、纤维素、聚乙烯等。

1.纤维的种类、特性、性能

纤维的种类、特性、性能第一节纤维的种类 (3)一、天然纤维 (3)1、植物纤维 (3)2、动物纤维 (3)二、化学纤维 (3)1、人造纤维 (4)A 黏胶纤维 (4)B 醋酸纤维 (4)C 铜氨纤维 (5)2 合成纤维 (5)A 聚酯纤维 (5)B 聚酰胺纤维 (5)C 聚乙烯醇纤维 (6)D 聚丙烯纤维 (6)E 聚丙烯腈纤维 (6)F 聚氯乙烯纤维 (6)第二节织物纤维特性 (7)一，棉纤维 (7)二麻纤维 (7)三丝纤维 (8)四毛纤维 (9)五黏胶纤维 (10)六醋酸纤维《醋纤，醋酸人造丝》 (11)七铜氨纤维《铜氨纤》 (11)八、莫黛尔 (12)九、天丝（TENCEL） (12)十、聚酰胺纤维《锦纶》 (12)十一、聚丙烯腈纤维《腈纶》 (13)十二、聚乙烯醇纤维《维纶》 (14)十三、聚氯乙烯纤维《氯纶》 (14)十四、聚酯纤维（涤纶） (14)十五、聚丙烯纤维（丙纶） (15)十六、氨纶 (16)第三节纤维性能比较 (17)一、耐磨性 (17)二、耐热性 (17)三、耐碱性 (18)四、耐酸性 (18)五、抗氧化性 (19)六、抗还原性 (19)七、燃烧性 (19)八、溶解性 (20)第四节纤维的常用鉴别方法 (21)一、纺织纤维的分类 (21)二、鉴别纤维的常见方法 (22)1、手感目测法： (22)2、燃烧法： (22)3、其他方法： (23)第一节纤维的种类、天然纤维天然纤维是自然界存在的，可以直接取得的纤维。

根据其来源可以分为植物纤维和动物纤维两类。

1、植物纤维植物纤维是由植物的种籽、果实、茎、叶等处得到的纤维，根据其来源天然纤维素纤维。

从植物籽得到的纤维如棉、木棉等，从植物韧皮得到的纤维如苎（zhu）麻、亚麻、黄麻、罗布麻等；从植物叶上得到的纤维如剑麻、蕉麻等。

植物纤维的主要化学成分是纤维素，故也称纤维素纤维。

2、动物纤维动物纤维是由动物的毛或昆虫的腺分泌物中得到的纤维。

纤维素纤维


二、 吸湿和溶胀 纤维中水分的含量通常是采用吸湿率或回 潮率以及含水率这两项指标表示的。
实验发现
棉和粘胶纤维都是纤维 素纤维，但两者的吸湿 率是不同的。
粘胶纤维与棉纤维的吸湿比
相 对 湿 度（%） 5 20 40 60 80
吸湿比
1.99
2.13 2.08 2.03
1.98
§.纤维由于吸湿而发生的溶胀现 象基本上是可逆的。 §.溶胀只发生在纤维无定形部分， 而结晶部分不发生溶胀。
综上所述纤维素对酸的作用，一般是比较敏 感的，有关的影响因素说明如下：
(1)温度：在20～100℃的范围内，酸的浓度恒定， 温度每提高10℃纤维素水解速度可增加2～3倍； (2)浓度：当酸的浓度在3M以下时，纤维素水解 速率与酸的浓度几乎成正比。当酸浓度大于3M时， 纤维素水解速率比酸浓度增大的速率快； (3)时间：在其它条件相同的情况下，纤维素水 解程度与时间成正比。
当碱液浓度达到一定程度后，若此时水 已全部以水化状态存在，继续提高碱液浓度， 对每一钠离子来说，能结合到的水分子数量 有减少的倾向，也就是使钠离子的水化层变 薄，因而纤维溶胀反而减小。 例如在碱液中加有盐如NaCl，它将与 结合在纤维素上的金属离子争夺水分，也 有使纤维溶胀减小的作用。
◆纤维素大分子中含有许多羟基，可形成氢键。
棉、麻等的纤维素的聚合度(n)比较大，约在 10000左右，而粘胶纤维素则较低，约为250～500左右。
§4.3 纤维素的聚集态结构
1.电子显微镜的研究 用扫描电镜可直接 观察到棉纤维中的原 纤组织，如图3—9所 示。
在扫描电镜 中观察到的 棉纤维原纤 组织
一、纤维的应力-应变曲线 纺织品在服用过程中，要受到多种机 械力的作用。

化学纤维PPT课件

性好
D、光学性质 耐光性好，仅次于腈纶
E、耐酸不耐强碱，不霉不蛀 F、密度： 1.38 g/cm3
2、锦纶
（1）结构
分子式：H [ NH（CH2）5CO] n OH 锦纶6
H [ NH（CH2）6NHCO（CH2）4 CO] n OH 锦纶66
特征基团： 有极性集团-CONH-；-NH2；-COOH；
以配成纺丝溶液，将纺丝液从喷丝孔中压出后射 入凝固浴中凝固成条。
湿法纺丝：试剂固化（腈纶、氯纶、粘胶） 干法纺丝：热空气固化（维纶、醋酯）
2.熔体法纺丝：高温熔化成熔体后从喷丝孔 喷出, 用空气或水固化。
有色纺丝或原液纺丝：纺丝液+色母粒
（三）后加工
1.集束：将几个喷丝头喷出的丝束以均匀的张力集合 成规定粗细的大股丝束，以便于以后加工
D、耐光性差 E、耐碱不耐酸 F、密度较小：1.14 g/cm3
3、腈纶
第一单体：丙烯腈（超过85%）
第二单体：丙烯酸甲酯、甲醛丙烯酸甲酯、 醋酸乙烯酯等，改善纤维的脆性，增加弹性、 柔软性，同时还有利于染料分子进入。
第三单体：引入一定量带有酸性或碱性亲 染料的基团 改善纤维的染色性
（1）结构
准结晶结构
⑷耐磨性差
粘胶皮芯结构
⑸尺寸稳定性差
五、铜氨纤维（Cuprammonium rayon） 1.原料：木材、甘蔗渣、芦苇、棉短绒（主要）
溶在氢氧化铜或碱性铜盐溶液中 2.结构与性能： ⑴圆型截面、全皮层、不完全透明 ⑵柔软（比粘胶好），光泽柔和（圆截面） ⑶吸湿接近粘胶 ⑷染色好 ⑸湿强高于粘胶 ⑹工艺复杂（比粘胶
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2.合成纤维：
用煤、石油、天然气、农副 产品等低分子化合物, 经人工合成 与机械加工而制得的纤维(涤纶、 丙纶等）
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2、纤维素的交联
交联：聚合物在光、热、交联剂的作用下，分子 链间形成共价键，产生凝胶或不溶物的过程。 交联反应一般通过醚化或酯化反应进行。

1）形成醚的交联反应 ① 与醛类交联反应－甲醛 其它醛类：乙二醛、脂肪二醛 ② 与N－羟甲基化合物的交联反应
交联剂：三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂
③ 含环氧荃或环氮基（亚胺环）化合物开环交联反应 交联剂：环氧氯位阻小，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C2OH反应
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。
OH的酸性和离解倾向： C2-OH > C3-OH > C6-OH
1、碱性水解
苷键部分断裂，产生新的还原性末端基，聚合度和纤维强度 下降。水解程度与蒸煮温度、时间、用碱量有很大关系。
2、剥皮反应

定义：指在碱性条件下，纤维素具有还原性的末端 基一个个掉下来使纤维素大分子逐步降解的过程。 反应历程：
单根纤维素分子链上大约要损失50个葡萄糖单元，直至纤 维素末端转化成偏变糖酸的稳定结构 而终止反应。
七、纤维素的酯化反应
纤维素与有机酸或无机酸反应可生成酯衍生物。 无机酸酯：硝酸、磷酸、硫酸； 有机酸酯：有机酸、酸酐、酰基氯； 高氯酸和氢卤酸不能直接酯化纤维素。甲酸可获得 高取代度的酯。 酯类代表物有：磺酸酯、醋酸酯、硝酸酯。

八、纤维素的醚化反应

纤维素醇羟基与烷基卤化物或其他醚化剂在碱性条 件下生成相应的纤维素醚。 广泛用于油田、涂料、化工、医药、食品、造纸、 建筑等工业
1）游离基聚合 ① 铈离子的直接氧化作用 四价铈离子使纤维素产生游离基。游离基引发 反应发生在葡萄糖基环的C2、C3位。
接枝单体：氯乙烯、丙烯氰、丙烯酰胺、甲基丙烯 酸甲酯
② Fentons试剂法： Fentons试剂为氧化还原系统 H2O2＋Fe2+→Fe3+ + OH- + HO• HO•＋Cell-OH →Cell-O• + H2O Cell-O• + M → 接枝共聚
消除反应的结果，产生各种分解产物，形成一系列 有机酸、末端羧酸或非末端羧酸；进一步氧化，生 成乙醛酸、甘油酸、草酸等。
六、纤维素的酶水解降解

定义：通过纤维素酶的作用，使纤维素大分子链上 的1－4－β－苷键断裂，导致聚合度下降的现象。 用途： 水解工业：水解选择性强，条件温和，清洁的水 解方法。 理论研究：制备纤维素酶解木素，纯度、得率高。
3、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。
纤维素取代度最大值为3。
二、纤维素的多相反应与均相反应
1、多相反应的主要特点：
为什么会发生多相反应？ 纤维素难溶性：难溶于常用溶剂，悬浮在反应介质中 哪些因素影响了多相反应的均匀进行？ ① 纤维素本身的超分子结构：结晶区和无定形区反应性差异 ② 纤维素大分子间氢键的作用：多相反应只能发生在纤维 素表面 解决的办法： 对纤维素进行溶胀或活化处理，如在反应介质中加入 一些溶剂，使纤维素溶胀

1、纤维素的选择性氧化
某些氧化剂使纤维素发生特定位置和形式的氧化
① 对2，3-邻羟基的氧化
② 对伯醇羟基的氧化
2、纤维素的非选择性氧化
β－烷氧基消除反应：
纤维素受到氯、氧碱、次氯酸盐、氧漂处理后，在C2、C3、C6 位形成羰基，产生β－烷氧基羰基结构，促使糖苷键在碱性溶 液中的断裂，降低了聚合度，并易于老化返黄。
接枝单体M：丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等
③ 辐射法

用紫外线或高能辐射（如γ射线）引发纤维素及其 衍生物产生游离基，然后与单体聚合： Cell—OH →CellO• + H+ CellO• + M → 接枝共聚物
hγ
2）离子型接枝共聚

纤维素先用碱处理产生离子，然后与丙烯氰、甲 基丙烯酸甲酯、甲基丙烯氢等发生接枝共聚。
第四节 纤维素的化学性质
纤维素的化学反应性能
纤维素大分子链的断裂－纤维素的降解反应 （酸性降解、碱性降解、氧化降解、生物降解等） 与羟基相关的化学反应 （酯化反应、醚化反应、接枝共聚与交连等）
一、纤维素的可及度与反应性 1、纤维素的可及度
反应试剂抵达纤维素羟基的难易程度。 大部分试剂只能到达纤维素的无定形区，不能进 入结晶区 无定形区比例越大，可及度越高 溶胀剂也影响到可及度


4、酸水解纤维素性质变化




1、DP降为200左右，成粉末状； 2、吸湿能力改变，先下降后上升； 3、碱溶能力增加， 4、还原性增强； 5、机械强度下降。
四、纤维素的碱性降解
糖苷键是一种缩醛结构，对酸不稳定，一 般对碱比较稳定，高温条件下也会发生碱 性降解反应。
碱性降解反应包括碱性水解和剥皮反应。

九、纤维素的接枝和交联
通过纤维素羟基对纤维素进行改性。改性后， 纤维素大分子上羟基减少，合成高分子的支链 增加，物理性质和化学性质有很大改变。 如： 吸湿性下降、耐磨性增加、湿强度增加、形稳 性增加、挺度和不透明度增加。 改性方法有接枝共聚和交联反应。

1、接枝共聚

接枝共聚是指在聚合物的主链单体A上，接上另一种 单体B，B的比例虽小，但对聚合物的性能有很大改进。 接枝方法有游离基引发接枝和离子引发接枝。
2）形成酯的交联反应

纤维素与酸酐（邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐）、 邻二羧酸酰氯等等形成二酯形式的交联。
1、纤维素的酸水解反应机理：
① 纤维素上糖苷氧原子迅速质子化
② 糖苷键上正电荷转移到C1上，形成碳正离子， 糖苷键断裂 ③ 水分子攻击碳正离子，得到游离糖残基，形 成水合氢离子
2、浓酸水解：
纤维素酸水解包括浓酸水解和稀酸水解两种。 用浓硫酸或浓盐酸进行水解，过程为先润胀、溶 解再降解。水解以均匀的速度进行，速度快，反 应简单，反应产物是D-葡萄糖。 均相酸水解

浓酸水解过程伴随着葡萄糖的回聚作用，生成二聚体，三聚体 水解末期稀释溶液，加热，促进回聚的低聚糖水解。
3、稀酸水解：

多相酸水解 酸液 → 无定形区 快 → 进入结晶区表面 慢

反应在二相中进行，水解开始时速度快，最终 趋于恒定值直至终止。多用来制备水解纤维素 和胶体微晶纤维素。

纤维素多相水解所得残渣为水解纤维素，所得溶 液为低聚糖和单糖溶液。在高温作用下，降解后 的单糖分解，成为有机酸，使得溶液显酸性。 多相酸水解主要发生在酸性亚硫酸盐法制浆及 漂白过程中的氯化段。 多相酸水解使得蒸煮后期DP下降过多，导致纸 浆机械强度和得率下降。
2、纤维素的反应性：
纤维素大分子基环上伯、仲羟基的反应能力。
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 纤维素纤维超分子结构差异的影响：
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。
在剥皮反应发生的同时也发生着终止反应。 剥皮反应速度要大于终止反应。 剥皮反应脱下的单糖基最终转化为稳定的异变糖酸。 终止反应最终使分子链的末端基转化为稳定的偏变糖 酸结构。

五、纤维素的氧化降解

定义：纤维素受氧化剂作用，使游离羟基及还原 性末端基被氧化为醛基、酮基及羧基，使功能基 改变。
2、均相反应的主要特点：
纤维素溶解于溶剂中，分子间和分子内氢键均断裂，反 应性能提高，有利于取代基的均匀分布 OH的反应性能：C6-OH > C2-OH > C3-OH
三、纤维素的酸水解降解

定义：指纤维素其相邻两葡萄糖单体间的碳原子 和氧原子形成的苷键被酸所裂断，纤维素聚合度 下降， 还原能力提高。
随着纤维素羟基的氧化，聚合度也下降。
氧化产物方式： 选择性氧化和非选择性氧化
纤维素的氧化产物称为氧化纤维素。
还原性氧化纤维素：具有羰基结构的纤维素。 酸性氧化纤维素：具有羧基结构的纤维素。

两种氧化纤维素的共同点： 糖苷键对碱不稳定，在碱中溶解度增加 聚合度和强度降低

两种氧化纤维素的区别： 二者对碱的稳定性不同，前者极不稳定，遇碱即转 化为酸性纤维素。 氧化性纤维素具有离子交换性质