高分子纤维素课件.ppt

纤维素纤维素 纤维素定义纤维素定义 纤维素是葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而形成的葡聚糖通式为（C6H10O5）n 纤维素通常含数千个葡萄糖单位，是植物细胞壁的主要成分木材约一半是纤维素；棉花是自然界中较纯粹的纤维素(92-95%)，脱脂棉和无灰滤纸是纯粹的纤 维素含有几千个葡萄糖单元，分子量几十万纤维素存在于一切植物中是构成植物细胞壁的基础物质　　其中：　　　　棉花含纤维素92％~95％；　　　　 亚麻含纤维素约80％；　　　　 木材含纤维素约50％棉棉花花树树棉花花苞棉花花苞棉花棉花亚亚麻麻麻麻麻丝麻丝桉桉树树桉桉树树木木材材竹子竹子纤维素的物理性质纤维素的物理性质 常温下，纤维素既不溶于水，又不溶于一般的有机溶剂，如酒精、乙醚、丙酮、苯等它也不溶于稀碱溶液中因此，在常温下，它是比较稳定的，这是因为纤维素分子之间存在氢键 纤维素纤维素的的化学性质化学性质 纤维素的水解 在一定条件下，纤维素与水发生反应反应时氧桥断裂，同时水分子加入，纤维素由长链分子变成短链分子，直至氧桥全部断裂，变成葡萄糖。

(C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 纤维素 葡萄糖催化剂催化剂( (酸酸) )酯化反应 纤维素分子由几千个单糖单元构成，其中，每个单糖单元中含三个醇羟基，因此，能显示出醇的性质发生酯化反应，生成酯如：与硝酸反应，生成纤维素硝酸酯（俗名：硝酸纤维）、与乙酸反应，生成纤维素乙酸酯（俗名：醋酸纤维）纤维素与硝酸反应（（C6H7O2））O—NO2O—NO2O—NO2n（（C6H7O2）） OHOHOHn3n HNO3浓硫酸浓硫酸3nH2O＋＋＋＋纤维素硝酸酯或纤维素三硝酸酯纤维素硝酸酯或纤维素三硝酸酯（硝酸纤维）（硝酸纤维）纤维素与乙酸反应纤维素与乙酸反应[(C6H7O2)(OH)3]n + 3nCH3COOH[(C6H7O2)(O-COCH3)3]n + 3nH2O浓硫酸硫酸 醋酸醋酸纤维纤维素的氧化纤维素的氧化 纤维素与强氧化剂发生化学反应，生成一系列与原来纤维素结构不同的物质，称为氧化纤维。

纤维素与淀粉的简要比较纤维素与淀粉的简要比较 淀粉是与纤维素一样同是葡萄糖 的高聚体，通式也为（C6H10O5）n 淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类淀粉是植物体中贮存的养分，贮存在种子和块茎中，各类植物中的淀粉含量都较高淀粉、纤维素的结构和物理性质比较淀粉、纤维素的结构和物理性质比较 淀粉 纤维素（（C6H10O5））n （（C6H10O5））nn值由几百—几千 几千个葡萄糖单元 葡萄糖单元 白色无气味无味道 白色无气味无味道不溶于冷水，热水糊化 不溶于水也不溶于 一般有机溶剂十几万→几十万 几十万→几百万1不是同分异构体 2不是同系物 3均属天然高分子化合物相对分子量相互关系物理性质通 式结 构淀粉、纤维素的化学性质比较淀粉、纤维素的化学性质比较结构特征化学性质用途用途淀粉 纤维素 无醛基 每个单元中有三个羟基无醛基每个单元中有三个羟基 1遇碘单质呈蓝色2无还原性3能水解成葡萄糖 1无还原性2能水解成葡萄糖（比淀粉难）3酯化反应 食用制葡萄糖和酒精 制硝酸纤维醋酸纤维粘胶纤维造纸 纤维素的制法纤维素的制法实验室制法实验室制法 先用水、有机溶剂处理植物原料，再用氯、亚氯酸盐、二氧化氯、过乙酸去除其中所含的木素，得到纤维素和半纤维素，然后采用各种方法除去半纤维素 ，制得纯纤维素。

工业制法工业制法 用亚硫酸盐溶液或碱溶液蒸煮植物原料，除去木素，然后经过漂白进一步除去残留木素，所得漂白浆可用于造纸膳食纤维膳食纤维 膳食纤维是一种不被消化吸收的物质，过去认为是“废物”，现在认为它在保障人类健康，延长生命方面有着重要作用因此，称它为第七种营养素人类膳食中的纤维素主要含于蔬菜和粗加工的谷类中，虽然不能被消化吸收，但有促进肠道蠕动，利于粪便排出等功能膳食纤维的作用膳食纤维的作用•治疗糖尿病•预防和治疗冠心病 •降压作用•抗癌作用•减肥治疗肥胖症•治疗便秘•清除外源有害物质（1）. 制造纤维素硝酸酯（硝酸纤维）根据 含N 量分为火棉（含N量较高，用于制造无烟 火药）、胶棉（含N量较低，用于制赛璐珞和喷 漆）(2). 制造纤维素乙酸酯（醋酸纤维），不易 着火，用于制胶片(3). 制造黏胶纤维（NaOH、CS2处理后所得，其中的长纤维称人造丝，短纤维称人造棉）纤维素的用途纤维素的用途纯棉上衣纯棉上衣麻麻布布法法国国棉棉麻麻(4). 棉麻纤维大量用于纺织工业(5). 木材、稻草、麦秸、蔗渣等用于造纸(6). 食物中的纤维素有利于人的消化。

多聚合纤维素多聚合纤维素 大连医科大学第一临床学院与中国科学院大连化学物理研究所，历经多年合作完成的“多聚合纤维素预防组织粘连的基础与临床应用研究”研制成功一种可用来预防创作与手术后组织粘连的高科技新材料--多聚合纤维素，并在基础实验和临床应用研究中证明它具有良好的粘连效果木质素纤维木质素纤维 木材经过化学处理得到的有机纤维，外观为棉絮状，呈白色或灰白色由于处理温度高达250℃以上，在通常条件下是化学上非常稳定的物质，不为一般的溶剂、酸、碱腐蚀，具有无毒、无味、无污染、无放射性的优良品质，不影响环境，对人体无害，属绿色环保产品纤维微观结构是带状弯曲的，凹凸不平的，多孔的，交叉处是扁平的，有良好的韧性、分散性和化学稳定性，吸水能力强，有非常优秀的增稠抗裂性能 广泛用于沥青道路、混凝土、砂浆、石膏制品、木浆海棉等领域，对防止涂层开裂、提高保水性、提高生产的稳定性和施工的合宜性、增加强度、增强对表面的附着力等有良好的效果其技术作用主要是：触变、防护、吸收、载体和填充剂  F1方程式赛车道；高温多雨地区路面、停车场；高速公路与城市快速路、干线道路的抗滑表层;桥面铺装。

特别是钢桥面铺装；高寒地区、防止温缩裂缝；城市道路的公交车专用道;公路重交通路段、重载以及超载车多的路段；城市道路的交叉口、公共汽车站、货场、港口码头建筑级纤维素建筑级纤维素 建筑级纤维素醚是碱纤维素与醚化剂在一定条件下反应生成一系列产物的总称碱纤维素被不同的醚化剂取代而得到不同的纤维素醚•甲基纤维素（甲基纤维素（MC））•羟丙基甲基纤维素（羟丙基甲基纤维素（HPMC））•羟乙基纤维素（羟乙基纤维素（HEC））•羧甲基纤维素（羧甲基纤维素（CMC）） 甲基纤维素白色或类白色纤维状或颗粒状粉末；无臭，无味本品在水中溶胀成澄清或微浑浊的胶体溶液；在无水乙醇、氯仿或乙醚中不溶将精制棉经碱处理后，以氯化甲烷作为醚化剂，经过一系列反应而制成纤维素醚一般取代度为1.6~2.0，取代度不同溶解性也有不同属于非离子型纤维素醚 广泛用于建筑施工、建材、分散性涂料、壁纸糊料，聚合助剂，除漆剂、皮革、油墨、造纸等分别用作增稠剂、粘接剂、保水剂、成膜剂、赋形剂等如在建材上用作粘合剂、增稠剂和保水剂，在涂料工业上用作成膜剂和增稠剂，另外在石油钻探和日用化工等领域应用也较为广泛。

•甲基纤维素（甲基纤维素（MC））•羟丙基甲基纤维素（羟丙基甲基纤维素（HPMC））•羟乙基纤维素（羟乙基纤维素（HEC））•羧甲基纤维素（羧甲基纤维素（CMC）） 羟丙基甲基纤维素为非离子型纤维素醚，外观为白色的粉末，无嗅无味是由精制棉经碱化处理后，用环氧丙烷和氯甲烷作为醚化剂，通过一系列反应而制成的非离子型纤维素混合醚取代度一般为1.2~2.0其性质受甲氧基含量和羟丙基含量的比例不同，而有差别 1.建筑业：作为水泥砂浆的保水剂、缓凝剂使砂浆具有泵送性在抹灰浆、石膏料、腻子粉或其他的建材 作为黏合剂，提高涂抹性和延长可操作时间 用作粘贴瓷砖、大理石、塑料装饰，粘贴增强剂，还可以减少水泥用量 HPMC的保水性能使浆料在涂抹后不会因干得太快而龟裂，增强硬化后强度 2.陶瓷制造业：在陶瓷产品制造中广泛用作黏合剂 3.涂料业：在涂料业作为增稠剂、分散剂和稳定剂，在水或有机溶剂中都具有良好相溶性作为脱漆剂 4.油墨印刷：在油墨业作为增稠剂、分散剂和稳定剂，在水或有机溶剂中都具有良好相溶性 5.塑料：作成形脱模剂、软化剂、润滑剂等 6.聚氯乙烯：聚氯乙烯生产中做分散剂，系悬浮聚合制备PVC的主要助剂。

7.其它：本品还广泛用于皮革、纸制品业、果蔬保鲜和纺织业等 8.医药行业：包衣材料；膜材；缓释制剂的控速聚合物材料；稳定剂；助悬剂；片剂黏合剂；增黏剂•甲基纤维素（甲基纤维素（MC））•羟丙基甲基纤维素（羟丙基甲基纤维素（HPMC））•羟乙基纤维素（羟乙基纤维素（HEC））•羧甲基纤维素（羧甲基纤维素（CMC）） 羟乙基纤维素(HEC) 是一种白色或淡黄色,无味、无毒的纤维状或粉末状固体,由精制棉经碱处理后，在丙酮的存在下，用环氧乙烷作醚化剂进行反应而制成其取代度一般为1.5~2.0具有较强的亲水性，易于吸潮 一般用作增稠剂、保护剂、粘合剂、稳定剂以及制备乳剂、冻胶、软膏、洗剂、清眼剂、栓剂和片剂的添加剂,亦用作亲水凝胶、骨架材料、制备骨架型缓释制剂,还可用于食品方面作稳定剂等作用•甲基纤维素（甲基纤维素（MC））•羟丙基甲基纤维素（羟丙基甲基纤维素（HPMC））•羟乙基纤维素（羟乙基纤维素（HEC））•羧甲基纤维素（羧甲基纤维素（CMC）） 羧甲基纤维素外观为白色或微黄色絮状纤维粉末或白色粉末，无嗅无味，无毒；易溶于冷水或热水，形成具有一定粘度的透明溶液。

由天然纤维（棉、等）经过碱处理后，用一氯醋酸钠作为醚化剂，经过一系列反应处理而制成离子型纤维素醚其取代度一般为0.4~1.4，其性能受取代度影响较大 1、 用于石油、天然气的钻探、掘井等工程 2、 用于纺织、印染工业 纺织行业将CMC作为上浆剂，用于棉、丝毛、化学纤维、混纺等强物的轻纱上浆； 3、 用于造纸工业 CMC在造纸工业中可作纸面平滑剂、施胶剂在纸浆中加入0.1%～0.3%的CMC能使纸张增强抗张力40%～50%，抗压破裂度增加50%，揉性增大4～5倍4、 CMC加入合成洗涤剂中可作为污垢吸附剂；日用化学如牙膏工业CMC的甘油水溶液用作牙膏的胶基；医药工业用作增稠剂和乳化剂；CMC水溶液增粘后用作浮游选矿等5、 用于陶瓷工业中可做毛坯的胶粘剂、可塑剂、釉药的悬浮剂、固色剂等6、 用于建筑，提高保水性和强度7、 用于食品工业，食品工业采用高置换度CMC作冰淇淋、罐头、速煮面的增稠剂、啤酒的泡沫稳定剂等，在加工果酱、糖汁、果子露、点心、冰淇淋饮料等做为增稠剂、粘结剂或因形剂8、制药业选用适当黏度CMC作片剂的黏合剂、崩解剂，混悬剂的助悬剂等 纤维素未来发展方向纤维素未来发展方向由于膳食纤维对人体健康有着重要的作用，所以纤维素可向医药方向发展。

环保将是永恒不变的热点，纤维素是比较绿色的天然材料，可以用作环保材料的制造然而在纤维素传统的用途上则可以不断优化，提高传统纤维素制品的质量与性能The end。