盛予纤维素纤维的结构和化学性质

关于纤维素纤维包括天然纤维素纤维和再生纤维素纤维两类。天然纤维素纤维主要有棉纤维和麻纤维,再生纤维素纤维包括普通黏胶纤维、富强纤维、铜氨纤维、醋酯纤维,以及近年来出现的 Modal纤维和 Lyocell维等。

盛予纤维素纤维的结构和化学性质

(一)纤维素纤维的结构

1.纤维素纤维的化学结构

纤维素大分子是由β-D-葡萄糖残基彼此以1,4-苷键联结而成的。纤维素的分子式为(C6H10O3)n,结构式如下:

每个相邻葡萄糖残基扭转180°,每隔两环有周期性重复。因此,两环为一基本链节,大分子的链节数为(n-2)/2,n为葡萄糖残基数,即纤维素的聚合度。棉和麻的聚合度高达10000~15000,黏胶纤维的聚合度为250-500。

纤维素大分子的两个末端葡萄糖残基,其一端有四个自由羟基,另一端有三个自由羟基和一个半缩醛羟基(称为潜在羟基),半缩醛羟基可显示醛基性质,见下式:

纤维素大分子的分子结构式

因此,纤维素大分子具有还原性,但大分子链较长,羟基还原性不明显。随着纤维素大分子的降解,分子量变小,半缩醛羟基增多,还原性还会增强。因此可利用纤维素中醛基含量的变化来测定其经酸处理后平均聚合度的变化。

纤维素大分子链中间每环上有三个自由羟基,其中两个为仲羟基(C2、C3),一个为伯羟基(C6),它们具有一般醇羟基的性质,能起酶化、醚化等反应,活泼性以伯羟基较强,纤维素大分子链中的苷键对碱的稳定性较高,在酸中易发生水解,使大分子链聚合度降低,大分子间作用力减弱,纤维强度降低。