纤维素的结晶度名词解释
纤维素的结构及性质
一.结构纤维素是一种重要的多糖，它是植物细胞支撑物质的材料,是自然界最非丰富的生物质资源。
在我们的提取对象－农作物秸秆中的含量达到450－460g/kg。
纤维素的结构确定为β-D-葡萄糖单元经β－（1→4）苷键连接而成的直链多聚体，其结构中没有分支。
纤维素的化学式：C6H10O5化学结构的实验分子式为（C6H10O5）n早在20世纪20年代，就证明了纤维素由纯的脱水D-葡萄糖的重复单元所组成，也已证明重复单元是纤维二糖。
纤维素中碳、氢、氧三种元素的比例是：碳含量为44.44％，氢含量为6.17％，氧含量为49.39％。
一般认为纤维素分子约由8000～12000个左右的葡萄糖残基所构成。
O OOOOOOOO1→4）苷键β-D-葡萄糖纤维素分子的部分结构（碳上所连羟基和氢省略）二．天然纤维素的原料的特征做为陆生植物的骨架材料，亿万年的长期历史进化使植物纤维具有非常强的自我保护功能。
其三类主要成分－纤维素、半纤维素和木质素本身均为具有复杂空间结构的高分子化合物，它们相互结合形成复杂的超分子化合物，并进一步形成各种各样的植物细胞壁结构。
纤维素分子规则排列、聚集成束，由此决定了细胞壁的构架，在纤丝构架之间充满了半纤维素和木质素。
天然纤维素被有效利用的最大障碍是它被难以降解的木质素所包被。
纤维素和半纤维素或木质素分子之间的结合主要依赖于氢键，半纤维素和木质素之间除了氢键外还存在着化学健的结合，致使半纤维素和木质素之间的化学健结合主要在半纤维素分子支链上的半乳糖基和阿拉伯糖基与木质素之间。
表：植物细胞壁中纤维素、半纤维素、和木质素的结构和化学组成项目纤维素木质素半纤维素结构单元吡喃型D－葡萄糖基G、S、H D-木糖、苷露糖、L-阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖醛酸结构单元间连接键β-1,4-糖苷键多种醚键和C-C键，主要是β-O-4型醚键主链大多为β-1,4-糖苷键、支链为β-1,2-糖苷键、β-1,3-糖苷键、β-1,6-糖苷键聚合度几百到几万4000 200以下聚合物β-1,4-葡聚糖G木质素、GS木质素、GSH木质素木聚糖类、半乳糖葡萄糖苷露聚糖、葡萄糖甘露聚糖结构由结晶区和无定型区两相组成立体线性分子α不定型的、非均一的、非线性的三维立体聚合物有少量结晶区的空间结构不均一的分子，大多为无定型三类成分之间的连接氢键与半纤维素之间有化学健作用与木质素之间有化学健作用天然纤维素原料除上述三大类组分外，尚含有少量的果胶、含氮化合物和无机物成分。
第三章纤维素
Miller指数（h，k，l）的确定方法
OM1＝3a，OM2＝2b，OM3＝c，
写成倒数：1/3，1/2，1/1通分：
2/6，3/6，6/6 弃去分母：2、3、6
得M1、M2、M3平面的密勒指数（h,k,l） 为2、3、6。 • 当平面与坐标轴平行时，相应的密勒指数为0；
• 如果与坐标轴相交于负值区域，则负值符号加于相应的密勒指数之上。 • 只截切a轴的面，都具有指数（100）
七大晶系 立方、六方、四方、三方、斜方、单斜、三斜。
2、晶面和晶面指数（密勒指数——h,k,l）
晶面: 结晶格子内所有的格子点全部集中在相互平行的等间距的平面上，
这些平面叫晶面，晶面间距为d。
晶面指数：表示空间点阵所处平面位臵或者说结晶格子中通过某一原子的 平面的名称，通常用Miller指数表示。 密勒指数所表示的平面通常是性质相似的一组平面。
（2）纤维素大分子每个单元均具有3个醇羟基
纤维素进行甲基化：可得到每个葡萄糖基的三甲基纤维素， 水解后，几乎定量地得到2、3、6-三-O-甲基-D-葡萄糖。
CH2OH O O OH OH OH O OH O CH2OH O CH2OH O OH OH OH O OH O CH2OH
CH2OCH3 O OCH3 OCH3
• 只截切b轴的面，都具有指数（010）
• 只截切c轴的面，都具有指数（001）
举例如下： h:k:l=（1/∞）：（1/∞）：(1/2)
（002面）
l
k h
X射线
原子或离子中的电子— —受迫振动。
振动着的电子 成为次生X射 线的波源，向 外辐射与入射 X 射线同频率 的电磁波，称 为散射波。
（二）纤维素的复合晶体模型及单元晶胞的结晶变体 1、纤维素Ⅰ
02第二节纤维素的聚集态结构
单斜
单斜 单斜
Ⅳ
Ⅹ
b=10.3 Å a=8.1 Å c=7.9 Å β=90o
正交
单斜或正交
晶胞大小与纤维素Ⅳ接近
五、纤维素分子内和分子间氢键及其影响
1、氢键的形成条件:
① 必须要有H； ② 必须要有电负性很强的原子，且有孤对电子； ③ H原子和电负性很强的原子之间的距离在 0.280.3nm。 只有满足上述条件才可能形成氢键。
第二节 纤维素的聚集态结构
X射线研究： 纤维素大分子的聚集，可分为结晶区和无定形区： 结晶区：分子排列整齐、有规则，呈现清晰的 X-射线图 无定型区：分子链排列不整齐，较松弛，但取 向与纤维主轴平行
纤维素的结构层次
纤维素结构：指纤维素不同尺度结构单元在空间的 相对排列，包括高分子的链结构和聚集态结构。 纤维结构的三个层次 一次结构 二次结构 三次结构
晶面指数所代表的不仅是某一晶面，而是代表 着一组相互平行的晶面。另外，在晶体内凡晶 面间距和晶面上原子的分布完全相同。
三、纤维素单元晶胞的结晶变体及其相互转化：
至今发现，固态下的纤维素共存在五种结晶变体： • 纤维素Ⅰ • 纤维素Ⅱ • 纤维素Ⅲ • 纤维素Ⅳ • 纤维素Ⅹ
这5种结晶变体属同质多晶体。 同质多晶体：对某些晶体来讲，它 们具有相同的化学结构，但单元晶 胞不同，称之同质结晶体。
4、氢键对纤维素性质的影响
1）对吸湿性的影响 氢键的形成，使纤维及纸页的吸湿性降低。 2）对溶解度的影响 分子间氢键破坏程度大的溶解度大。 干燥过的纤维素的溶解度小于未经干燥的纤 维素的溶解度。 水化纤维素 ＞ 丝光化纤维素。
3）对反应能力的影响
氢键的形成阻碍反应的进行。
例如： 已经干燥过的水化纤维素纤维如未经润胀处理,乙酰 化速度极慢且不能达到完全乙酰化，原因是：水化 纤维素在干燥过程中生成了大量氢键,阻碍了反应的 进行。
烟草纤维素的结晶度及晶态结构的测定方法
烟草纤维素的结晶度及晶态结构的测定方法
烟草纤维素，又简称为烟草纤维，是一种用于制造卷烟的纤维性原料，是从烟
草叶中提取出来的牧草类植物成分，是烟草卷烟依赖制作的重要物质。
烟草纤维的结晶度和晶态结构与卷烟的发音有关，故其评估晶态结构及结晶度及结构对于烟草制作十分重要。
烟草纤维的结晶度的测定有很多方法，其中最常用的测定方法就是X-射线衍
射（XRD）法。
X-射线衍射法属于物理分析方法，主要利用X射线对烟草纤维进行
衍射，并获取其衍射谱，从而计算烟草纤维的结晶度和晶态结构，以及烟草纤维的晶格参数和晶相面积占比，获取的结果可定量的反映烟草纤维的微观结构特征。
另外，烟草纤维晶态结构的分析方法还有电子衍射成像（EDX）法和扫描电镜(SEM)法,这两种测定方法主要是根据放射性X-射线来确定其剖面和微观形状，获
取烟草纤维表面、晶圆、晶体边界等晶态结构信息，更好的了解和控制烟草纤维晶态结构，提高卷烟制作质量。
综上所述，烟草纤维的结晶度及晶态结构的测定方法众多，X-射线衍射（XRD）法、电子衍射成像（EDX）法、扫描电镜(SEM)法等，为卷烟制作和调控提供科学的基础数据及参数，让烟草卷烟的口感更好，更有利于投入市场，同时也能有效改善卷烟干湿均衡。
纺织材料学名词解释
1.\2.\纤维是一种细而长的物质，直径从几微米到十几微米，长度则从几毫米几十毫米甚至上千米，长径比很大3.化学纤维是指用天然的或合成的高聚物为原料，经过化学和机械方法加工制造出来的纤维。
4.合成纤维以石油、煤、天然气及一些农副产品等低分子作为原料制成的单体后，经人工合成获得的聚合物纺制成的化学纤维。
5.再生纤维以天然聚合物为原料，经过化学和机械方法制成的，化学组成与原高聚物基本相同的化学纤维。
6.差别化纤维: 通常是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，使性状上获得一定程度改善的纤维7.棉纤维的成熟度纤维细胞壁的增厚程度，胞壁越厚，成熟度越好8.溶液纺丝湿法纺丝：将纺丝溶液从喷丝孔中压出、在液体凝固剂中固化成丝。
干法纺丝：将纺丝液从喷丝孔中压出，在热空气中使溶剂挥发固化成丝。
9.纤维大分子链的柔曲性指纤维大分子在一定条件下，通过内旋转或振动而形成各种形状的难易程度的特性。
10.纤维结晶度: 是指纤维中结晶部分占纤维整体的比率11.取向度大分子排列方向与纤维轴向吻合的程度称作取向度12.两相结构纤维中存在明显边界的晶区和非晶区，大分子可以穿越几个晶区和非晶区，晶区尺寸很小，为10nm数量级，分子链在晶区规则排列，在非晶区完全无序堆砌。
13.主体长度纤维中含量最多的纤维长度14.品质长度比主体长度长的那部分纤维的平均长度。
15.滑脱长度短纤纱拉断时，从纱的断面中抽拔出的纤维的最大长度。
16.特克斯（tex）: 简称特，表示千米长的纤维或纱线在公定回潮率时的质量克数。
17.平衡回潮率: 是指纤维材料在一定大气条件下，吸、放湿作用达到平衡稳态时的回潮率。
18.公定回潮率: 业内公认的纤维所含水分质量与干燥纤维质量的百分比.19.吸湿滞后性: 纤维材料所具有的从放湿得到的平衡回潮率总是高于从吸湿得到的平衡回潮率的性质.20.初始模量指纤维拉伸曲线的起始部分直线段的应力与应变的比值，或伸长率为1%时对应的强力。
第二部分-3 植物纤维化学部分-纤维素
二、纤维素大分子的构象（二级结构）
构型：指分子中的基团或原子团化学键所固定的空间 几何排列，这种排列是稳定的，要改变构型必须经过 化学键的断裂。 构象：一定构型的分子，在其键允许的范围内，原子 或原子团旋转或相互扭转时，能以不同的空间排布存 在，这种空间排布称为构象。可以理解为由于各基团 围绕单键内旋转而形成聚合物链的不同形态。
三次结构：形态结构
链结构（一次结构）：表明一个分子链中原子或基因 的几何排列情况。其中又包括尺度不同的两类结构。
聚集态结构（二次结构）：超分子结构，处于平衡态 时纤维素大分子链相互间的几乎排列特征，包括晶 体结构（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）和取向结构 （分子链和微晶的取向）。
蒸气压、渗透压等方法测定
M
n
分子的总质量＝ 分子的总个数
i
ni M i
ni
i
NiMi
i
数均聚合度
Pn M n 162
i
Ni Pi
2、质均相对分子质量 M w
按质量统计的平均相对分子质量。光散射法测定。
wiMi
M w＝ i
wi
WiM i
i
i
M w
Pn 162
纤维素的构型和构象
纤维素由葡萄糖基环构成，构型属β–D构型 。 D－葡萄糖基的构象为椅式键, β–D吡喃型葡 萄糖环中主要的取代基均处于平伏位置。
O C H2O H
OH
O C H2O H
OH
O C H2O H
O
HO
O
HO
O
HO
O
OH
O C H2O H
（存在部分游离羟基）
结晶度名词解释
结晶度名词解释
结晶度是指材料的晶体的细度的物理参数。
它是由物料晶体的大小，形状和分布来表示的，主要用于表示物料结晶状态的性质。
结晶度计算的结果可以用来衡量材料的结晶状态，也可以用于衡量其热力学性质。
晶体的形状是晶体原子彼此之间的相对结构。
它代表了晶体结构中原子之间的相对位置。
颗粒形状可以是球形、针状、线性等等。
晶体大小是衡量晶体的大小的物理参数，它由晶体偏心度，长度，宽度和厚度来表示。
晶体的分布是晶体存在的物料的空间区域的参数。
结晶度的参数在材料工程中具有重要意义，因为它可以帮助科学家们更准确地了解材料的性能。
例如，晶体大小可以作为衡量材料抗压强度和抗拉强度的参考参数；晶体形状可以帮助科学家们更好地了解材料的热传导能力；晶体分布可以作为衡量材料导热率和热导率的参考参数。
为了测量晶体的大小，形状和分布，科学家们需要使用特殊的仪器，例如显微镜，电子显微镜，X射线衍射仪，结晶度计等。
这些仪器可以测量材料晶体的大小，形状，分布以及其它特性。
结晶度也可以在材料加工过程中用作参数，它可以用来控制物料的热力学性质。
例如，如果物料的结晶度过低，可能会降低物料的抗拉强度和抗压强度；如果物料的结晶度过高，也可能会影响物料的热导率。
因此，科学家们可以通过监测物料的结晶度，以便获得最佳的加工性能。
总之，结晶度是一种物理参数，可以用来衡量材料的结晶状态和热力学性质，它可以帮助科学家们更准确地了解物料的性能，也可以用来控制物料的加工性能。
纤维素及其衍生物
纤维素及其衍生物
制药1301
査时超
7号
1) 纤维素大分子的基本结构单元是D-吡喃式葡萄 糖基（失水葡萄糖）。分子式为(C6H10O5)n 2) 纤维素大分子的葡萄糖基间的联结都是β-苷键 联结。结构式如下：
纤维素纤维的润胀和溶区的表面，纤维素的 X射线图不发生变化。 结晶区内的润胀： 润胀剂占领了整个无定形区和结晶区，并形成润胀 化合物，产生新的结晶格子，此时纤维素原来的X射 线图消失，出现新的X射线图。多余的润胀剂不能进 入新的结晶格子中，只能发生有限润胀。
纤维素的结构
3) 纤维素大分子每个基环均具有3个醇羟基， 可以发生氧化、酯化、醚化反应，分子间形成 氢键，吸水润胀以及接枝共聚等。 4) 纤维素大分子的两个末端基性质不同。一端的 葡萄糖基第一个碳原子上存在1个隐性醛基，另 一端不具还原性。故整个大分子具有极性并出现 方向性。
纤维素的分子量和聚合度
U= Mn -1
纤维素大分子的构象
•纤维素大分子由葡萄糖基环构成，构型属于 β-D型葡萄糖构型。
•纤维素大分子的构象为椅式构象。
环己烷椅氏构象
纤维素大分子的构象
纤维素大分子的聚集态结构 •结晶区与无定形区交错 结合，从结晶区到无定 形区逐步过渡，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，在纤维素 的结晶区旁边存在相当 的空隙，一般大小为 100-1000nm，最大达 10000nm。
A=σa + (100-a)
木材化学复习资料
植物纤维：失去生命机能的细长锐端永久细胞成为植物纤维。
木质素：由苯丙烷单元(C6-C3单元)脱氢聚合物，通过醚键、碳碳键连接而成的，具有一定的甲氧基的三维立体结构的芳香族高分子化合物类物质的总称。
木质素的作用：（1）加固作用：和半纤维素一起作为细胞壁物质填充在初生壁和次生壁中纤维素微纤丝之间，使细胞壁加固。
（2）粘结作用：存在于胞间层，使相邻细胞粘结在一起。
（3）阻止微生物攻击、增强抗压强度。
（4）减小细胞壁横向的透水性，加强植物茎干的纵向输导能力。
木质素在木材中的分布：（1）样品的采集部位越高木质素含量越少。
（2）在相同的树高部分心材部分的木质素较边材多心材比边材木质素紫丁香基含量高。
木质素在细胞中的分布：植物细胞中：木素浓度最高的部位是在复合胞间层；次生壁的浓度较低，但由于次生壁比复合胞间层厚的多，至少70％以上的木素位于次生壁。
（木质素浓度：胞间层＞初生壁＞次生壁）针叶材管胞次生壁木质素浓度比胞间层木质素低，但由于次生壁的体积比胞间层大得多，木材木质素主要存在于次生壁中。
有机溶剂抽提物的化学组成：（1）萜烯类化合物：单萜类、倍半萜类、二萜类、三萜类、多萜类（2）脂肪族化合物：脂肪醇、脂肪酸、脂肪和蜡等（3）芳香族化合物：芪、木酚素、黄酮类化合物、单宁（4）碳水化合物：葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉等综纤维素：是指植物纤维原料在除去抽出物和木素后所保留的全部碳水化合物，即植物纤维原料中纤维素和半纤维素的总和，又称为全纤维素。
（木材经脱脂后，再除去木质素，残留下来的全部高聚糖，即纤维素和半纤维素的总和。
）制备综纤维素的方法有：（1）氯化法（2）亚氯酸钠法（3）二氧化氯法（4）过醋酸法测定综纤维素的方法有三种：（1）脱脂木粉通氯气，再用乙醇胺的乙醇溶液除去木质素，反复处理至木粉变白为止。
（2）用酸性亚氯酸钠（NaClO2)溶液反复处理脱脂木粉至变白。
（3）用ClO2+NaHCO3的饱和溶液反复处理脱脂木粉至变白。
纤维素纤维
酸性氧化纤维素：含羧基的氧化纤维素，铜值碘值低，羧基含 量高，易吸收碱性染色。
2.2.1 纤维素的基础知识
5 纤维素的酯化反应 生成纤维素酯的反应有以下几种：
硝化反应：纤维素与浓硝酸和浓硫酸作用后，生成纤维素 硝酸酯。
乙酰化反应：醋酸及其衍生物与纤维素作用生成醋酯纤维 素，工业上常用醋酸酐和醋酸混合物，在少量浓硫酸的催 化作用下，制得纤维素三醋酸酯。
2.2.1 纤维素的基础知识
纤维素是当今世界上最丰富的可再生高聚物。 据估计，通过光合作用每年合成的纤维素 达到1011～1012吨。
一、D-葡萄糖的化学结构 1 D-葡萄糖的开链式结构 2 D-葡萄糖的环状半缩醛式结构 3 氧环式和开链式的互变异构 4 D-葡萄糖的构象—椅式构象 5 葡萄糖的还原性(菲林试剂和多伦试剂)
2.2.1 纤维素的基础知识
二、纤维素的结构
纤维素是一种由大量葡萄糖残基（anhydroglucose unit）彼此按照
一定的联接原则，即通过第一个、第四个碳原子用β键联接起来的
不溶于水的直链状大分子化合物。其分子通式为 聚合度，500~11000。
(C6H10O5)n，
n为
1 糖甙键的形成
葡萄糖分子中的甙羟基比醇羟基活泼，易与其他羟基化合物作用失 水成缩醛——糖甙，糖甙对碱稳定，对酸较敏感。
碱液作用：碱液煮练可以除去大部分木质素，大致分三个过程：吸附， 碱木质素生成，水解。
H3C-O
CH3 H C C OH
O
CH3 H C C OH
H3C-O
NaOH
H3C-O
CH3 H C C OH
OH NaO
CH3 H C C OH
H3C-O
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纤维素的结晶度名词解释
纤维素的结晶度是一项重要指标，反映了纤维素结晶的程度。
结晶度受到多种因素的影响，其中包括纤维素的种类、分子量、温度、湿度和外界胁迫等。
结晶度可以用实验法来测量，如X射线粉末衍射（XRD）和拉曼光谱（Raman）等。
纤维素是一种天然多糖，分子构型是一种纤维状结构，具有独特的晶体学性质，易形成结晶物。
结晶度反映了某种物质结晶能力的强弱，它是衡量纤维素的一个关键指标，与多种特性有关，如纤维素的抗腐蚀性、透明性、抗紫外线性等。
纤维素的结晶度主要受到温度和湿度的影响。
随着温度的升高，结晶度也会增加，因为温度的升高会使纤维素分子的运动加快，导致晶体结构形成的能力增强。
另外，也可以通过调节温度来控制结晶度。
随着湿度的增加，结晶度也会减小，因为湿度的增加会使纤维素分子之间的作用力增强，使得分子之间的结合力增强，影响晶体结构形成的能力。
纤维素的分子量也会影响其结晶度。
分子量越小，结晶度越高，而分子量越大，结晶度越低，因为大分子量会减小纤维素分子之间的作用力，影响晶体结构形成的能力。
外界环境也会影响纤维素的结晶度。
如有聚合物胁迫，会使纤维素分子发生变化，影响晶体结构形成的能力。
因此，要保持纤维素结晶度较高，最好在室内温度和湿度较低的环境中保存纤维素，以降低外界胁迫的影响。
另外，纤维素的结晶度也受纤维素的种类的影响。
不同类型的纤维素具有不同的晶体学性质，因此具有不同的结晶度。
结晶度的差异可能是由于纤维素分子结构不同所导致的，因此，在考虑结晶度时，应关注不同类型的纤维素。
综上所述，纤维素的结晶度受到多种因素的影响，如纤维素的种类、分子量、温度、湿度和外界胁迫等。
结晶度是衡量纤维素特性的重要指标，可以通过实验法测量。
为了保持纤维素的结晶度较高，应选择温度和湿度较低的环境，尽量减小外界胁迫的影响。