纤维素

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纤维素原材料

纤维素原材料

纤维素原材料纤维素是一种重要的天然有机化合物,是植物细胞壁的主要成分,也是一种重要的工业原材料。

纤维素原材料主要来源于植物,包括木材、竹子、棉花、麻类植物等。

它们是纤维素的主要生产来源,也是各种纤维素制品的重要原料。

木材是纤维素原材料的主要来源之一。

木材中含有丰富的纤维素,可以通过化学方法或机械方法进行提取。

化学方法是指通过化学溶解木材中的木质素等非纤维素成分,将纤维素提取出来。

而机械方法则是通过机械力将木材中的纤维素进行分离和提取。

无论是化学方法还是机械方法,都可以将木材中的纤维素有效地提取出来,为纤维素制品的生产提供了重要的原材料。

竹子也是纤维素原材料的重要来源之一。

竹子中的纤维素含量较高,而且竹子生长周期短,更新速度快,因此被广泛应用于纤维素制品的生产。

竹子的纤维素可以用于生产纸张、纤维板、纺织品等各种产品,为人们的生活提供了便利。

棉花和麻类植物也是纤维素原材料的重要来源。

棉花中的纤维素主要用于纺织品的生产,而麻类植物中的纤维素则可以用于制作麻绳、麻布等产品。

这些植物提供了丰富的纤维素原材料,为纺织行业和相关领域的发展提供了重要支持。

总的来说,纤维素原材料主要来源于植物,包括木材、竹子、棉花、麻类植物等。

这些植物中含有丰富的纤维素,可以通过化学方法或机械方法进行提取,为各种纤维素制品的生产提供了重要的原材料。

纤维素原材料的丰富和多样性,为纤维素制品的生产和应用提供了广阔的空间,也为相关产业的发展带来了重要的机遇和挑战。

随着科技的不断进步和创新,相信纤维素原材料的利用将会更加广泛和深入,为人类的生活和产业发展带来更多的益处。

纤维素的乳化作用

纤维素的乳化作用

纤维素的乳化作用纤维素是一种常见的天然高分子有机化合物,广泛存在于植物细胞壁中。

它具有许多重要的物理化学性质,其中之一就是其在乳化过程中的作用。

本文将从纤维素的结构和性质入手,探讨纤维素在乳化过程中的作用机制。

我们来了解一下纤维素的结构。

纤维素由大量葡萄糖分子通过β-1,4-葡萄糖苷键连接而成,形成线性的纤维状结构。

这种结构使得纤维素具有很强的机械强度和稳定性,同时也为其乳化作用奠定了基础。

纤维素的乳化作用主要是通过其亲水性和亲油性的特点来实现的。

纤维素分子表面带有大量的羟基官能团,这些羟基可以与水分子形成氢键,表现出较强的亲水性。

与此同时,纤维素的碳链结构也赋予其一定的亲油性。

这种亲水亲油的特性使得纤维素在乳化过程中能够同时与水相和油相发生相互作用。

在乳化过程中,纤维素的亲水性部分与水分子相互作用,形成水相,而亲油性部分则与油分子相互作用,形成油相。

纤维素分子在水相和油相之间形成的界面称为乳化界面。

由于纤维素分子在水相和油相之间具有两性特性,使得乳化界面能够有效地降低水和油之间的表面张力,进而促进乳化过程的进行。

纤维素在乳化过程中的乳化作用有着广泛的应用。

首先,纤维素在食品工业中常被用作乳化剂。

例如,在奶制品加工中,纤维素能够稳定乳液的形成,使得乳脂球能够均匀地分散在水相中,提高了乳制品的稳定性和质感。

此外,在面包、蛋糕等烘焙食品中,纤维素作为乳化剂能够改善面团的柔软性和延展性,提高产品的口感和品质。

纤维素的乳化作用还在化妆品和药品工业中得到了广泛应用。

在化妆品中,纤维素常被用作稳定乳状液的乳化剂,使得油性和水性成分能够均匀地混合在一起,提高产品的稳定性和质感。

在药品制剂中,纤维素也常被用作乳化剂,用于制备乳状药剂,提高药物的溶解度和生物利用度。

纤维素作为一种天然高分子化合物,具有良好的乳化作用。

其亲水亲油的特性使得纤维素能够在乳化过程中形成乳化界面,降低水和油之间的表面张力,从而促进乳化过程的进行。

纤维素概况简介

纤维素概况简介
专利
纤维素相关的专利数量也很多,涉及纤维素的制备、改性、应用等方面。
相关行业报告与统计数据
行业报告
一些权威机构和行业协会发布了一系列 关于纤维素及其相关领域的行业报告和 统计数据,涉及市场规模、发展趋势、 竞争格局等方面。
VS
统计数据
一些政府部门和权威机构发布了一系列关 于纤维素及其相关领域的统计数据,涉及 产量、消费量、进出口等方面。
纤维素可以作为食品添加剂,增加食品的口感、 营养价值和饱腹感。
保健食品
某些特殊纤维素的提取物,如菊粉、葡聚糖等, 具有改善肠道健康、降低血糖等保健功能。
替代脂肪
某些高纤维食品可以作为脂肪的替代品,有助于 控制热量摄入和预防肥胖。
纤维素在医药工业中的应用
药物载体
纤维素可以作为药物载体,用于药物缓释和靶向给药系统。
• 纤维素具有高度的吸水性,可以吸收大量的水分并形成凝胶状物质,这 使得它在食品加工和药物制造中具有一定的应用价值。
• 纤维素具有很好的透气性和透湿性,可以作为纺织品和纸张的原料,也 可以用于制造过滤材料和防水材料等。
02
纤维素来源与分布
天然纤维素来源
植物细胞壁
纤维素是植物细胞壁的主要成 分,占植物体干重的比例高达
纤维素在纸张制造中的应用
增强纸张强度
纤维素能够提高纸张的抗 张强度,使纸张更加耐折 、耐磨,延长使用寿命。
提高纸张吸墨性
纤维素具有亲水性,能够 提高纸张的吸墨性能,使 印刷更加清晰、流畅。
降低生产成本
纤维素来源于天然植物, 相比合成材料,可以降低 纸张制造的成本。
纤维素在食品工业中的应用
食品添加剂
纤维素纳米纤维是一种新型纳米 材料,具有优异的力学性能、高 比表面积和良好的生物相容性, 广泛用于复合材料、生物医学、 环境治理等领域。

纤维素的主要生理功能

纤维素的主要生理功能

纤维素是植物细胞壁的主要成分之一,其生理功能贯穿整个植物生长、发育以及生态
环境适应过程。

下面是纤维素的主要生理功能:
1. 结构支持:纤维素在植物细胞壁中的作用相当于骨骼在动物体内的作用。

通过构建
稳固的细胞壁结构,纤维素提供了植物所需的支持和刚性。

这有助于维持植物的形状,并允许植物抵抗重力的压力。

2. 生长和发育:纤维素的生成与分解在植物生长和发育过程中具有重要作用。

在细胞
分裂和扩张阶段,纤维素的合成可使细胞壁变得坚固且稳定;当植物需要扩展巩固细
胞壁以适应生长需求时,纤维素降解酶会参与纤维素的分解。

3. 植物机体的防御:纤维素形成的细胞壁有助于防止病原微生物的侵入。

许多病原菌
在侵入植物时,需要破坏植物的细胞壁。

由于纤维素具有较高的抵抗力,它能在一定
程度上保护植物免受病原微生物的侵害。

4. 水分调节:纤维素在植物的蒸腾作用和水分传导方面具有重要作用。

植物通过细胞
壁的结构和纤维素含量来调节蒸腾率和水分传导,从而使植物能够适应不同的环境条件。

5. 对动物的重要性:许多动物,包括牛、羊、马等反刍动物,依赖高纤维素植物作为
食物来源。

在这些动物的胃中,有微生物参与纤维素的分解,将纤维素转化为可以利
用的营养物质。

虽然人类和其他非反刍动物无法直接利用纤维素的能量,但纤维素仍
然对人类的消化系统具有益处,可以有助于维持肠道健康和预防一些疾病。

综上所述,纤维素在植物生长发育过程中具有多种重要的生理功能。

同时,纤维素也
直接或间接地影响到动物的生存和繁衍。

纤维素知识

纤维素知识

互穿聚合物网络(IPN)天然纤维素包括细菌纤维素、海藻和高等植物(如棉花、苎麻、木材等)均属于纤维素I型。

纤维素I分子链在晶胞内是平行堆砌的,纤维素II是纤维素I经由溶液中再生(regeneration)或经丝光处理(mercerization)得到的结晶变体,是工业上使用最多的纤维素形式。

纤维素II 与纤维素I有很大的不同,它是由两条分子链组成的单斜晶胞,属于反平行链的堆砌。

纤维素是一种β-(1-4)-D-糖苷键连接的线型高聚物,由X 射线衍射发现存在四种结晶形态,即纤维素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ,不同晶型纤维素的C1,C4 和C6 的化学位移具有明显的差别,这种差别可能是因为不同晶型纤维素的链构象转变或晶体堆砌对吡喃葡萄糖单元C4 和C6 的影响差异造成的.基于在非晶区的链段运动显示窄谱线,而晶区的刚性链以及分布在非晶区的刚性链产生宽谱线,因此可以利用宽、窄谱线的峰面积(S b 和S n)求取结晶度χ c纤维素I和纤维素II在C6上的差别就是因为吡喃葡萄糖单元C6位羟基的构象不同,纤维素I为t - g构象,纤维素II和无定型纤维素则为g - t构象。

天然纤维素I也存在两种不同的晶体结构,即纤维素Iα和Iβ。

13C NMR谱指出它们之间最大的差别在C1的化学位移上,I α为单峰,Iβ为双峰。

高分子链构象参数:无扰尺寸(A):A 值愈小,高分子链愈柔顺。

A 值只取决于高分子的近程结构,与高聚物的分子量无关。

空间位阻参数(σ):空间位阻参数是指由于高分子链的内旋转受阻而导致分子尺寸增大程度的量度,其值愈小,高分子链愈柔顺Flory 极限特征比(C∞):Flory 极限特征比是指高分子链由于键角限制和空间位阻造成分子链伸展的程度,。

一般来说,C ∞愈小,链愈柔顺。

合成的柔顺性高聚物的C值在5~7 范围内,而天然高分子多数高于此范围。

持续长度(q):持续长度q 广义为高分子链在第一个键方向上的投影,它表征分子链的支撑能力。

纤维素分类及用途

纤维素分类及用途

纤维素分类及用途一、纤维素的定义和特点纤维素(Cellulose)是一种天然高分子有机化合物,由若干个葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成,呈线性结构。

其特点包括:1.高强度:纤维素是天然的纤维支撑体,具有很高的拉伸强度和抗压能力。

2.可降解:纤维素在自然环境中可被细菌和真菌降解,不会对环境造成污染。

3.表面亲水性:纤维素具有良好的润湿性和吸湿性,有助于水分传导和调节。

二、纤维素的分类根据来源和结构的不同,纤维素可以分为多种类型。

下面将介绍四种常见的纤维素分类及其特点。

1. 棉纤维素棉纤维素是从棉花中提取的纤维素,是最常见的纺织原料之一。

其特点如下:•韧性强:棉纤维素纤维强度高,适用于制作耐磨损的纺织品。

•吸湿性好:棉纤维素具有良好的吸湿性,穿着舒适,适合夏季服装。

•透气性佳:棉纤维素具有良好的透气性,有利于排汗和保持皮肤干爽。

2. 木质纤维素木质纤维素是从木材中提取的纤维素,广泛应用于纸浆、纸张和木质板材等领域。

其特点如下:•纤维细长:木质纤维素纤维细长,纸张质地坚韧,适合书写和印刷。

•耐酸碱性好:木质纤维素具有一定的耐酸碱性,不易受化学腐蚀。

•隔热性能优秀:木质纤维素是一种优良的隔热材料,广泛应用于建筑领域。

3. 大麦纤维素大麦纤维素是从大麦植物中提取的纤维素,具有一定的应用潜力。

其特点如下:•纤维粗糙:大麦纤维素纤维表面粗糙,不易滑动,适合制作防滑材料。

•耐磨性强:大麦纤维素具有较高的耐磨性,适用于制作耐磨材料。

•可食用:大麦纤维素可作为食品添加剂,具有增加食品纤维含量的功效。

4. 水晶纤维素水晶纤维素是从海藻等水生植物中提取的纤维素,是一种新型环保纤维素材料。

其特点如下:•透明度高:水晶纤维素具有极高的透明度,适用于制作光学材料和皮肤组织模拟器。

•生物相容性好:水晶纤维素对人体无毒无害,可作为医疗材料使用。

•可降解性优秀:水晶纤维素能够被自然环境中的细菌降解,对环境友好。

三、纤维素的用途纤维素在各个领域得到广泛应用,下面列举了几个常见的用途。

纤维素的使用方法及配比

纤维素的使用方法及配比
纤维素可用于食物、药品、化妆品等行业中,以下是其使用方法及配比建议:
1. 食品中的使用方法及配比:
使用方法:将纤维素加入食物中,搅拌均匀。

可以加入的食品有面包、饼干、奶粉等。

配比建议:通常使用0.5%-2%的纤维素,具体用量可根据产品需要进行调整。

2. 药品中的使用方法及配比:
使用方法:将纤维素加入药品中,与其他原料混合搅拌均匀。

配比建议:药品中一般使用0.5%-3%的纤维素。

3. 化妆品中的使用方法及配比:
使用方法:将纤维素加入到化妆品中,与其他原料混合搅拌均匀。

配比建议:通常使用1%-5%的纤维素,具体用量可根据产品需要进行调整。

值得注意的是,不同类型的纤维素在配比方面会有所不同,需要根据所选用的纤维素对应的配比进行调整。

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。

纤维素水解的产物

纤维素水解的产物
纤维素是一种由多个葡萄糖分子组成的高分子多糖,是植物细胞壁的
主要成分之一。

纤维素水解是将纤维素分解为较小的单糖分子的过程,产物包括葡萄糖、半乳糖和木糖等单糖,以及一些低分子量的糖醇和
有机酸等。

纤维素水解的产物可以用于生产生物燃料、化学品和材料等。

其中,
葡萄糖是一种重要的生物基础化学品,可以用于生产乙醇、丙酮、乳酸、醋酸等化学品,也可以用于生产生物塑料、生物纤维和生物胶等
材料。

半乳糖和木糖等单糖也可以用于生产化学品和材料。

纤维素水解的产物还可以用于生产生物燃料。

葡萄糖可以通过发酵生
产乙醇,也可以通过微生物代谢生产丁醇、异丁醇和丙酮等生物燃料。

此外,纤维素水解的产物还可以用于生产生物柴油和生物天然气等生
物燃料。

纤维素水解的产物还可以用于生产生物肥料。

纤维素水解产生的低分
子量有机酸可以促进土壤微生物的生长和代谢,提高土壤肥力。

此外,纤维素水解的产物还可以用于生产生物农药和生物除草剂等农业化学品。

总之,纤维素水解的产物具有广泛的应用前景,可以用于生产化学品、材料、生物燃料和生物肥料等。

随着生物技术的不断发展和纤维素水
解技术的不断改进,纤维素水解的产物将会在未来的生产和生活中发
挥越来越重要的作用。

纤维素功能

纤维素功能
纤维素是一种存在于植物细胞壁中的多糖,主要由葡萄糖分子组成。

它在植物中扮演着重要的结构性和功能性角色,对于维持植物细胞的形态和提供机械支撑具有重要意义。

纤维素具有以下功能:
1. 结构性功能:纤维素是植物细胞壁的重要组成部分,形成了细胞外基质,为植物细胞提供了强大的机械支撑,使细胞在外界环境的作用下不失去形态结构。

纤维素的存在使得植物在抵抗各种外力和压力时更加坚固。

2. 水分保持功能:纤维素能够吸附和储存大量的水分,保持植物细胞内的水平稳定。

当外界环境水分过低时,纤维素释放出储存的水分,供植物细胞使用,保持细胞活力。

3. 转化物质载体功能:纤维素不仅能够为其他植物分子提供载体,使它们在细胞内传递和转化,还能够帮助植物吸收和运输水分、养分等重要物质,从而提高植物的代谢效率和生长速度。

4. 细胞间信号传递功能:纤维素作为细胞外基质的重要组成部分,不仅可以提供物理支撑,还能够传递细胞间的信号。

纤维素可以与其他植物分子相互作用,从而参与调控细胞的分裂、扩张和分化等重要过程。

5. 疏水性功能:纤维素具有较强的疏水性,可以起到隔绝和保护细胞的作用,防止外界有害物质的进入。

纤维素的疏水性还有助于维持细胞内的水平稳定,防止水分的过度流失。

总之,纤维素在植物体内担负着多种重要功能,不仅对维持植物的形态结构至关重要,还参与了许多重要的代谢和调控过程。

通过深入研究纤维素的功能和作用机制,有助于我们更好地理解植物的生长和发育过程,为植物的培育和利用提供科学依据。

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纤维素学号:97 姓名:邱艺娟摘要:纤维素(cellulose)是天然高分子化合物,由多个β-D-吡喃葡萄糖基彼此以1,4-β苷键连接而成的线型高分子,其化学式为C6H10O5,化学结构的实验分子式为(C6H10O5)n (n为聚合度),由质量分数分别为%、%、%的碳、氢、氧3种元素组成。

纤维素是一多羟基葡萄糖聚合物,经过特定的物理或化学改性后,具有不同的功能特性,可以粉状、片状、膜、纤维以及溶液等不同形式出现,因此用纤维素开发的功能材料极具灵活性及应用的广泛性。

关键字:性质结构;来源;功能化方法;功能材料;应用;展望一、纤维素的性质结构纤维素的化学结构是由D一吡喃葡萄糖环经β-1,4-糖苷键,以C1椅式构象联结而组成的线形高分子直链多糖。

由于纤维素大分子上存在着很多强反应性的-OH,在其分子内部,分子之间以及纤维素与水分子之间均可以形成氢键。

而氢键使纤维素具有结晶性、吸水性、自组装性、化学活性以及形成原纤结构等多种特殊性能。

纤维素的结构可以分为3层:单分子层,纤维素单分子聚合物;超分子层,自组装结晶的纤维素晶体;原纤结构层,纤维素晶体与无定形纤维素分子组成的基元继续白组装而形成更大的纤维结构及各种微孔等。

二、纤维素来源纤维素一般是从是棉花、木材、禾草类,麻类韧皮等植物中得来的。

除了植物以外,细菌和动物也可以产生纤维素。

例如,木醋杆菌能够合成细菌纤维素;核囊纲的一些物种可以合成动物纤维。

现如今,人工合成纤维素的科研方面进展突飞猛进,人工合成纤维素的聚合度可以达到为20-50,并且具有较高纯度,较高结晶度,及不含有木质素等杂质的优点。

三、纤维素功能化方法纤维素是一种直链多糖,分子结构中大量羟基的存在,使其在分子链之间和分子链内部形成了广泛的氢键,这种羟基覆盖结构影响了其反应活性。

因此天然纤维素的吸附(如吸水、吸油、吸重金属等)能力并不很强,而且吸附容量小,选择性低,必须通过改性才能成为性能良好的吸附性材料。

纤维素的改性方法可以分为物理方法和化学方法。

使纤维素的物理形态发生变化(如薄膜化、球状化、微粉化等)赋予纤维素新的性能称为物理方法。

通过分子设计改变部分化学结构,使其成为具有特殊物理化学性能的纤维素高分子材料的方法称为化学方法。

改变纤维素官能团的方法主要有:①使原有的官能团发生改变生成新的官能团,如纤维素的氧化、水解等;②或者在原来官能团的基础上引入新的官能团,如接枝、酯化等。

目前人们对纤维素的化学改性已经进行了大量的研究,并且制造出了性能和用途各异的纤维素改性材料。

(一)物理方法物理方法是针对化学方法而言,即并不添加新的基团,导致其结构或其衍生物结构单元发生改变,只是在物理形态上的改变,例如,薄膜化,微粉化,球状化等都为物理方法。

薄膜化,通过薄膜化,可以将纤维素及其衍生物制成多种膜,广泛应用于超滤、反渗透、气体分离等膜分离技术中。

微粉化,通过纤维素结晶度的改变,形成了微纤化或微晶化纤维结构,其粉状或针状的外形,较大的比表面积及优异的性能,被大量用于食品、医药、陶瓷、涂料、建材及日用品等行业。

球状化,球状纤维具有较大的比表面积,较强的亲水性和通透性,较低的非特异性,可用作吸附剂、催化剂、氧化还原剂及离子交换剂等,也可用作废水的处理,从其中回收贵重金属。

(二)化学方法化学方法是利用分子(结构和官能团)设计,赋予其结构功能团特性的方法。

纤维素的化学方法一般分为降解和羟基衍生化两大类。

降解反应包括酸碱降解、氧化降解、生物降解、光反应降解、机械加工降解及离子辐射降解等,羟基衍生化反应包括酯化反应、醚化反应、交联反应、亲核取代反应及接枝共聚反应等。

纤维素的化学方法是其改性与制成功能材料的重要方法,类似于有机化学与高分子材料化学的反应方法,而其多糖反应过程又具有独特之处。

(三)表面化学修饰高分子材料的性能与其表面性质具有很大关联,可通过对材料表面加以改性处理来增加其新的性能。

修饰方法有很多种,如火焰、涂饰、酸蚀、电晕放电、光辉放电等氧化、等离子处理法,以及紫外、高能量辐射、表面活性剂、表面化学反应等引起的接枝共聚法。

现如今,通过科学手段对纤维素表面进行化学改性与修饰,可以不断研究与开发出具有特殊性能的新型高分子材料,并为生活生产的各个领域所应用。

四、纤维素功能材料及应用(一)微晶纤维素微晶纤维素( Microcrystalline cellulose, MCC) 是天然纤维素经稀酸水解至极限聚合度( LOOP) 的可自由流动的极细微的短棒状或粉末状多孔状颗粒,颜色为白色或近白色, 无臭、无味, 颗粒大小一般在20~ 80 Lm, 极限聚合度( LODP) 在15~ 375; 不具纤维性而流动性极强。

不溶于水、稀酸、有机溶剂和油脂, 在稀碱溶液中部分溶解、润涨, 在羧甲基化、乙酰化、酯化过程中具有较高的反应性能。

由于具有较低聚合度和较大的比表面积等特殊性质,常作为崩解剂、稳定乳化剂等被广泛用于医药卫生、食品饮料、轻化工等国民经济部门。

(二)医用纤维丝由于纤维素具有可降解性、相容性、无毒性等优良性能,其在医药材料领域中应用广泛。

20世纪6O年代,纤维素便已经应用于药物当中,其磷酸酯类药物可吸附结石病人过量的钙离子。

一些医药品因其选择性、专一性、持久性上的缺点,影响治疗效果。

如抗癌药物,其小分子不仅进入癌细胞,又可与正常细胞结合。

罗马尼亚Simionescu等采用偶合法,将纤维素衍生物制成一类具有生物活性的纤维素,与组织目标亲和性较好,可作为载体改善药物的选择性、专一性,同时,载体和药物又是以共价键相互结合,也改善了其持久性。

因此,将纤维素用于制备专一长效的生物医药材料,其发展前景十分广阔。

(三)高性能纤维材料粘胶纤维的生产发展已有近100 年的历史,因它具有适宜的强度和伸长吸湿透气性好,不易产生静电等优点,已成为纺织工业的重要原材料。

但是,粘胶纤维的生产大都采用铜氨法或粘胶法,其致命弱点是工艺流程长,工作环境恶劣,环境污染非常严重。

因此,开发出对生态环境无污染的新型纺纤材料引起研究者们的高度重视。

目前,以纤维素为原料,用无毒、无污染的有机溶剂纺制的短纤维已取得了较大突破,该类纤维刚刚投入市场,便形成巨大的冲击波,被科技界和产业界称之为“21世纪环保型纤维”。

目前市场上主要有英国CourtauIks公司推出的TenceI 纤维和奥地Lenzing 公司生产的LyoceII 纤维。

其中以LyoceII 纤维尤为突出,LyoceII 是新的纤维素纤维的通称,其生产工艺是一种不经化学反应而生产纤维素纤维的过程,它利用N-甲基吗啉(NMMO)中的杂环胺氧化物能溶解纤维素的特性,将纤维素浆粕溶解,得到粘度适宜的纺丝液,然后经过干湿纺丝技术得到纤维素纤维,同时经过凝固浴洗除纤维素中的溶剂,且凝固浴中的NMMO 可以被回收利用。

LyoceII 纤维是高结晶度的纤维,用显微镜观察,它具有规则的纵面,表面光滑,截面呈圆形或椭圆形,具有原纤化结构。

其分子量比普通粘胶纤维高,与其它纤维素纤维比较,呈现出较高的干态强度,干湿强度比大于85%,这一特征与其它纤维素纤维形成鲜明的对照。

LyoceII 纤维具有舒适、吸湿、热稳定性好、手感丰满等特点。

不仅拥有人造纤维丝绸般质感,柔软舒适、透气性好,而且具有合成纤维的实用性,防皱不变形、强度高,是极好的纺织材料,主要用于制作高档衬衣、套装,也可用于休闲服、牛仔服等服装面料;还可利用其原纤化倾向开发其它新产品,如目前市场上较为流行的桃皮绒、仿麂皮等。

LyoceII 纤维还可用于纺织以外的其它工业,比如用作医用抹布、绷扎物;用作卫生用品的吸收垫片、盖布;此外可作上胶底物,皮革底物,过滤物,衬里,电池分隔片等,特种纸方面可制茶叶袋,烟、空气、油及饮料用滤材,花色纸,油印蜡纸,可洗涤用纸及用作玻璃纤维纸的粘合料等等。

其特种用途的产品也正在开发之中,象涂层面料的基布织物、造纸添加物、阻燃后处理织物。

此外,LyoceII 纤维在增强生物复合材料方面也具有良好的应用前景。

(四)高吸附性纤维素材料纤维素是由D-吡喃葡萄糖经β-1,4 糖苷键组成的直链多糖,分子内含有许多亲水性的羟基基团;是一种纤维状、多毛细管的高分子聚合物,具有多孔性和大表面积的特性;因此具有亲和吸附性。

但是天然纤维素的吸附(如吸水、吸油、吸重金属等)能力并不很强,必须通过化学改性使它具有更强或更多的亲和基团,才能成为性能良好的吸附性材料。

目前主要是通过酯化、醚化、接枝共聚等方法中的一种或几种,以制备高吸水、吸油、吸附重金属等高吸附性纤维素材料。

五、展望纤维素及其衍生物的功能化是高分子化学中最早研制和生产的一类功能材料。

除上述几种基于纤维素的功能材料外,还有许多其它用途的功能性材料,如用作抗凝剂、人工肾、膜等各种医用功能材料;表面活性剂、离子交换等表面活性材料;固定化酶、固定化细胞、固定化抗原、分离抗体的基质等生物功能材料等等。

随着科学技术的发展,对纤维素功能材料的要求也越来越高,既要求功能性与经济性的统一,又必须符合环境和人身安全等法规,而纤维素类功能材料正是能够满足如此要求的一类新型高分子材料。

对于纤维素功能材料的研究与开发需要涉及物理、化学、生物、医药、材料科学等多学科的交叉知识,是具有创造性、开拓性的研究领域,需要各行专家的共同努力。

首先应根据其结构与功能的关系,利用分子设计手段,采用生物合成技术和精细化学合成技术,合成出具有特定分子结构、链结构和超分子结构的新型纤维素功能材料,这是纤维素功能材料研究的主要发展方向。

其次是采用微波、超声等现代技术手段,进一步研究纤维素材料的物理和化学改性的新方法和新技术,提高纤维素类材料的功能性,拓宽其应用领域。

相信随着科技发展、研究不断深入,将会有更多的新型的纤维素功能材料不断涌现出来,并在各个领域得到广泛的应用。

参考文献(References)[1]程飞,甄文娟,潘鹏等.功能纤维素材料研究[J].皮革科学与工程,2009,19(1)::宋贤良,温其标,郭桦等.以纤维素为基础的功能材料[J].高分子通报,2002,(4):47-52,:张金明,张军.基于纤维素的先进功能材料[J].高分子学报,2010,(12)::姬雷宾.纤维素的先进功能材料分析[J].科技与创新,2014,(24)::。

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