2.1 纤维素简介
定义： 纤维素—由许多葡萄糖分子通过β-1-4-糖苷键连接而成的多糖。 分子式：（C6H10O5）制作交通工具n
含葡萄糖单元（C6H10O5）n 1500~5000或更多
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M 25000~106正弦波滤波器或更高
纤维素是自然界主要由植物通过光合作用合成的取之不尽、用之不竭的天然高分子材料，它的主要应用领域有纺织、造纸、精细化工等。 2.2 纤维素的来源与分类
纤维素是地球上存在量最大的一类有机资源，主要来源于植物界。今天我们主要学习植物纤维素、细菌纤维素、人工合成纤维素这三种纤维素的特点及来源。
1. 植物纤维素
植物纤维素是植物细胞壁的主要成分，它具有生物降解性和可再生性，是理想的绿环保材料。
特点：具有生物降解性和可再生性
主要来源：棉纤维，木材，草类纤维，韧皮纤维。
例子：棉花几乎是纯的纤维素，亚麻含纤维素80%，造纸用原料--木材纤维素等
目前工业中应用最多的纤维素
2. 细菌纤维素
微生物合成纤维素的统称。
植物纤维素总是与木质素、半纤维素、果胶等杂质相伴生，使用前需除杂，而除杂过程会产生很多废水，污染环境，增加成本，相比之下，细菌合成纤维素纯度更高，且具有更高的分子量和结晶度。
特点：纯度高，分子量和结晶度高
主要来源：微生物合成
例子：木醋杆菌合成纤维素
微生物合成的纤维素在化学组成和结构上与植物纤维素非常相似，但纯度很高，且拥有优越性能，被认为是21世纪理想的生物材料。 3. 人工合成纤维素
尽管纤维素的结构简单，但人工合成相当困难。由于技术限制，人工合成纤维素聚合度低，通常只有几十；分子量低，尚不能达到自然界中高结晶度、高聚合度的织态结构，无法满足现代工业需要。
特点：聚合度低、分子量低。
主要来源：酶催化人工合成纤维素
开环聚合人工合成纤维素
2.2 纤维素的结构
1. 纤维素的分子结构
1842年Payen首次发现并证明纤维素为长链状β-(1,4)-D-脱水葡萄糖聚合物。
纤维素的纯品无、无味、无臭，不溶于水和一般有机溶剂。
纤维素的自然水解产物是纤维二糖，对纤维二糖进行结构分析，表面纤维二糖是β-(1,4)苷，这表明在纤维素中葡萄糖单元式通过β-(1,4)-糖苷键连接的，另一方面，说明纤维素的重复结构单元是纤维二糖。
纤维二糖分子式：
纤维素的分子结构：
(n为聚合度)
自制室内单杠
纤维素分子中的每个葡萄糖残基上均有3个羟基，其中1个是伯羟基，位于C6上；两个是仲羟基，分别位于C2和C3上。3个羟基可发生一系列化学反应，如醚化、酯化、氧化等，因此很容易通过化学改性制备纤维素衍生物。支架搬运车
构象：由于内旋转作用，使分子中原子的几个排列不断发生变化，产生了各种内旋转异构体，成为分子链的构象。
纤维素高分子中，6位上的碳-氧键绕5和6位之间的碳-碳键旋转时，相对于5位上的碳-氧键合5位与4位之间的碳=氧键可以有三种不同的构象：gt、tg和gg（g表示旁氏，t表示反式）。一般认为，天然纤维素是gt构象，再生纤维素是tg构象。
2. 纤维素的超分子结构
纤维素大分子为无支链的线性分子，从x射线和电子显微镜观察可知，纤维素是绳索状长链排列，每束由100~200条彼此平行的纤维素大分子聚集在一起，形成直径约为10~30nm的微纤维。若干根微纤维聚集成束，形成纤维束。
4. 纤维素中的氢键
由于纤维素分子链上含有大量的羟基，几乎所有的羟基都能形成氢键，包括分子间和分子内氢键。
氢键在分子中起到了物理教练点的作用，使纤维素分子形成三维网状结构，这使得纤维素分子链的结构相当稳定。
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