纤维素的结晶度是指纤维素构成的结晶区占纤维素 整体的百分率，它反映纤维素聚集时形成结晶的程 度。
结晶度a

结晶区样品含量 结晶区样品含量＋非结晶区样品含量
100％
纤维素物料的结晶度大小，随纤维素样品而异。据 测定，种毛纤维和韧皮纤维纤维素的结晶度为70 ％～80％，木浆为60％～70％，再生纤维约为45％。
CH2OH
O
HO OH OH
OH
α -D-葡萄糖
CHO
H C OH
HO C H
H C OH H C OH
CH2OH
开链式结构
CH2OH
O
OH
HO OH
OH
β -D-葡萄糖
α -D-葡萄糖、β -D-葡萄糖
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－基环分子式：C6H10O5 －分子质量： 162 －纤维素分子链的分子式：
C6H11O5-(C6H10O5)n-2- C6H11O5 －聚合度：n
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）。
形态结构（三次结构）：比超分子结构更大一些，光 学显微镜下可见。如多重细纤维结构，纤维断面的 形状、结构和组成。
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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构象。在椅式构象中,
联接取代基的键分直立键和平伏键, β–D吡喃型葡 萄糖环中主要的取代基均处于平伏位置。
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O C H2O H
OH
O C H2O H
OH
O C H2O H
O
HO
O
HO
O
HO
O
OH
13
三个醇羟基，分别位于2、3、6位，其中C2、C3 为仲醇羟基，而在C6为伯醇羟基。
4）纤维素大分子的两个末端基，一个具有还原性，另一个 是非还原性的
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纤维素分子链一端的葡萄糖基第一个碳原子上存在 一个苷羟基，当葡萄糖环结构变成开链式时，此羟基即 变为醛基而具有还原性，故苷羟基具有潜在的还原性， 又有隐性醛基之称。
1）纤维素大分子的基本结构单元是D－吡喃式葡萄 糖基（即失水葡萄糖）。
2）纤维素大分子的葡萄糖基间的联接都是β-苷键联 接。
3）纤维素大分子每个基环均具有3个醇羟基。 4）纤维素大分子的两个末端基，一个具有还原性，
另一个是非还原性的。整体呈极性。
1）纤维素大分子的基本结构单元是D－吡 喃式葡萄糖基（即失水葡单 元在空间的相对排列，包5 括高分子的链 结构、聚集态结构和形态结构。
近程结构（一级） 一次结构：链结构
远程结构 （二级）
纤维素结构 二次结构：聚集态结构
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6包括尺度不同的两类结构。
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纤维素是诸多工业的主要原料，在造纸工业、 纺织工业、木材工业等领域中都有重要用途。关于 纤维素化学与工业的研究始于160多年前，是高分 子化学诞生及其发展时期的主要研究对象。
由于化石资源储量的不断减少，拓展纤维素资 源的高附加值利用是全球经济、能源和新材料发展 的热点领域之一。
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第一节 纤维素的化学与物理结构
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结晶区和非结20 晶区的特点
结晶区:
非结晶区:
纤维素分子链取向良好 纤维素分子链取向较差
密度较大
分子排列无秩序，分子
分子间的结合力最强
间距离较大，密度低，

结晶区对强度的贡献大。
分子间的氢键结合数量 少，故非结晶区对强度
的贡献小。
（二）纤维素的结晶度及可及度
1. 纤维素结晶度
二、纤维素大分子的构象（二级结构） 15
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。
O C H2O H
HO
O
OH
O C H2O H
HO
O
OH
纤维素大分子的构象如图所示,其葡萄糖单元成椅式
扭转,每个单元上C2位羟基、 C3位羟基和C6位取代基均 处于水平位置。
三、纤维素大分子聚集态结构（二次结构）
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（一）纤维素的结晶结构
纤维素的聚集状态，可以理解成一种由结 晶区和无定形区交错结合的体系，从结晶区到无 定形区是逐步过度的，无明显界限。
链结7构
近程结构（第一层次结构）：指单个分子内一个或 几个结构单元的化学结构和立体化学结构。
远程结构（第二层次结构）：指单个分子的大小与 形态、链的柔顺性和在空间所存在的各种形状（构 象）。
一、 纤维素的化学结构（近程结构） 8
组成纤维素的基本结构单元是什么？结构单 元间如何联接的？
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2、纤维素物料的可及度2A2
利用某些能进入纤维素物料的无定形区而不 能进入结晶区的化学试剂，测定这些试剂可以到 达并起反应的部分占全体的百分率称为纤维素物 料的可及度。
一个纤维素分子链可以经过若干结晶区和无 定形区。
每一个结晶区称为微晶体。
结晶区：纤维素大分子的聚集， 一部分的分子排列比较整齐、有 规则，呈现清晰的X－射线图；
无定形区：另一部分的分子链排 列不整齐、较松弛， 但其取向 大致与纤维主轴平行。
L为微晶体的长度，纤维素主链通 过一个以上的微晶体
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第三章 纤维素
第一节 纤维素的化学与物理结构 第二节 纤维素的相对分子质量和聚合度 第三节 纤维素的物理及物理化学性质 第四节 纤维素的化学反应
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纤维素是自然界中最古老、最丰富 的天然高分子，是重要的生物可降解性 和可再生的生物质资源之一。
定义：在常温下不溶于水、稀酸和 稀碱的D-葡萄糖基以β-1，4-苷键联接起 来的链状高分子化合物。
纤维素分子为极长的链分子，属线型高分子化 合物。
Mr /162 n
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2）纤维素大分子的葡萄糖基间的联接都是β － 苷键1联2 接
由于苷键的存在，使纤维素大分子对水解作 用的稳定性降低。在酸或高温下与水作用，可使苷 键破裂，纤维素大分子降解。
在酸中：β -苷键水解速度比α -苷键小。
3）纤维素大分子每个基环均具有3个醇羟基