浙江科技大学：《植物纤维化学》课程教学课件（PPT讲稿）第三章 纤维素及其衍生物 第四节 纤维素的物理及物理化学性质 第五节 纤维素化学性质

第四节纤维素的物理及物理化学性质

第四节 纤维素的物理及物理 化学性质

一、纤维素纤维的吸湿与解吸1．吸湿和解吸概念吸湿一当纤维素自大气中吸取水或蒸汽时称为吸湿。解吸一因大气中降低了蒸气分压而自纤维素放出水或蒸汽时，称为解吸

一、纤维素纤维的吸湿与解吸 1．吸湿和解吸概念 吸湿 — 当纤维素自大气中吸取水或蒸汽时， 称为吸 湿。 解吸 — 因大气中降低了蒸气分压而自纤维素 放出水或蒸汽时，称为解吸

2.吸湿与解吸内在原因在纤维素的无定形区中，链分子中的羟基只是部分地形成氢键，还有部分的羟基仍是游离羟基。由于羟基是极性基团，易于吸附极性的水分子，并与吸附的水分子形成氢键结合，这就是纤维素吸湿的内在原因

2. 吸湿与解吸内在原因 在纤维素的无定形区中，链分子中的羟基只是 部分地形成氢键，还有部分的羟基仍是游离羟基。 由于羟基是极性基团，易于吸附极性的水分子，并 与吸附的水分子形成氢键结合，这就是纤维素吸湿 的内在原因

24·吸附解吸20316000吸湿与解吸过程12800.20.40.60.81.0相对蒸汽压

3 ．吸湿与解吸过程

4．解释上述现象4.1在相对蒸汽压较低时（0.2以下），吸附的中心在纤维素分子中未结合的羟基上，与此同时棉纤维开始润胀。4.2相对蒸汽压在0.2~0.6之间时，随着吸水量及润胀程度的增加，破坏了纤维素分子的氢键，形成新的吸附中心

4．解释上述现象 4.1 在相对蒸汽压较低时（0.2以下），吸附的中 心在纤维素分子中未结合的羟基上，与此同时 棉纤维开始润胀。 4.2 相对蒸汽压在0.2~0.6之间时，随着吸水量及 润胀程度的增加，破坏了纤维素分子的氢键， 形成新的吸附中心

4.3相对蒸汽压超过0.6时，由于棉纤维进一步润胀产生了更多的游离羟基（吸附中心），吸附水量加快。当相对蒸汽压继续增加时，出现了多层吸附现象。4.4纤维素吸附水后，经干燥发现×-射线图没有变化，说明水的吸附只发生无定形区内，而结晶区内没有吸附水分子

4.3 相对蒸汽压超过0.6时，由于棉纤维进一步润胀， 产生了更多的游离羟基（吸附中心），吸附水 量加快。当相对蒸汽压继续增加时，出现了多 层吸附现象。 4.4 纤维素吸附水后，经干燥发现 X-射线图没有变 化，说明水的吸附只发生无定形区内，而结晶 区内没有吸附水分子

5.滞后现象在同一相对蒸汽压下吸附的吸着水量低于解吸时的吸着水量的现象，称为“滞后现象

5. 滞 后 现 象 在同一相对蒸汽压下吸附的吸着水量低于 解吸时的吸着水量的现象，称为“滞后现象”

6.纤维素吸附水的性质结合水：一部分是进入纤维素无定形区与纤维素的羟基形成氢键结合的水，称为“结合水”。游离水：当纤维素物料吸湿达到纤维饱和点后，水分子继续进入纤维的细胞腔和孔隙中，形成多层吸附水或毛细管水，这种水称为“游离水

6.纤维素吸附水的性质 结合水：一部分是进入纤维素无定形区与纤维素的 羟基形成氢键结合的水，称为“结合水” 。 游离水：当纤维素物料吸湿达到纤维饱和点后，水 分子继续进入纤维的细胞腔和孔隙中，形 成多层吸附水或毛细管水，这种水称为 “游离水”

7，纤维素的吸湿对纸张的影响纸张的强度在某一水分含量而达最大值，低于此值则纸张发脆强度下降，高于此值则由于润胀作用文破坏了纤维之间的氢键结合，强度也会下降。纤维素物质在绝干时是良好的绝缘体，吸湿时则电阻迅速下降

7．纤维素的吸湿对纸张的影响 ⚫ 纸张的强度在某一水分含量而达最大值，低于此 值则纸张发脆强度下降，高于此值则由于润胀作 用又破坏了纤维之间的氢键结合，强度也会下降。 ⚫ 纤维素物质在绝干时是良好的绝缘体，吸湿时则 电阻迅速下降

三、纤维素纤维的润胀与溶解(一）纤维素纤维的润胀1.润胀的概念固体吸收润胀剂后，其体积变大但不失其表观均匀性，分子间的内聚力减少，固体变软，此种现象称为润胀

二、纤维素纤维的润胀与溶解 （一）纤维素纤维的润胀 1．润胀的概念 固体吸收润胀剂后，其体积变大但不失其表 观均匀性，分子间的内聚力减少，固体变软，此 种现象称为润胀