水热法重结晶纤维素结构研究文献综述

 2022-04-29 21:56:37

1 研究的目的及意义

随着化石资源的枯竭和人类对环境问题的关注,将生物质资源转化成绿色能源、生物材料和化学品已成为国内外学者不断探索的目标和重点。其中来源最丰富的纤维素因环保无毒、低成本、具有生物相容性、可生物降解性、热稳定性和化学稳定性而受到关注[1-5]

纤维素是植物、动物和细菌的生物合成产物,泛指来源于植物,但动物胰腺或小肠消化酶无法消化的细胞壁成分,又可认为是未被消化的多糖和木质素的总称,包括纤维素、半纤维素、果胶、木质素、树胶和黏胶等。在植物细胞壁中,纤维素占35%~38%、半纤维素占38%~38.8%、木质素占12.3%~17%[6]。纤维素存在非常广泛,树叶、草料、秸秆中均含有大量纤维素。纤维素是自然界存在的可更新的重大天然资源,是人类宝贵的财富。

纤维素的化学结构是由D-吡喃葡萄糖环彼此以beta;-1,4-糖苷键以C1椅式构象联结而成的线形高分子化合物。有强的生成分子内和分子间氢键的能力 。纤维素的分子束是以微原纤相互聚集的。其中高有序区(结晶区)随少有序区(无定型区)而变化.微原纤构成原纤,最后,构成纤维素纤维。结晶区和无定形区间的比例,结晶的完善程度随纤维的种类,纤维的部位而异。因此在纤维素的微细结构中,结晶度是描述纤维素超分子结构的一个重要参数,它表示纤维素中结晶区占纤维总体积的百分率。纤维的物理化学性质都与结晶度有着密切的关系[7]

在湿化学过程中,某些晶型的晶体结构变化往往被忽略。水热法采用水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热、加压,创造一个高温、高压的反应环境,使得纤维素重结晶,有利于纤维素纤维与各种异形体的结构研究。

随着科学和技术的迅速发展,纤维素作为高分子材料面临高技术工业材料的挑战[8]。因此,充分探索纤维素材料的全部潜力.深入地研究纤维素及其异形体的结构,并研究改变其结构,使其有利于各种化学反应和物理变化.制取能与合成高分子材料抗争的各种高性能和高功能纤维素新材料,对高分子材料科学的发展具有重要意义。

2 国内外研究现状

2.1 纤维素结晶变体类型及其结构

2.1.1 纤维素Ⅰ

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