纖維化學(xué)與物理復(fù)習(xí)

1、纖維化學(xué)與物理復(fù)習(xí)第一章 緒論1、了解纖維的定義、來(lái)源和分類 定義：指一種長(zhǎng)度與截面直徑之比較大，具有一定柔性和強(qiáng)度的細(xì)長(zhǎng)物體。 來(lái)源：針葉木，闊葉木，竹類，禾草類，韌皮類，籽毛類，棉，麻類，動(dòng)物皮，毛，人造，合成等等。 分類：天然纖維（植物纖維，動(dòng)物纖維），化學(xué)纖維（人造纖維，合成纖維）2、掌握聚合物結(jié)構(gòu)的三個(gè)層次分子結(jié)構(gòu)（近程分子結(jié)構(gòu)、遠(yuǎn)程分子結(jié)構(gòu)）高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)：一. 構(gòu)造（分子中原子和鍵的序列而不考慮其空間排列）1）聚合物分子鏈的化學(xué)組成：碳鏈高分子-> 主鏈由C原子以共價(jià)鍵連接雜鏈高分子->主鏈由兩種或更多原子以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)(主要是C、O、N、S等原子)元素有機(jī)高分子-

2、>主鏈中含有 Si 、P 、B 等無(wú)機(jī)元素2）結(jié)構(gòu)單元的鍵接方式:一般頭-尾相連占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，而頭-頭相連所占比例較低。結(jié)構(gòu)單元在分子鏈上的鍵接方式會(huì)影響聚合物的結(jié)晶性能和化學(xué)性能。3）支化、交聯(lián)和端基支化類型（1）根據(jù)支鏈的長(zhǎng)度:短鏈支化、長(zhǎng)鏈支化 （2）根據(jù)支鏈的連接方式不同:無(wú)規(guī)支化（Random branching）,梳形支化（Comb branching）,星形支化（Star branching）4）序列結(jié)構(gòu):無(wú)規(guī)共聚,交替共聚,嵌段共聚,接枝共聚二. 構(gòu)型（取代基空間排列方式） 1）幾何異構(gòu)：由大分子鏈中雙鍵兩側(cè)的基團(tuán)排列方式不同所形成，又稱為順?lè)串悩?gòu)。2）旋光異構(gòu)：存在不對(duì)稱

3、的碳原子化合物，能形成互為鏡影的兩種異構(gòu)體。要改變構(gòu)型必需經(jīng)過(guò)化學(xué)鍵的斷裂與重排。高分子鏈的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)：分子量及分子量分布: 分子量大小及分布，聚合度，高聚物的統(tǒng)計(jì)平均分子量平均分子量的測(cè)定空間幾何形狀：構(gòu)象與鏈柔性構(gòu)象：由于化學(xué)鍵的旋轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的原子或基團(tuán)在空間的幾何排列高分子鏈的柔順性構(gòu)象、高分子鏈的柔順性聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)）：處于平衡態(tài)時(shí)組成該纖維的高聚物長(zhǎng)鏈分子相互間的幾何排列特征形態(tài)結(jié)構(gòu)（微原纖維原纖維基礎(chǔ)纖維纖維）：(P12)掌握纖維結(jié)構(gòu)對(duì)纖維性能的影響：纖維的一次結(jié)構(gòu)對(duì)纖維的二次結(jié)構(gòu)、三次結(jié)構(gòu)以及纖維的物理化學(xué)性能具有決定性的作用。3、了解共混高聚物的結(jié)構(gòu)和

4、形態(tài)，聚苯乙烯增韌(見(jiàn)課件)4、掌握聚合物分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)n A、分子運(yùn)動(dòng)單元的多重性：1、高分子整鏈的運(yùn)動(dòng)：高分子鏈質(zhì)量中心發(fā)生位移2、高分子鏈段的運(yùn)動(dòng)：高分子鏈的構(gòu)象發(fā)生變化，高分子鏈的質(zhì)量中心位置不變3、高分子鏈中的小運(yùn)動(dòng)單元：鏈節(jié)、側(cè)基和支鏈等的運(yùn)動(dòng)n B、分子運(yùn)動(dòng)的松弛特性：從一種平衡狀態(tài)通過(guò)分子熱運(yùn)動(dòng)，達(dá)到與外界環(huán)境相適 應(yīng)的新的平衡態(tài)，這個(gè)過(guò)程的完成需要一定的時(shí)間 熱力學(xué)上稱松弛過(guò)程n C、分子運(yùn)動(dòng)的溫度依賴性：溫度 升高à 分子熱運(yùn)動(dòng)能 升高à 使更活化溫度 升高à 體積 升高à 分子運(yùn)動(dòng)空間升高à最終使松弛時(shí)間下降5、掌握線性非

5、晶態(tài)高聚物的三個(gè)力學(xué)狀態(tài)（玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)）： 玻璃態(tài)：模量大，101012達(dá)因/厘米2，形變小，0.1% 或更小，形變可逆且瞬時(shí)完成為塑料性狀，分子運(yùn)動(dòng)機(jī)制：僅有鏈節(jié)側(cè)基等小單元能運(yùn)動(dòng),分子鏈段和整個(gè)分子鏈處于凍結(jié)狀高彈態(tài)：模量小，1057達(dá)因/厘米2，形變大，可達(dá)800%或更大，形變可逆、是一個(gè)松弛過(guò)程，為橡膠性狀，分子運(yùn)動(dòng)機(jī)制：分子鏈段解凍可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)粘流態(tài)：模量極小可流動(dòng)，形變很大，形變不可逆、是一個(gè)松弛過(guò)程，呈粘性流動(dòng)狀分子運(yùn)動(dòng)機(jī)制：整個(gè)分子鏈解凍，可以運(yùn)動(dòng),使高分子鏈質(zhì)量中心發(fā)生位移的運(yùn)動(dòng)了解玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論要點(diǎn)；了解影響玻璃化溫度 Tg 的因素：（見(jiàn)課件）6、了解高

6、聚物的線性粘彈性，蠕變、應(yīng)力松弛，力學(xué)模型，時(shí)溫等效原理（見(jiàn)課件）7、了解纖維的吸濕性能，理解影響纖維吸濕的原因纖維的吸濕：纖維的吸濕性是指纖維從大氣中吸水或纖維中的水逸散到大氣中的綜合現(xiàn)象。纖維的大分子上的極性基團(tuán)依靠氫鍵與水分子締合形成水合物，這是纖維具有吸濕性的主要原因。天然纖維的吸濕性優(yōu)于合成纖維。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)纖維、纖維素纖維中都含有很多的極性基團(tuán)如：羥基、氨基、羧基、酰胺基等，容易與水形成氫鍵。合成纖維中的極性基團(tuán)要相對(duì)少得多。影響纖維吸濕的原因：、影響纖維吸濕的內(nèi)因纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)中的結(jié)晶度：結(jié)晶度越大，吸濕性越差，因?yàn)槲鼭裰饕l(fā)生在纖維的無(wú)定形區(qū)，水分子一般不能進(jìn)入結(jié)晶區(qū)。纖維內(nèi)部的

7、孔隙：當(dāng)濕度較大時(shí)，水分可填充到纖維的孔隙中形成毛細(xì)管水，所以纖維孔隙越多，吸濕性越強(qiáng)。表面吸附：纖維越細(xì)，比表面積越大，則吸附水分子的能力越強(qiáng)。、影響纖維吸濕的外因吸濕時(shí)間：吸濕與脫濕是一個(gè)平衡過(guò)程，達(dá)到平衡的時(shí)間很長(zhǎng)。所以在進(jìn)行各種纖維材料物理性能的檢驗(yàn)時(shí)，需要把它們放置在標(biāo)準(zhǔn)的濕度、溫度環(huán)境中進(jìn)行定時(shí)調(diào)濕。環(huán)境的濕度：相對(duì)濕度增大，纖維的吸濕性增強(qiáng)。吸濕等溫線（Moisture sorption isotherm) 纖維在一定的溫度下，通過(guò)改變相對(duì)濕度所得到的平衡回潮率曲線稱為吸濕等溫線。吸濕滯后：同樣的纖維在一定的大氣溫、濕度條件下，從脫濕達(dá)到平衡和從吸濕達(dá)到平衡，兩種平衡回潮率不相等

8、，前者大于后者，這種現(xiàn)象稱為吸濕滯后。8、了解纖維的有關(guān)力學(xué)術(shù)語(yǔ)（應(yīng)力、應(yīng)變、彈性模量、斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)度、斷裂功）（教材：P17）9、掌握纖維的應(yīng)力應(yīng)變曲線所表示的意義，了解纖維的主要力學(xué)性能（教材：P17）10、了解纖維的電學(xué)性能，理解纖維靜電產(chǎn)生的原因及消除 纖維的電學(xué)性能：是指纖維在外加電壓或電場(chǎng)作用下的行為及其表現(xiàn)出來(lái)的各種物理現(xiàn)象。（介電性能，導(dǎo)電性能，靜電現(xiàn)象）靜電現(xiàn)象的產(chǎn)生n 在外界因素影響下使物體產(chǎn)生電荷的過(guò)程，就是所謂的起電現(xiàn)象；如果這種產(chǎn)生的電荷固定在物體上而不流動(dòng)，稱為靜電荷或靜電。n 纖維之間相互摩擦或纖維與其他材料進(jìn)行摩擦都能起電。消除靜電的方法：1.抑制帶電的產(chǎn)

9、生；促進(jìn)帶電的消失。2.提高空氣的相對(duì)濕度3.用能形成相反電荷的兩種纖維材料配合在一起，使產(chǎn)生的靜電荷相互抵消；4.加抗靜電劑：5.混入少量導(dǎo)電纖維第二章 合成纖維1、理解合成纖維的常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)（長(zhǎng)絲、短纖維、異形纖維、復(fù)合纖維、超細(xì)纖維）（教材：P453）2、了解合成纖維的一般理化性能（教材：P468-475）3、掌握合成纖維的生產(chǎn)方法 高聚物合成à紡絲液制備（熔融紡絲液紡絲溶液）à紡絲（熔融紡絲溶液紡絲）à后加工4、掌握聚酯纖維（滌綸）的合成路線、紡絲過(guò)程（教材：P464）滌綸是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維的中國(guó)商品名，滌綸是以對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞ズ鸵叶紴樵?/p>

10、經(jīng)酯化或酯交換和縮聚反應(yīng)而制得的成纖高聚物聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET），經(jīng)紡絲和后處理制成的纖維。n HOCH2CH2OHn HOOCCOOH HOCCOCH2CH2OHOOn重復(fù)結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元 滌綸的生產(chǎn)過(guò)程：熔融紡絲法紡前準(zhǔn)備n 干燥（含水率從0.4%下降到0.01%以下）、溫度在180以下。n 熔融，溫度控制在290-300 紡絲n 熔體溫度控制在285-290 n 卷繞速度一般控制在2000m/min以下后處理n 集束拉伸上油卷曲熱定形切斷5、了解滌綸的結(jié)構(gòu)、物理性能及應(yīng)用（教材：P468-475） 滌綸的分子結(jié)構(gòu)n PET是具有對(duì)稱性芳環(huán)結(jié)構(gòu)的線形大分子，沒(méi)有大的支鏈。n

11、 PET分子鏈中的基團(tuán)剛性較大，純凈的PET熔點(diǎn)較高（約267）。n PET分子存在兩種空間構(gòu)象，無(wú)定形PET為順式構(gòu)象，結(jié)晶時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榉词綐?gòu)象。n PET分子鏈的結(jié)構(gòu)具有高度的立體規(guī)整性，所有的芳環(huán)幾乎處在一個(gè)平面上，具有結(jié)晶傾向。滌綸的形態(tài)結(jié)構(gòu)n 常規(guī)滌綸纖維表面光滑，縱向均勻無(wú)條痕。n 橫截面為實(shí)心圓形。6、了解滌綸化學(xué)性能 酸對(duì)滌綸的作用：滌綸對(duì)無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸都有良好的穩(wěn)定性。堿對(duì)滌綸的作用：在堿的作用下酯鍵將發(fā)生水解。氧化劑和還原劑對(duì)滌綸的作用：滌綸對(duì)氧化劑和還原劑的穩(wěn)定性很高，染整加工中常使用的漂白劑如：次氯酸鈉、亞氯酸鈉、雙氧水和還原劑如：保險(xiǎn)粉、二氧化硫脲等都可使用。溶劑對(duì)滌綸的

12、作用：常用有機(jī)溶劑如丙酮、苯、三氯甲烷、苯酚-氯仿等在室溫下能使滌綸溶脹，在70-110下很快溶解。酚類化合物常用作滌綸染色的載體。7、掌握聚酰胺纖維（錦綸）的合成路線、紡絲過(guò)程（教材：P482）錦綸66的合成主要原料為己二酸和己二胺該縮聚反應(yīng)需要嚴(yán)格控制兩種單體原料的摩爾比，才能得到高相對(duì)分子質(zhì)量的高聚物。在進(jìn)行縮聚反應(yīng)前，先將已二酸和已二胺混合制成已二胺-已二酸鹽（簡(jiǎn)稱66鹽），再分離精制，確保沒(méi)有過(guò)量的單體存在，再進(jìn)行縮聚反應(yīng)。8、了解錦綸的結(jié)構(gòu)、物理性能、化學(xué)性能（教材：P486-490）9、掌握聚丙烯腈纖維的合成、紡絲過(guò)程（教材：P494）腈綸的生產(chǎn)過(guò)程：由于丙烯腈共聚物受熱時(shí)既不熔

13、化又不熔融，所以只能采用溶液紡絲法干法及濕法紡絲。其中干法紡絲主要生產(chǎn)長(zhǎng)絲，濕法主要生產(chǎn)短絲。腈綸濕法紡絲介紹紡前準(zhǔn)備：以硫氰酸鈉為溶劑，紡絲原液的組成為：硫氰酸鈉濃度44%左右，聚合物濃度12%-13%。脫泡、調(diào)溫、過(guò)濾紡絲：采用臥式紡絲機(jī)紡絲，凝固浴組成為10%-12%硫氰化鈉，溫度10-12，浸長(zhǎng)約1m。后處理10、了解腈綸的結(jié)構(gòu)、物理性能、化學(xué)性能（教材：P497-500）11、了解氨綸、丙綸、維綸、氯綸的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)（教材：P500-514）第三章：植物纖維原料的形態(tài)結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分1、了解植物纖維原料的種類（P40）木材纖維原料n 針葉材: 杉、松、柏等n 闊葉材：楊、樺、楓、桉、

14、櫸、榕、槭等非木材纖維原料n 竹類：毛竹、慈竹、楠竹等n 禾草類：稻草、麥草、蘆葦、甘蔗渣、高梁稈等n 韌皮類： 樹(shù)皮類：桑皮、構(gòu)皮、棉桿皮、檀皮、雁皮、 棉桿皮 麻類：紅麻、大麻、黃麻、青麻、亞麻、苧麻 等n 籽毛類：棉花、短棉絨2、了解棉、麻纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)（P40）3、了解植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（P49）4、了解植物纖維原料的主要化學(xué)成分（P41）主要成分：纖維素骨架物質(zhì) ；半纖維素填充物質(zhì) ；木素粘合物質(zhì)常見(jiàn)植物纖維原料化學(xué)成分的比較（P47）5、掌握與纖維素有關(guān)的幾個(gè)概念綜纖維素： 植物纖維被脫除木素后纖維素和半纖維素的總稱，造紙工業(yè)的專用名詞。u 氯化法u 亞氯酸鈉法u 二氧化氯法 非理

15、論上的纖維素，不同方法，木素殘留量不同，纖維素?fù)p失率也不相同。克-貝纖維素：特指由英國(guó)人Cross 和Bevan于1880年提出分離纖維素方法所得到的纖維素。硝酸乙醇纖維素：特指由法國(guó)人Kurscher 和 Hoffer 提出的用20%硝酸+80%乙醇混合液處理木粉得到的纖維素。纖維素: 17.5%NaOH(或24%KOH)溶液在20下處理綜纖維素或漂白化學(xué)漿45min.的殘留物，包括纖維素與抗堿的半纖維素。纖維素：高度降解的纖維素與半纖維素。聚合度為 1590纖維素：半纖維素，聚合度低于15第四章：纖維素和纖維素纖維1、掌握纖維素的分子結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)單元、連接方式、結(jié)構(gòu)特征等 纖維素是-D葡

16、萄糖基通過(guò)1,4苷鍵連接而成的線型高分子化合物。 纖維素的元素組成為：C：44.0，H；6.2，O：49.4。 纖維素大分子基本結(jié)構(gòu)單元-D-吡喃葡萄糖基纖維素分子的結(jié)構(gòu)特征:葡萄糖環(huán)上2,3,6位三個(gè)OH,是纖維素的反應(yīng)活性點(diǎn)n 鏈端：有一隱性-CHO,具還原性n 環(huán)間O，酸分解之n 整個(gè)大分子有極性,呈現(xiàn)方向性n 鏈剛性，H-鍵多，強(qiáng)度高2、掌握纖維素分子量的多分散性和聚合度 分子量的多分散性亦稱為分子量的不均一性，描述纖維原料中不同分子量（聚合度）的組分在原料中的存在情況。纖維素分子的聚合度(DP):纖維素大分子鏈中D葡萄糖基的數(shù)目。纖維素聚合度表征纖維素分子鏈的長(zhǎng)短，聚合度上升時(shí)，纖維

17、素強(qiáng)度加大。3、了解纖維素分子量的表征方式 纖維素大分子分子式可表示為：C6H11O5(C6H10O5)nC6H11O6由此分子式，聚合度DPn+2，基環(huán)分子量162，兩個(gè)末端基比基環(huán)共多出一個(gè)H2O分子，故纖維素大分子的相對(duì)分子質(zhì)量：MDP×16218當(dāng)DP很大時(shí)，將18忽略，得分子量與聚合度之間的關(guān)系式：M162 ×DP或DPM/1624、了解纖維素分子量的測(cè)定方法 一般是將纖維素溶解，利用纖維素溶液來(lái)進(jìn)行測(cè)定n 蒸氣壓下降法：通過(guò)測(cè)定纖維素物料溶解后引起溶液蒸氣壓的下降值的分子量。相對(duì)法，Mnn 沸點(diǎn)升高冰點(diǎn)下降法：沸點(diǎn)升高值和冰點(diǎn)下降值正比于溶液濃度，反比于溶質(zhì)的分

18、子量。相對(duì)法， Mn。n 滲透壓法：纖維素高分子溶液濃度不同，分子量不同，產(chǎn)生滲透壓不同。絕對(duì)法， Mn。n 光散射法：散射光強(qiáng)隨纖維素溶液濃度和分子量的增加而增加。絕對(duì)法， Mw。n 超速離心法：大分子物質(zhì)在重力場(chǎng)作用下沉降，沉降速度與分子質(zhì)量有關(guān)。絕對(duì)法， Mn， Mw 。n 粘度法5、了解纖維素纖維的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：結(jié)晶區(qū)、非結(jié)晶區(qū)、結(jié)晶度、可及度等概念 結(jié)晶區(qū)內(nèi):分子鏈取向良好，分子排列比較整齊，有規(guī)則、清晰的X-射線衍射圖,密度大，分子間結(jié)合力強(qiáng)，對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)大。 非結(jié)晶區(qū)內(nèi):分子鏈取向較差，分子鏈排列不整齊，較松弛，其取向大致與纖維主軸平行，這一部分沒(méi)有特定的X-射線衍射圖。分子排列無(wú)規(guī)

19、則，分子間氫鍵結(jié)合少，強(qiáng)度較差。纖維素物料的結(jié)晶度 指纖維素構(gòu)成的結(jié)晶區(qū)所占纖維素整體的百分率(重量比或體積比) 。 結(jié)晶度a=結(jié)晶區(qū)樣品含量/（結(jié)晶區(qū)樣品含量+非結(jié)晶區(qū)樣品含量）×100% 結(jié)晶度反映了纖維素聚集時(shí)形成結(jié)晶的程度。纖維素物料的可及度可及度：可與特定試劑起反應(yīng)的纖維素占全體物料的 百分?jǐn)?shù)。A=a+(100-a) A：可及度 :結(jié)晶區(qū)表面部分的纖維素分?jǐn)?shù) a：結(jié)晶度,% 從這個(gè)公式可以看出，如果已知某種原料的可及度和就可以求出結(jié)晶度：a=(100-A)/(1-)6、了解纖維素纖維的物理性質(zhì)：吸濕與解吸概念，纖維吸濕滯后現(xiàn)象；潤(rùn)脹與溶解現(xiàn)象纖維素的物理降解 1.纖維素的吸

20、濕和解吸 吸濕：在纖維素的無(wú)定形區(qū)內(nèi)，游離羥基與極性水分子形成氫鍵結(jié)合，使纖維素的水分含量增加的過(guò)程。 解吸：因蒸汽分壓下降，無(wú)定形區(qū)的氫鍵結(jié)合破環(huán)，水分子被釋放的過(guò)程。 吸附與解吸不是完全可逆的。 纖維吸濕滯后現(xiàn)象：滯后現(xiàn)象：同一相對(duì)濕度下，纖維素吸附時(shí)的吸著水量低于解吸時(shí)的吸著水量的現(xiàn)象。即“進(jìn)得多，出的少”。原因：解吸過(guò)程中，游離羥基與水分子間的氫鍵未完全可逆的打開(kāi)，致使部分水分子留著在纖維素上。纖維素的吸濕只發(fā)生在非結(jié)晶區(qū)，結(jié)晶區(qū)并沒(méi)有吸附水分子，結(jié)晶區(qū)內(nèi)的氫鍵沒(méi)有被破壞，鏈分子的有序排列也沒(méi)有被改變。吸附水量隨纖維素?zé)o定形區(qū)百分率的增加而增加。2.纖維素纖維的潤(rùn)脹和溶解1) 纖維素纖

21、維的潤(rùn)脹 潤(rùn)脹：固體吸收溶劑后，其體積變大但不失其表觀均勻性，分子間內(nèi)聚力減少，固體變軟的現(xiàn)象。 有限潤(rùn)脹：體積變化，均一性不失。 無(wú)限潤(rùn)脹：即溶解。2)纖維素纖維的溶解：纖維素溶解的意義：纖維素性能指標(biāo)測(cè)定(如分子量、聚合度的測(cè)定）纖維素的利用3.纖維素的熱降解和機(jī)械降解1.)熱降解低溫條件下的熱降解 25 250 ： 包括物理吸附水解吸(25-150 )和葡萄糖基的脫水(150-250 )兩個(gè)階段.低溫下的熱降解聚合度的下降；低溫下會(huì)蒸發(fā)出H2O、CO、CO2；形成羰基和羧基；低溫?zé)峤到獍殡S有重量損失、水解作用、氧化作用。高溫下的熱降解 >250 包括糖甙鍵的斷裂(240-400 )

22、和芳環(huán)化(400 以上)兩個(gè)階段.分解出CH4、CO、CO2及大量揮發(fā)性產(chǎn)物。纖維物料重量損失大，結(jié)晶區(qū)受破壞，聚合度下降。2）機(jī)械降解纖維素在受強(qiáng)烈機(jī)械作用時(shí),大分子連接鍵斷裂,結(jié)晶結(jié)構(gòu)和大分子間氫鍵受破壞。導(dǎo)致纖維素聚合度下降,制成紙漿強(qiáng)度下降。反應(yīng)能力和溶解度提高7、掌握纖維素的重要化學(xué)性質(zhì)1）纖維素的化學(xué)反應(yīng)部位反應(yīng)部位：葡萄糖基環(huán)上C2，C3，C6上羥基，苷鍵2）纖維素的酸水解降解過(guò)程和特征n 水解溫度n 溫度升高，水解速度升高；溫度每增加10 ，水解速度增加一倍。3）纖維素的堿性降解方式及反應(yīng)特征 堿降解反應(yīng)包括堿性水解和剝皮反應(yīng) 堿性水解 部位:苷鍵斷裂，產(chǎn)生新的還原性末端基，聚

23、合度下降。 發(fā)生條件：堿性，較高溫度剝皮反應(yīng)：纖維素具有還原性的末端基在堿的作用下順序去除使纖維素大分子逐步降解的過(guò)程。由于纖維素的末端不存在醛基，不能再產(chǎn)生剝皮反應(yīng)4）纖維素的酯化、醚化反應(yīng)及應(yīng)用 反應(yīng)原理: 以纖維素葡萄糖基環(huán)三個(gè)-OH為反應(yīng)點(diǎn)。 纖維素葡萄糖基環(huán)上醇羥基+酸(無(wú)機(jī)或有機(jī))（酯）纖維素葡萄糖基環(huán)上醇羥基+烷基鹵化物（醚）1.纖維素硝酸酯俗稱硝化纖維素或硝酸纖維素2.纖維素醋酸酯：俗稱醋酸纖維素或乙酰纖維素。 條件控制:乙?；瘎┻^(guò)量催化劑：硫酸、高氯酸 3.纖維素磺酸酯：黃酸酯是二硫化碳與含有NaOH的醇作用生成的酯l 纖維素醚化的種類：烷基纖維素 Rl 羥烷基纖維素-R-O

24、Hl 羧甲基纖維素(CMC)-CH2COOH5）纖維素的主要化學(xué)改性方法 1.接枝共聚接枝共聚是指在聚合物的主鏈A上，接上另一種單體B。 游離基聚合 原理：纖維素葡萄糖基環(huán)上產(chǎn)生游離基，再與接枝單體反應(yīng)。離子型接枝共聚 纖維素先用堿處理產(chǎn)生離子，然后與丙烯氰、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯氫等發(fā)生接枝共聚。2.纖維素的交聯(lián)：交聯(lián)：聚合物在光、熱、交聯(lián)劑的作用下，分子鏈間形成共價(jià)鍵，產(chǎn)生凝膠或不溶物的過(guò)程1）形成醚的交聯(lián)反應(yīng) 2）形成酯的交聯(lián)反應(yīng) ：纖維素與酸酐（鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐）、鄰二羧酸酰氯等等形成二酯形式的交聯(lián)。8、半纖維素的概念，了解其命名方法（P175） 由兩種或兩種以上的糖基組成

25、的不均一聚糖，大多帶有短的支鏈1)列出各種糖基將含量少的支鏈糖基排前面，含量多的排后面，主鏈糖基列于最后，詞首加“聚”字. 2)只寫(xiě)主鏈糖基而不寫(xiě)支鏈糖基，主鏈糖基前加“聚”字9、了解半纖維素的化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用Ø 1.酸性水解：苷鍵的破壞Ø 2.堿性降解：剝皮反應(yīng)，堿性水解Ø 3.半纖維素在化學(xué)制漿中的變化 半纖維素長(zhǎng)鏈中，支鏈與主鏈所連接的苷鍵穩(wěn)定性降低，醛酸型糖基環(huán)使苷鍵穩(wěn)定性降低，易于在制漿過(guò)程中斷裂而進(jìn)入溶液。應(yīng)用：1.作為工業(yè)原料被利用：發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，生產(chǎn)糠醛2.在食品工業(yè)中應(yīng)用：木糖和木糖醇的生產(chǎn)，作為膳食纖維被利用3.在生物和醫(yī)藥領(lǐng)域的利用 4.改性

26、后的其它利用10、了解半纖維素在化學(xué)制漿中的變化（P203）11、了解木素在植物纖維原料中的存在Ø 木素是僅次于纖維素的、最豐富的天然高分子有機(jī)物，廣泛存在于植物纖維原料中，估算全世界每年約可產(chǎn)600萬(wàn)億噸，木素含碳量高，蘊(yùn)藏著豐富的化學(xué)能。Ø 木素的分布:復(fù)合胞間層濃度最高，而次生壁的含量最多12、掌握木素大分子基本骨架結(jié)構(gòu)及單元間的聯(lián)接方式 1.木素大分子基本骨架(a)愈瘡木酚基丙烷;(b)紫丁香基丙烷;(c)對(duì)羥基苯基丙烷2.木素結(jié)構(gòu)單元間的連接：1) 醚鍵連接2）碳-碳鍵連接木素大分子以醚鍵、碳-碳鍵聯(lián)接為主13、了解木素的工業(yè)應(yīng)用1.硫酸鹽木素（從硫酸鹽法蒸煮 溶

27、出的木素） 2.木素磺酸鹽（從亞硫酸鹽法蒸煮溶出的木素）3.堿木素（從燒堿法蒸煮溶出的木素） 第五章：蛋白質(zhì)纖維原料的化學(xué)成分和生物結(jié)構(gòu)一、氨基酸1、認(rèn)識(shí)20種常用氨基酸的元素組成和結(jié)構(gòu)（英文縮寫(xiě)、中文名稱、結(jié)構(gòu)）（P318320）2、掌握氨基酸的兩性電解質(zhì)性質(zhì)，等電點(diǎn)概念、等電點(diǎn)計(jì)算以及在不同pH條件下的電荷狀態(tài)和離解方式(P322) 氨基酸在水溶液中或在晶體狀態(tài)時(shí)都以離子形式存在，在同一個(gè)氨基酸分子上帶有能放出質(zhì)子的NH3+正離子和能接受質(zhì)子的COO-負(fù)離子，為兩性電解質(zhì)。氨基酸可結(jié)合或解離質(zhì)子，進(jìn)行兩性解離,解離方式取決于其所處的酸堿度 使某一氨基酸呈電中性的pH稱為該氨基酸等電點(diǎn)(Is

28、oelectric point pI )對(duì)于一個(gè)中性氨基酸:pI=1/2(PK1+PK2)pI與溶液氫離子濃度無(wú)關(guān)，是某一氨基酸在一定溫度下的特征常數(shù)；數(shù)值上，pI 為偶離子兩邊氨基、羧基離解常數(shù)負(fù)對(duì)數(shù)之和的1/2。 3、了解氨基酸的滴定曲線和緩沖性能 中性氨基酸的滴定曲線(以Gly為例)當(dāng)pH<pI時(shí)，AA帶正電荷；當(dāng)pH=pI時(shí)，AA不帶電荷；當(dāng)pH>pI時(shí)，AA帶負(fù)電荷。4、了解氨基酸的化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)及應(yīng)用茚三酮反應(yīng)：Pro產(chǎn)生黃色物質(zhì)，其它為藍(lán)紫色。在570nm（藍(lán)紫色）或440nm（黃色）定量測(cè)定（幾g）。是鑒定氨基酸（蛋白質(zhì)）的特殊顏色反應(yīng)，可用于氨基酸（蛋白質(zhì)）的定量分

29、析羧基參加的反應(yīng)：可發(fā)生羧基的特征反應(yīng)，如與堿反應(yīng)成鹽、與醇反應(yīng)成酯、發(fā)生酰基化反應(yīng)等氨基參加的反應(yīng)：可發(fā)生伯胺的特征反應(yīng)，如烷基化、?；磻?yīng)、與亞硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)、與甲醛反應(yīng)等二、多肽1、掌握肽鍵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及肽鏈命名原則肽鍵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）氮原子上的孤對(duì)電子與羰基具有明顯的共軛作用。（2）肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。組成肽鍵的原子處于同一平面。在大多數(shù)情況下，以反式結(jié)構(gòu)存在。 肽鏈命名原則：既要表達(dá)出AA的數(shù)目，又要表明AA的排序；例：Gly-Ala-Pro 中文名稱為：甘氨酰-丙氨酰-脯氨酸三肽（從左到右）2、了解肽的酸堿性、旋光性概念氨基酸的旋光性：旋光度是氨

30、基酸的重要物理常數(shù)，不同的氨基酸,其旋光度亦不同 ；氨基酸的旋光性與其本身結(jié)構(gòu)有關(guān)，也受溶液pH的影響兩性電解質(zhì)三、蛋白質(zhì)：白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和蛋功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過(guò)程。1、掌握蛋白質(zhì)分子構(gòu)象概念及各級(jí)結(jié)構(gòu)的含義（P330） 蛋白質(zhì)是氨基酸以肽鍵相互連接而成。在蛋白質(zhì)中，多肽鏈形成特定的空間構(gòu)象(conformation)，這種構(gòu)象是原子的三維排列，由氨基酸序列決定（1）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的排列順序，即氨基酸的線性序列。重要性: 是決定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的基礎(chǔ) ; 蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定具有重大

31、意義（2）蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)（構(gòu)象、高級(jí)結(jié)構(gòu)）：蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)多肽鏈本身在空間的折疊和盤繞方式，不涉及多肽鏈中AA殘基的側(cè)鏈構(gòu)象。 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)主要有：-螺旋(-helix)、-折疊(-pleated sheet)、-轉(zhuǎn)折 (-turn)、無(wú)規(guī)卷曲。 影響蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的因素蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)是以一級(jí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的,影響二級(jí)結(jié)構(gòu)形成的因素主要為殘基側(cè)鏈的大小、極性、電荷等。 （3）蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)（ tertiary structure ）：指一條多肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位置，亦即肽鏈上所有原子或基團(tuán)的空間排布。 三級(jí)結(jié)構(gòu)的維系力次級(jí)鍵,包括疏水作用、離子鍵(鹽鍵)、氫鍵及Van d

32、er Waals力等 （4）寡聚蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)：由兩條或兩條以上具有完整三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈形成的蛋白質(zhì)稱寡聚蛋白(Oligomer protein)，其中每一條肽鏈稱為寡聚蛋白的亞基（Subunit）。 蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)是指亞基的種類、數(shù)量以及各個(gè)亞基在寡聚蛋白質(zhì)中的空間排布和亞基間的相互作用。構(gòu)成纖維蛋白的多肽鏈一般沿螺旋或折疊平面排列，主要通過(guò)分子間的眾多側(cè)向相互作用，首尾相接，形成超分子結(jié)構(gòu)。2、掌握-螺旋、-折疊等主要二級(jí)結(jié)構(gòu)特征，理解側(cè)鏈基團(tuán)大小、電荷等對(duì)構(gòu)象方式的影響和決定性(P343)3、掌握維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的分子間作用力的種類，形成方式，對(duì)穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)(P333)(1)氫鍵 (Hy

33、drogen bonds)對(duì)穩(wěn)定蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)有決定性的意義。(2)疏水鍵(Hydrophobic interactions)存在于在AA排列上相距較遠(yuǎn)的非極性側(cè)鏈之間，對(duì)維持蛋白質(zhì)分子的三、四級(jí)結(jié)構(gòu)起主要作用。(3)范德華力(Van der waas´interactions) 由偶極矩產(chǎn)生的靜電引力，是原子、基團(tuán)或分子之間的一種弱的相互作用。包括色散力、誘導(dǎo)力和取向力。(4)離子鍵(Electrovalent bond) 蛋白質(zhì)分子中帶正電荷和負(fù)電荷基團(tuán)之間可形成離子鍵（ 鹽鍵），其強(qiáng)弱取決于基團(tuán)間的距離。(5)雙硫鍵（disulfide bond） 肽鍵以外的共價(jià)鍵， 雙硫鍵

34、對(duì)穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象很重要，雙硫鍵越多，蛋白質(zhì)分子構(gòu)象越穩(wěn)定4、了解球蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)的一般特征Ø 存在若干段不同的二級(jí)結(jié)構(gòu)；Ø 都具有較為緊實(shí)的類似與球狀的結(jié)構(gòu)；Ø 非極性側(cè)鏈埋藏于分子內(nèi)部，形成疏水核，極性側(cè)鏈暴露于分子表面，形成親水區(qū)；Ø 分子表面往往存在一個(gè)內(nèi)陷的凹槽（空穴），此處一般是疏水的，能夠容納一個(gè)或兩個(gè)小分子配體，或大分子配體的一部分。5、掌握中性鹽對(duì)蛋白質(zhì)的鹽溶、鹽析效應(yīng)(P353)6、掌握蛋白質(zhì)變性的概念及引起蛋白質(zhì)變性的物理化學(xué)因素和變性機(jī)理(P353-356)影響蛋白質(zhì)變性的因素:溫度，pH ，有機(jī)溶劑，表面活性劑，重金屬，其它變性現(xiàn)象

35、：指由于物理、化學(xué)原因而導(dǎo)致蛋白質(zhì)天然構(gòu)象發(fā)生變化，使其生物功能喪失的現(xiàn)象，稱為蛋白質(zhì)的變性?？赡孀冃灾?，變性的逆過(guò)程叫做復(fù)性。第六章、膠原蛋白纖維1、了解膠原的類型 I 型膠原（Type I collagen ）- 皮膚，骨, 腱 a1(I) a2(I) II型膠原（ Type II collagen）軟骨,a1(II) III 型膠原（Type III collagen ） 與 I 型膠原常共存 a1(III)3 IV型膠原（Type IV collagen ）基底膜 a1(IV) a2(IV) V 和 XI 型膠原（Types V & XI collagens）細(xì)胞外周a1, a

36、2, a3構(gòu)成真皮的膠原主要是型膠原，人體中膠原約90%是型膠原2、掌握膠原的一、二級(jí)結(jié)構(gòu)特征 一級(jí)結(jié)構(gòu)： 膠原纖維的基本單位是原膠原分子，外形為長(zhǎng)280nm，粗1.5nm的細(xì)長(zhǎng)棒狀分子，分子量約285 kD。分子含三條肽鏈，每一條肽鏈由1000個(gè)以上氨基酸殘基構(gòu)成。三條肽鏈互相盤繞形成右手復(fù)合螺旋，稱膠原螺旋（ collagen triple helix ）。二級(jí)結(jié)構(gòu)：由三條肽鏈構(gòu)成右手復(fù)合螺旋其中單條肽鏈呈左手螺旋結(jié)構(gòu)，每一螺旋周期含三個(gè)氨基酸殘基螺距為 0.94 nm，肽鏈含有超過(guò) 1000 殘基，鏈間氫鍵維持構(gòu)象穩(wěn)定3、了解smith模型，Miller模型smith模型：四分之一錯(cuò)列模型，Smith model 要點(diǎn):在天然膠原中，原膠原分子不是齊頭齊尾的排列，而是錯(cuò)開(kāi)一定距離。在軸向上，分子間頭尾并未相連，而是相隔一定距離；在側(cè)向上，則上下錯(cuò)開(kāi)1/4膠原分子長(zhǎng)度（D67nm）。由五根膠原分子構(gòu)成正五角