纤维素结构

包括纤维素的化学结构与物理结构。从化学结构看，纤维素是由脱水D-吡喃型葡萄糖组成，简单分子式为（C6H10O5） n，有许多D-葡萄糖基1～5结环），它是通过相邻糖单元的1位和4位之间的β-糖苷键联结形成一个线性高分子聚合物结构。同时由于内旋转作用，使分子中原子的几何排列不断发生变化，产生各种内旋转异构体。即葡萄糖基环上的羟基氧和6位碳之间C6-O6键在空间围绕着C5-C6键旋转时，根据它与C5-O5、C5-O4的立体关系，形成三种不同的构象，分别用gt、tg、gg表示（g表示旁式，t表示反式）。纤维素中每个葡萄糖基环上均有三个羟基，它们分别在葡萄糖基环的2、3、6位上，直接影响纤维素的化学性质和溶解性等。从物理结构看由具有一定构象的纤维素高分子链，按一定秩序堆砌成纤维素微晶体，而组成微晶体的最基本的单元是晶胞。由于纤维素分子链取向良好，分子间结合力最强。因此结构紧密，密度大，并具有高强度的力学性能。还有化学组成相同而单元晶胞不同的同质多晶体，又叫结晶变体，同质多晶体的晶胞可用三个轴的距离a、b、c及其夹角α、β、γ六个参数来确定。如天然纤维素（又称纤维素I）为单斜晶系，a=8.35× 10-10米，b=10.3 × 10-10米，c=7.9 × 10-10米，α=γ=90°,β=84°。在电子显微镜下，可以观察到纤维素由直径（30～35） × 10-10米的基原纤组成的微原纤（直径120 × 10-10米）和巨原纤（直径250 × 10-10米）的微细结构。