当前课程知识点：植物纤维化学 > 第五章 纤维素 > 5.12 纤维素醚化 > 5.12 纤维素醚化
同学们，大家好！我们前面学习了纤维素的大分子结构
了解了纤维素每个葡萄糖基环上有三个游离羟基，羟基可发生醚化反应
因此纤维素也可发生醚化反应，得到醚化衍生物，今天，我们就要学习这部分内容
第12节 纤维素的醚化反应
纤维素的醚化
纤维素与烷基卤化物或其它醚化剂反应，生成纤维素醚
甲基纤维素
纤维素与氢氧化钠作用生成碱纤维素，碱纤维素与硫酸二甲酯反应得一甲基纤维素
二甲基纤维素、三甲基纤维素，甲基纤维素增加了纤维素的疏水性能
乙基纤维素：纤维素与氢氧化钠作用生成碱纤维素，碱纤维素与氯乙烷反应得到乙基纤维素
和甲基纤维素类似，乙基纤维素的疏水性也增加
羧甲基纤维素：纤维素与氢氧化钠作用生成碱纤维素，一氯乙酸与碱纤维素反应得到羧甲基纤维素
羧甲基纤维素的应用
羧甲基纤维素可溶于水，性能优良，广泛应用于各工业部门，被称为工业味精
羧甲基纤维素具有增稠、分散、悬浮、粘合、成膜、保护胶体和保护水分等优良性能
广泛应用于食品、医药、牙膏等行业
食用CMC具有增稠、乳化、赋形、保水、稳定等作用
在食品中添加羧甲基纤维素，能够降低食品的生产成本、提高食品档次、改善食品口感
还能够延长食品的保质期，是食品工业理想的食品添加剂
洗涤与日用化学工业：羧甲基纤维素在牙膏上可作牙膏黏合剂与稳定剂使用
并具有良好的触变性性能、使牙膏成形性好、久置不变形、膏体均匀细腻
水处理中作为絮凝剂（CMC水溶液与锡、银、铝、铅、铁、铜及某些重金属相遇时，会发生沉淀反应）
用做离子交换的纤维素目前种类很多，其中以二乙基氨基纤维素和羧甲基纤维素最常用
它们在生物大分子物质（蛋白质、酶、核酸等）的分离方面显示很大的优越性
应用于造纸行业：用于高档纸张的表面施胶，作为纸质的改良剂
使纸张具有高致密性，良好地抗墨水渗透性，提高纸张强度和柔韧性
应用于洗涤行业：是洗衣粉最好的活性助剂，具有防止污垢再沉积作用
还能使液体洗涤剂有效增稠和组成物稳定
应用于纺织行业：CMC作为织物的整理剂，用于取代传统地淀粉浆料，增强织物的塑性
作为染整行业的印花浆料，可增强染料的亲水能力
应用于化妆品：在增稠、分散、悬浮、稳定等作用
加入CMC后有利于化妆品的各项性能的充分发挥，皮肤易吸收
CMC的发展方向
向高纯度、高取代度和高黏度的方向发展
原料的开发，近年来由于CMC的原料棉短绒的紧缺和涨价，影响了CMC的产量
国内外纷纷开发非棉、非木材纤维素为原料的CMC产品，如利用甘蔗渣或谷壳纤维素等低档原料
生成羧甲基纤维素
羟丙基纤维素
制备原理
羟丙基纤维素(HPC) 是一种水溶性的非离子型纤维素醚
它是一种以天然纤维素为原料经化学改性制得的半合成型高分子聚合物
羟丙基纤维素具有热塑性、胶结能力、乳化能力、发泡能力以及悬浮能力、增稠能力
羟丙基纤维素的浓溶液可以形成液晶，具有良好的成膜性
羟丙基纤维素由于取代比HEC (羟乙基纤维素) 充分 所以它有更好的抗生物降解性能
以环氧丙烷为醚化剂 制备羟丙基纤维素的反应方程式为
应用：根据羟丙氧基含量的不同，羟丙基纤维素可分为低取代度羟丙基纤维素和高取代度羟丙基纤维素
低取代度羟丙基纤维素在医学工业应用取代度是20以下
作为药物粘接剂
大部分药品在潮湿的空气中不稳定，药物经过一系列的工艺制成成品后
仍含有少量的水分，因此药品会发生水解、氧化、还原、中和等变化，导致药效降低或完全丧失
为避免这种情况发生，常采用溶于有机溶剂的粘合剂
乙基纤维素、醋酸纤维素虽然增加了药片的稳定性，但却延长崩解时间，药效慢
为消除上述现象，则要求粘接剂既溶于有机溶剂又溶于水，这类粘接剂有羟丙基纤维素
羟丙基甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等，其中尤其以羟丙基纤维素最好
羟丙基纤维素既溶于水又溶于有机溶剂，只有极微的吸湿性、化学惰性、不受酸碱的影响、又无毒
作为药物的包衣剂和缓释剂
由于羟丙基纤维素溶于水和乙醇，其溶液具有成膜性
羟丙基纤维素在溶液中具有增稠、乳化、分散、抗霉菌等作用
因此它可以作为药物的增稠剂、悬浮剂和稳定剂，并对药物有微粒包封作用
它已经成功地用作药物的载体、药片的薄膜包衣和微胶囊包衣材料
能改造药物剂型、改善给药方式和提高疗效
H- HPC 在食品工业中的应用
在食品工业中，羟丙氧基纤维素得到了广泛的应用
汉堡包、比萨饼、鸡肉等食品未烹制之前，在其表面喷洒薄层的HPC
有利于保鲜，在烹制时，它可以在3min 之内迅速崩散
添加在口香糖或食品饮料中，使在水里不溶的物质分散成一相
在冰激凌、冰冻牛奶饮料中加入HPC 作为稳定剂，可延长储存期和提高溢流性
使用HPC 作为巧克力小粒的涂层，当冷冻储存的时候，可以避免软化、防止氧化及发霉
HPC 作为组织疏松制品的稳定剂、起泡优良，与植物脂肪一起制作起泡的补充物时效果甚佳
利用HPC的成膜性，在制作口香糖、速食咖啡、速食茶粉制品中使用，可促进香油更加均匀和充分地释香
H- HPC 在聚氯乙烯(PVC)悬浮聚合中的应用
聚氯乙烯生产的工艺条件和添加剂影响聚氯乙烯的分子量、粒度分布、松散度、松密度等性能
聚氯乙烯树脂的这些性能最佳组合取决于聚氯乙烯悬浮体系，而悬浮聚合体系取决于悬浮剂
用HPC作为悬浮剂生产聚氯乙烯时，产品有以下优点
颗粒尺寸分布均匀、加工性能良好、增塑剂吸附性能好
这些性能是其他的纤维素醚无法达到的，现在许多聚氯乙烯生产厂家都已经改用HPC作为悬浮剂
H- HPC 在建筑行业的应用
HPC 用于水泥灰浆中能保持水分、提高强度和防止水溶性盐类风化
也可以用于配制具有强粘接力，可涂层涂布，易于流动而又不易于坍塌的喷涂用灰浆
还可配制水泥等组分中用于粘贴瓷砖、瓷瓦等，具有施料少、粘贴牢固等特点
它与酒石酸钾还可组成水泥缓凝剂
其他应用
由于H - HPC 的浓溶液还可以形成液晶，使它在液晶方面应用广泛
另外，HPC 还可以用在农药、粘接、护发素、洗发香波、香水、空气清新剂
厕所除臭剂、硅胶、乳胶漆、油墨、二氯甲烷或甲醇基除漆剂、烟草等
小结
纤维素在碱的作用下，可以与不同醚化剂反应，生成甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素
及羟丙基纤维素，得到一系列纤维素的改性产物，扩大了纤维素的用途
今天的课程就讲到这里，下节课我们将一起学习纤维素接枝共聚及交联反应
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-绪论
--绪论
-讨论
-1.1 植物纤维原料形成与分类
-1.1 植物纤维原料形成与分类--作业
-1.2 木材的宏观结构
--木材的宏观结构
-1.2 木材的宏观结构
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造--作业
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构--作业
-1.5 纤维细胞壁超微结构
-1.5 纤维细胞壁超微结构--作业
-1.6 纤维形态学因素
-1.6 纤维形态学因素--作业
-讨论
-图文
-课程思政--中国文化自信案例1
--纸的故事（一）
-本章总结
-2.1 植物纤维原料的化学组成
-2.1 植物纤维原料的化学组成--作业
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响--作业
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成--作业
-讨论
-图文
-本章总结
-3.1水分存在形式
-3.1水分存在形式--作业
-3.2 水分对木材的影响
-3.2 水分对木材的影响--作业
-讨论
-图文
-课程思政——木材水分与干缩湿胀实例
-本章总结
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质--作业
-4.2 芳香族化合物
-4.2 芳香族化合物--作业
-4.3 脂肪族化合物和无机物
-4.3 脂肪族化合物和无机物--作业
-4.4 提取物的分布、提取和分离
-4.4 提取物的分布、提取和分离--作业
-4.5 提取物对加工利用的影响
-4.5 提取物对加工利用的影响--作业
-讨论
-课程思政——提取物的高效利用实现绿水青山就是金山银山
--松脂采集
--松脂加工利用案例
-本章总结
-5.1糖化学基础
-5.1糖化学基础--作业
-5.2纤维素的存在、结构、性质
-5.2纤维素的存在、结构、性质--作业
-5.3纤维素物理结构
-5.3纤维素物理结构--作业
-5.4纤维素晶体结构
-5.4纤维素晶体结构--作业
-5.5纤维素结晶度及测定方法
-5.5纤维素结晶度及测定方法--作业
-5.6 纤维素润胀、溶解
-5.6 纤维素润胀、溶解--作业
-5.7 纤维素双电层及热解
-5.7 纤维素双电层及热解--作业
-5.8 纤维素酸水解和碱降解
-5.8 纤维素酸水解和碱降解--作业
-5.9 纤维素的氧化
-5.9 纤维素的氧化--作业
-5.10 纤维素酶降解
-5.10 纤维素酶降解--作业
-5.11纤维素酯化
-5.11纤维素酯化--作业
-5.12 纤维素醚化
-5.12 纤维素醚化--作业
-5.13纤维素接枝共聚与交联
-5.13纤维素接枝共聚与交联--作业
-5.14纤维素物理改性
-5.14纤维素物理改性--作业
-5.15细菌纤维素
-5.15细菌纤维素--作业
-讨论1
-讨论2
-图文
-拓展学习资料
--纸张结构
--纤维角质化定义
--纤维角质化机理
-课程思政--文化自信案例2（中国古名纸）
-课程思政——国家能源战略：生物质能源
-课程思政——文化自信案例3（纤维素与纺织）
-本章总结
-思维导图
-6.1半纤维素的命名、存在
-6.1半纤维素的命名、存在--作业
-6.2半纤维素提取
-6.2半纤维素提取--作业
-6.3半纤维素分离及糖基测定
-6.3半纤维素分离及糖基测定--作业
-6.4半纤维素的化学性质
-6.4半纤维素的化学性质--作业
-6.5半纤维素与纸张的关系
-6.5半纤维素与纸张的关系--作业
-6.6半纤维素利用
-6.6半纤维素利用--作业
-讨论
-图文
-拓展学习-功能性低聚糖
--功能性低聚糖
--常见功能性低聚糖
--木糖醇的食用
-本章总结
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.2 木素的存在及其生物合成
-7.2 木素的存在及其生物合成--作业
-7.3 木素概念及化学结构
-7.3 木素概念及化学结构
-7.4 木素的分离
-7.4 木素的分离--作业
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.8 木素的显色反应
-7.8 木素的显色反应
-7.9 木素化学结构与化学反应的关系
-7.9 木素化学结构与化学反应的关系
-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.13 木素的亲电反应
-7.13 木素的亲电反应
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.15 木素的利用
-7.15 木素的利用
-讨论1
-讨论2
-图文
-植物纤维化学实验资料
--植物纤维化学实验
-课程思政——文化自信案例3：中国造纸技术的贡献
-本章总结
-考试
