纤维素化学研究进展，为了研宄当前纤维素化学发展现状，综述了纤维素超分子结构及其成因，介绍了纤维素自组装的结构模 型，讨论了纤维素的多种原材料（细菌纤维素、人工化学合成纤维素、棉花、木材、禾草植物、韧皮纤维以及 农业废弃物)，着重介绍了细菌纤维素的制备与商业用途以及人工化学合成纤维素，综述了目前纤维素化学研宄 的热门课题：选择性取代、新纤维素溶剂、纤维素的预处理、纤维素衍生物以及纤维素功能材料的发展现状、 再生纤维的研宄发展现状、纳米纤维素的制备与表面化学改性.选择适宜的原材料，对天然纤维素进行可控物 理、化学结构设计，从而可以制备特殊功能的精细化工产品.纤维素化学是21世纪可持续发展的化学工程研宄 的重要课题之一.

纤维素化学研究进展，纤维素主要由植物通过光合作用合成，每年能

生产约1. 5@ 1012 t的纤维素，是自然界取之不尽、 用之不竭的可再生资源.近年来随着石油、煤炭储 量的下降以及石油价格的飞速増长，随着各国对环境污染问题的日益关注和重视，纤维素这种可持续 发展的再生资源的应用愈来愈受到重视.

纤维素资源目前大部分未能被有效利用[-2]， 因此深入研究纤维素结构与性能的关系，寻找纤维 素的新来源，如何进一步高效地分离出纤维素；从 分子水平上研究控制合成纤维素衍生物、再生纤维 素以及纤维素晶体的物理化学结构，从而获得特殊 性能的功能精细化工产品；纤维素化学研究进展，开展人工合成纤维素， 研究细菌纤维素及其功能特性，寻找植物合成纤维 素的机制；研究开拓纤维素在新技术、新材料和新 能源中的应用，成为国内外科学家竞相开展的研究 课题.

1纤维素结构

1. 1纤维素的超分子结构

纤维素的化学结构是由I-吡喃葡萄糖环彼此 以B1，‘糖苷键以Ci椅式构象联结而成的线形高 分子[1，M].纤维素分子中的每个葡萄糖基环上均 有3个羟基，分别位于第2、第3、第6位碳原子 上，其中C6位上的羟基为伯醇羟基，而C2、C3 上的羟基是仲醇羟基.这3个羟基在多相化学反应 中有着不同的特性[4]，纤维素化学研究进展，可以发生氧化、酯化、醚 化、接枝共聚等反应[4"6].这3个羟基可以全部参 加反应，也可以只是其中的某一个发生反应，因而 在一定条件下可以设计葡萄糖基环单元上的化学官 能基团的种类与位置[4];并且在这3个羟基上可以 分别控制化学官能基团的取代度和取代度的分 布[〜，从而在葡萄糖基环单元上可以从化学结构 上设计纤维素的化学结构，制备多种特殊功能的精 细化工产品[4].

纤维素大分子之间，纤维素和水分子之间，或 者纤维素大分子内部都可以形成氢键[3"4].这是由 于纤维素的葡萄糖基环上极性很强的一 0H基中的 氢原子与另一键上电负性很大的氧原子上的孤对电 子相互吸引而形成的氢键（一OH •••0).氢键作用 远远强于范德华力，与C-O-C键的主价键的能 量相比则又小得多.纤维素的聚合度非常大，如果 所含的羟基均被包含于氢键之中，则分子间的氢键 力将非常巨大.所以，氢键决定了纤维素的多种特 性：自组装性、结晶性、形成原纤的多相结构、吸 水性、可及性和化学活性等各种特殊性能[7].

纤维素在结构上可以分3层[3,7]: (1)单分子

超分子层，自组装的结晶的纤维素晶体；（3)原纤 结构层，纤维素晶体和无定形纤维素分子组成的基 元原纤等进一步自组装的各种更大的纤维结构以及 在其中的各种孔径的微孔等.

纤维素的特点是易于结晶和形成原纤结 构[1，3].纤维素原纤（fibril)是一种细小、伸展的 单元，这种单元构成纤维素的主体结构，并使长的 分子链在某一方向上聚集成束[1].由于原纤聚集的 大小不同，可以细分为基元原纤（elementary fibril )、微原纤（microfibril )和大原纤 (macrofibril).微原纤由基元原纤所构成，尺寸比 较固定.大原纤由多个微原纤构成，其大小随原料 来源或者加工条件不同而异[1].

纤维素基元原纤中纤维素分子在晶区中的排列 (伸直链或折叠链，平行排列或反平行排列等)，沿 原纤的方向上晶区和非晶区间的聚集联结，主要采 用改进了的缨状微胞模型和缨状原纤模型[“3,M].

纤维素是不纯的多相固体，纤维素化学研究进展，常常伴生着木质素 (lignin)、半纤维素（hemicellulose)和其他有机、 无机的小分子物质.如何高效地分离出纤维素而去 掉杂质（木质素、半纤维素和其他有机、无机的小 分子物质等）是当前纤维素科学的一个研究 重点。

Table 1 Chemical composition of natural fibers[2]

ACelluloseLign inPentosansAshS ilica

/%/%/%/%/%

leaf fibers

abaca56-637—915 -171-3<1

sisal55 - 7343-568—921 - 240■ 6 — 1<1

bast fibers

ramie87 - 915—8

hem p57—779 -1314 -1401 8

jute45 — 6339—4221 - 2618 - 210■ 5 — 1<1

kenaf ( bast)47 - 5731-3915 -1821 - 232—5

kenaf ( core)34171 5191 321 5

oilseed flax43 - 4731-3921 - 2324 — 262—5

textile flax76—7950—6810 -156 -172—5<1

seed hull fibers

cotton85—960 7-1. 60. 8 - 2<1

stalk fibers

can es bagasse49 一 6232—4819 - 2427 - 321. 5—50 7-35

b am b o o57 - 6626—4321 - 3115 - 261. 7—50 7

cereal straw

b arley47 — 4831-3414 -1524 — 295—73 — 6

oat44 一 5331-3716 -1927 - 386—84一7

ri ce43 — 4928—3612 -1623 — 2815 - 209 -14

ry e50 - 5433-3516 -1927 - 302—50 5—4

wheat49 - 5429-3516 - 2126 — 324一93—7

g ras ses

arund o donax29-332128 — 324一61 1-1. 3

esparto50 - 5433-3817 -1927 - 326—82—3

s aba i22246

s w itc hgrass4334—3622 - 241. 5—2

reeds

phragmites comminis44 一 4622 - 242032

wood

coniferous53 — 6240—4526—347 -141<1

deciduous54 - 6138-4923 - 3019 - 261<1

 

• 1786 •化工 学报第57卷

Table2Fiber dimensions of some p!ants『121

Length/ LmD iam et er/ L mL/D

M aximumM inim umAverageM aximumM inim umA v eragerat io

bast fibers

hem p550005000200005016221000

jute5000500200068820100

ken af ( b as t)7600980274020135

oilseed flax tow45000100⑴270003016221250

textile flax tow5500016000280002814211350

core fibers

kenaf ( core)110040060037183020

leaf fibers

abaca1200020006000361220300

sisal60001500303017180

seed hull fibers

cotton staple50000200⑴300003012201500

cotton linters600020003500271721165

stalk fibers

canes

bagass e2800800170034102085

bam boo3500 -90003 75 - 25 001360—403025 - 553 -188 - 30135-175

cereal straw

w heat mixed3120680148024713110

rice348065014101458175

gras ses

es part o160060011001449120

lem on13209145

sabai490045020802849230

sw it chgrass137012 5110

reeds

arundo donax11801578

papyru s8000300150025512125

phragmites communis300010015003762075

stalks

co rn2800680126020101680

co t t on20007008601945

w oods

coniferous360027003000433230100

deciduous18001000125050202550

 

细菌纤维素的生产目前主要采用静置培养，通 气搅拌深层发酵工艺可以提高生产效率，但是细菌 纤维素的质量降低了[16]. Toyosakifsl等[16]从自然 界中筛选出液体培养细菌纤维素产率高的菌株 Acetohocter sp BPRZO01，适合深层发酵.静置发 酵的细菌纤维素是膜状，而深层发酵的细菌纤维素 是各种各样的粒状或短纤维状.

27人工化学合成纤维素

纤维素的合成是B1，‘糖苷键的起始、延伸和 终止过程.1996年，纤维素化学研究进展，Pear等采用cDNA随机测序 和序列分析法，首次从棉花和水稻中克隆了编码纤 维素合成酶催化亚基的1-1，‘葡糖基转移酶基因 celA.以celA为突破口，人们逐渐了解纤维素合 成这个十分复杂的过程.多种反应机制假设都认 为，11，1葡糖基转移酶催化一个亲核替代反应.

人工化学合成纤维素有两种合成路线：酶催化 和葡萄糖衍生物的开环聚合141 .

2 7 1 酶催化人工合成的纤維素结构[4，16] Kobayashi及其同事成功地在1992年用酶催化人工 合成纤维素.他们以纯化的纤维素酶为催化剂，在 乙腈缓冲溶液中，用氟化糖苷配糖体在30°C下酶 催化聚合.合成的纤维素通过13C和1H核磁共振 光谱分析，与天然的纤维素没有差异.

在纤维素分子中，葡萄糖残基的构象为椅子 形，相邻残基在链接时，需要反转180°，所以纤 维素的基本单位是纤维二糖而不是葡萄糖.从纤维 二糖的还原性末端，引入一个氟原子后，形成氟化 纤维二糖.在纤维素的聚合反应过程中，水解酶可 以作为合成反应的催化剂，究竟是哪种酶起催化聚 合作用的，目前尚不清楚.用纤维素酶合成的纤维 素为白色粉末，相对分子质量为6300，聚合度 为 22.

X射线衍射表明，人工合成的纤维素和天然纤 维素不同，合成纤维素具有很高的结晶度，是稳定 的纤维素II型.根据纤维素酶精制度的不同，可以 得到结晶构造不同的纤维素.这可能是因为聚合活 性位点被其他共存的蛋白质所隔离，更有利于耐热 逆平行链的纤维素II型的形成[16].而精制纤维素 酶由于彼此间比较紧密，易形成平行链的纤维素I 理化性能的纤维素诱导体.

2 7 2葡萄糖衍生物的开环聚合^]通过逐步合 成，特别是葡萄糖酯的阳离子开环聚合， Nakatsubo和 Kamitakahara 在 1996 年首次以一种 纯化学的方式人工合成了纤维素.以3■苯甲基I- 吡喃型葡萄糖>1，2, 1新戊酸酯为原料，在第6位 置上使用不同的基团，在反保护以后，可以按照区 域选择性地取代纤维素衍生物人工合成纤维素.人 工合成的这些纤维素的聚合度在20~ 50之间.

3纤维素化学新热点

纤维素化学是一个很古老的化学，到目前为止 人们己经比较详细地研究了纤维素的结构与性 能[1，-4，17]，探讨了降解、酯化、醚化、接枝聚合中 设计的物理化学过程等.

纤维素不能溶解于水和通常的有机溶剂中，因 此，纤维素的反应通常是固液两相进行.纤维素分 子是由许多I-吡喃葡萄糖环连接而成的线形高分 子，纤维素化学研究进展，每个葡萄糖环上有3个羟基.因此，一般的纤 维素化学改性不仅涉及羟基的酯化或者醚化，而且 还伴随着氧化、降解等副反应.

近年来取得比较大的成就主要表现在定点选择 性取代和新纤维素溶剂[4].

31定点选择性取代

纤维素的定点选择性取代技术目前主要是德国 科学家Dieter Klemm在研宄[4].定点选择性取代 技术在纤维素的葡萄糖基环第2、第3、第6个碳 原子上的羟基目前可以实施个别取代，从而合成了 结构、性能非常特殊的纤维素化合物.定点选择性 取代技术首先利用纤维素葡萄糖基环的第2、第3、 第6个碳原子上羟基反应活性的不同，用特殊的化 学试剂作为保护官能团先与葡萄糖基环上的羟基反 应，然后用含酯基、醚基以及其他化学基团与葡萄 糖基环上剩下的羟基反应，最后通过水解等化学方 法去掉保护官能团，从而得到只在第2、第3、第 6个碳原子上某个或者某两个羟基被取代的有特殊 性能的纤维素衍生物.定点选择性取代技术可能会 导致纤维素分子量的减少，即纤维素的降解.如果 首先用异氰酸苯酯或者甲硅烷基来与葡萄糖基环上 的羟基反应，则会减少纤维素分子的降解.

3 2新纤维素溶剂

新纤维素溶剂一直是国际上纤维素化学家研究 

型.这样，可以通过控制结晶构造，合成具有新的的重点狐目前最著名的纤维素溶剂是删学 

纤维素酯产品中，以纤维素硝酸酯、纤维素乙 酸酯和纤维素黄原酸酯生产量最大；在纤维素醚产艺流程：—种是以，甲基氧化吗啉（NMM〇)为

家发现的二甲基乙酰胺/氯化锂（DMA/LiCl)复 合溶剂.该复合溶剂不仅可以用作实验室中纤维素 的均相合成，也可以用于纤维素及其衍生物的定性 与定量分析.另一个最近发现的新溶剂是二甲基亚 砜/三水合四丁基氟化铵（DMSO/TBAF)，据报 道，该溶剂可以用于羧甲基纤维素醚的均相合成. 低温下的氢氧化钠稀溶液以及氢氧化钠/尿素溶液 也可以作为纤维素溶剂.功能化离子液体是新型的 绿色纤维素溶剂.

DMA/LiCl、DMSO/TBAF是有机溶剂为主

体的纤维素有机溶剂，制备困难、环境污染大.氢 氧化钠稀溶液以及氢氧化钠/尿素溶液降解纤维素、 环境污染.离子液体由于不存在有机溶剂、无机溶 液等固有问题，是绿色纤维素溶剂，也是目前的研 究重点，例如在离子液体中合成羧甲基纤维素.

3 3纤维素的预处理[7]

由于纤维素溶解浆（可溶性纤维素）可及性 低、反应活性低，为了合成纤维素衍生物，纤维素 需要被活化，以提高可及性、反应活性、反应的均 一性、反应效率.人们己经发明一些物理和化学方 法来活化纤维素.

常规的物理活化方法包括干或湿法磨、蒸气爆 炸、氨爆炸、溶剂交换或者浸润（使用或不使用压 力浸润、在水性溶剂或者在有机溶剂等中浸润）. 常规的化学活化方法包括水解、氧化、热活化、辐 射、丝光和再生方法.由于操作简单、快速、污染 少，目前比较常用的是蒸气爆炸.

在物理预处理过程中，纤维素的形态结构变化 是最重要的，纤维素化学研究进展，如聚集的纤维的解体、膨胀、组装的 纤维的分离，其中可及的表面和小孔的増加是最重 要的.在化学预处理过程中，最重要的变化是结晶 体解体、降解、纤维素晶态的改变、氢键强度的削 弱和结晶的纤维素转变为无定形的纤维素.

3 4纤维素衍生物以及功能材料

纤维素不溶于水以及通常的有机溶剂.在纤维 素分子的葡萄糖基环上的3个羟基上引入亲水性的 官能团不仅能削弱氢键的作用力，使纤维素衍生物 溶解于常规溶剂中，而且可以通过可控分子结构设 计和可控晶体结构设计，得到特殊性能的纤维素衍 生物和新型的纤维素功能材料，从而扩大纤维素的 应用范围.

品中，以羧甲基纤维素、甲基纤维素应用最为广 泛.它们的生产及应用从19世纪中叶就己经开始， 目前已广泛应用于涂料、化工、医药、建筑、食 品、制药、纺织、塑料、烟草、黏合剂、膜科学等 工业部门和研究领域中[17].

目前纤维素衍生物工业生产中比较受重视的主 要发展方向有[17]:

(1)提高原材料的可及性、反应活性以及反应 的均一性，从而减少反应时间，提高产物的利用率 和转化率；

(2)从多相反应逐渐向拟均相反应过渡，提高 改性基团分布的均一性，从而提高产物的综合 性能；

(3)向优化生产工艺方向发展，达到节约能 源、降低成本和零污染的目的；

(4)从间歇生产到连续化生产的转化，提高生

产效率.

针对纤维素及其衍生物的功能改性研究，己成 为当今纤维素学科中相当重要、活跃、有成就的研 究领域之一，并越来越显示出其重要性.纤维素比 蕴藏量有限的石油和天然气资源优越，不仅是可再 生资源，而且具有能接枝其他人工合成聚合物的功 能特性，从而制取与合成高分子材料相抗争的高功 能纤维素新材料.

纤维素晶体表面上分布着自由的羟基，可经系 列物理、化学、生物的方法改性制得各种特殊用途 的功能材料，主要包括：超强吸水材料；离子交换 纤维（重金属吸取剂)；纤维复合材料；纤维素微 晶、晶须以及纳米纤维素晶体材料；纤维素渗透 膜；水溶性疏水化/两性化功能性纤维素衍生物.

3 5再生纤维素

再生纤维（黏胶纤维）是利用棉短绒、木材、 竹子、甘蔗渣、芦苇等天然物质通过一定的物理和 化学处理方法得到的[18].在1891年，克罗斯、贝 文和比德尔等首先用天然纤维素制成纤维素黄酸酯 溶液，由于这种溶液的黏度很大，因而命名为/黏 胶，，[18].黏胶遇酸后，纤维素又重新析出.这个原 理逐渐发展成为一种制备化学纤维的方法，这种纤 维叫做/黏胶纤维”.到1905年，米勒尔实现了黏 胶纤维的工业化生产.黏胶纤维生产过程中有大量 有害气体和废水产生，世界各国都在研究新的环保 型纤维素纤维生产工艺.比较成功的有两种生产工艺。

溶剂的Tencel纤维和Lyocell纤维工艺.另一种是 纤维素氨基甲酸酯工艺.

各种黏胶纤维，不论采用何种浆粕原料和生产 设备，都必须经过下列4个过程[18]:黏胶的制备； 黏胶在纺丝前的准备；纤维的成型；纤维的后 处理.

目前，己经开发成功的纺丝工艺方法主要用以 下4种溶剂：氧化胺、氯化锌碱性溶液、氢氧化钠 水溶液、尿素/碱溶液.

黏胶纤维是人类生产的第一种再生纤维，纤维素化学研究进展，以后 陆续研制了铜氨纤维、醋酯纤维、富强纤维和高湿 模量纤维.目前，再生纤维素纤维中最具代表性的 是英国Courtaulds公司的天丝（Tencel)纤维、 英国Acordis公司在天丝之后生产的维劳夫特 (Viloft)纤维、奥地利Lenzing公司的绿赛尔 (Lyocell)纤维以及新工艺生产的莫代尔（Modal) 纤维、纤维素氨基甲酸酯纤维以及我国自行研制成 功的以竹子为原料的再生纤维素纤维一竹 纤维[19].

(1)天丝纤维

天丝（Tencel)纤维首先由英国Courtaulds公 司在20世纪80年代实现工业化生产.Tencel纤 维与Lyocell纤维物理化学结构很类似.

Tencel纤维是以针叶树为主的木质浆粕为原 料进行再生的新纤维素纤维，用溶剂纺丝法（甲基 氧化吗啉NMMO)进行生产.Tencel纤维性能优 异，其物理力学性能远远超过普通黏胶纤维，可与 棉及合成纤维媲美，而且可生物降解.Tencel纤 维的聚合度较高，结晶度高；纤维具有高强、低 伸、耐碱、高杨氏模量等特点.Tencel纤维的用 途较为广泛，可加工成机织物、针织物和非织造 布，不仅有纯纺织物，还可与棉、麻、丝交织[19].

(2)Viloft 纤维

Viloft纤维来自纯天然的木质纤维素，具有可 降解性，不污染环境.Viloft纤维外观光泽华丽， 质感柔软，透气性好，比重小，蓬松度高，导湿性 好，保暖性好.Viloft纤维拥有独特的扁平截面， 当与其他纤维混纺时，经过特殊的设计，纤维扁平 截面会形成空气囊，能够抵御寒冷的袭击.Viloft 纤维可以与棉、天丝、天竹、麻等纤维素纤维混 纺，也可以同聚酯等化纤混纺[19].

(3)Lyocell 纤维

溶剂甲基氧化吗啉NM M O (N-methylmorpholin— N-oxide)的水溶液为溶剂直接将纤维素制成纤维 素溶液，将纤维素浆粕溶解得到黏度适宜的纺丝 液，经干喷湿纺法纺丝，后经低温水浴或H2O/ NMMO体系凝固成形，经拉伸、水洗、切断、上 油、干燥、溶剂回收等工序制成Lyocell纤维.

奥地利兰精（Lenzing)公司1997年在奥地利 建成了 Lyocell纤维生产线，注册商标“Lenzing Lyocell”.

Lyocell纤维具有良好的吸湿性、舒适性、光 泽性、染色性、强伸特性和生物降解性.Lyocell 纤维与其他纤维混纺，能够生产出极好的产品.

( 4) M odal 纤维

Modal纤维也是奥地利兰精（Lenzing)公司 开发的高湿模量的纤维素再生纤维.原料是欧洲的 榉木，是100%的天然纤维.Modal纤维的产品特 点：柔软、顺滑、丝质感；穿着舒适、顺滑；光泽 像真丝；柔顺性好；吸湿性和透气性好；色彩亮 丽；不原纤化；是改善织物性能理想的混纺纤维. 该纤维可与天然纤维混纺，也可与合成纤维或人造 纤维混纺，可制成机织物和针织物.

最近采用掺入法，将抗菌剂渗入到普通Modal 纤维中，使织物具有持久清新效果，而且有助于控 制纤维上或纤维内的细菌生长，减少纺织品上因细 菌生长而产生的臭味.

(5)纤维素氨基甲酸酯纤维

1998年以来，开发了一种新型而经济的纤维 素氨基甲酸酯合成路线.采用天然纤维素浆粕，经 碱处理后老成，再在室温下经尿素浸泡一定时间 后，加入活化剂在高温下反应，制成纤维素氨基甲 酸酯.该方法不使用CS2，减少了对环境的污染. 纤维素氨基甲酸酯能很好地溶解在NaOH溶液中 形成良好稳定的溶液，过滤性能良好，不仅能直接 用于纺制纤维，还可以生产共混纤维.

该纤维具有优良的染整加工性能和耐磨性能. 制成的平幅织物直接染色可获得很高的上染率和得 色量.

(6)竹纤维

Lyoce赚是以天然纤维素为原料，用有机茶杆竹、淡竹、短穗竹等）为原料，资源十分丰富。

竹纤维分竹素纤维和竹原纤维.竹素纤维是以 毛竹为原料，在竹浆中加入功能性助剂，经湿法纺 丝加工而成.竹原纤维是将毛竹经天然生物制剂处 理后所制取的纤维.竹浆纤维以天然竹子（毛竹、

富.竹纤维性能与黏胶纤维类似.竹浆纤维产品具 有吸湿、透气、清凉、滑爽、手感舒适、悬垂性好 等特点.竹浆纤维可用于机织面料、巾被和针织 服装.

36纳米纤维素

自组装的纤维素里分布着纳米级的晶体和无定 形的纤维素[M].纤维素化学研究进展，这些晶体和无定形的纤维素依靠 其分子内和分子外的氢键以及弱作用力的范德华力 维持着自组装的大分子结构和原纤的形态[1，3>9]. 利用弱酸在一定的条件下可以水解以及利用纤维素 酶选择性地酶解掉无定形的纤维素而剩下部分纤维 素晶体[9^24]，将这些纤维素晶体通过超声波分散 和其他物理的分散方法可以得到纳米级纤维素晶 体[2«5].纤维素晶体表面可以通过化学和生物的 方法活化[23].

采用化学接枝的方法，在纳米级纤维素晶体表 面上引入硅、醚、酯、氟基团，可以促进纳米级纤 维素晶体的稳定性，同时赋予纳米级纤维素晶体以 新功能和新特性[20,24]:(1)纳米纤维素晶须的杨

氏模量（Young modulus)和抗张强度（tensile strength)比纤维素有指数级的増长，纳米纤维素 晶须己经被用于复合材料、电极的高性能的纳米増 强剂[20]; (2)纳米纤维素晶体的表面经化学改性 后，作为新型的精细化工产品[24]，可以应用于液 相色谱分离柱的填充材料来分离和表征手性分子， 也可以作为药品、食品、化妆品和水泥的高效添加 剂，提高它们的性能.

纳米纤维素具有独特的性质[25]:化学反应活 性比纤维状的纤维素大得多，被用于高效的纤维素 化学改性；水悬浮液在强大的剪切力作用下可形成 稳定的胶状液，被作为药物赋形剂；纳米纤维素胶 具有乳化和増稠作用，能耐高温和低温，且外观酷 似奶油，可以代替奶油以降低奶制品的热量，是一 个理想的减肥食物.把纳米纤维素掺入面粉之中制 出的面包同样具有低发热的功效，因此，美国的纳 米纤维素在减肥食品中最大含量达5 5%.

纳米纤维素是目前国际上纤维素化学家们研究 的新重点和新难点：（1)高效制备、分离纳米纤维 素晶体；（2)纳米纤维素在高分子复合材料中的应 用；（3)纳米纤维素表面选择性化学改性；（4)纳 米纤维素化学衍生物的合成，既提高了可及性，也 提高了反应活性，通过定点选择性合成技术可以制

4结论与展望

纤维素是地球上最丰富的可再生资源，而且是 绿色的、环境友好化工原材料.随着石油资源的日 益枯竭，研究和开发以天然纤维素为原料的新精细 化工产品将是21世纪可持续发展化学工程研究领 域的重要课题之一.

尽管到目前为止，纤维素化学研究进展，人们对纤维素的研究比较全 面、彻底，下列课题将是纤维素化学家们将来研究 的重点和难点：（1)进一步研究纤维素超分子结 构，寻找其不同结构本质原因，例如生物合成、氢 键以及纤维素分子自组装性能；（2)寻找纤维素的 新工业级原料，例如国外正在研究的能源植物等; (3)寻找可以完全溶解纤维素并且不降解的绿色溶 剂；（4)控制和优化细菌纤维素的合成条件；（5) 寻找植物合成纤维素的机制；（6)进一步研究人工 合成纤维素的其他途径和化学合成条件，解决室内 无需光合作用即可合成纤维素的难题；（7)进一步 高效地分离出纤维素纳米级原纤，达到节省能源、 减少污染、提高效率的目的；（8)从分子水平上研 究控制合成纤维素衍生物、再生纤维素以及纤维素 晶体的物理化学结构，研究它们的自组装机理，从 而获得特殊性能的新型功能精细化工产品；（9)开 拓纤维素在新技术、新材料和新能源中的新应用， 如液晶、色谱分离、绿色涂料、高效再生纤维素 膜等.

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