1838年，法国化学家Payen在木材中提取化合物的过程中首先分离出均一的化合物，将其命名为Cellulose（即纤维素）并确定了化学式。1920年，Standinger通过乙酰化和脱乙酰化作用确定它的聚合物形式。随后，人们对纤维素进行了大量研究。 [7]
- 中文名
- 纤维素结构
- 简单分子式
- (C6H10O5)n
- 化学结构式
- 可用下二式
- 组 成
- D-吡喃型葡萄糖基（失水葡萄糖）
结构
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包括纤维素的化学结构和物理结构。
组成
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霍沃思式 是由许多D-葡萄糖基（1-5结环）,藉1-4,β-型联结连接起来的,而且连接在环上碳原子两端的OH和H位置不相同，所以具有不同的性质。式中为聚合度。在天然纤维素中,聚合度可达10000左右；再生纤维素的聚合度通常为200～800。在一个样品中，各个高分子的聚合度可以不同，具有多分散性。
椅式 由于内旋转作用，使分子中原子的几何排列不断发生变化，产生了各种内旋转异构体，称为分子链的构象。纤维素高分子中，6位上的碳-氧键绕5和6位之间的碳-碳键旋转时,相对于5位上的碳-氧键和5位与4位之间的碳-氧键可以有三种不同的构象。如以g表示旁式,t表示反式，则三种构象为gt、tg、和gg（图1）。多数人认为,天然纤维素是gt构象，再生纤维素是tg构象。
在纤维素分子链中，存在着氢键。这种氢键把链中的O(6位上的氧)与O以及O与O连接起来使整个高分子链成为带状，从而使它具有较高的刚性。在砌入晶格以后, 一个高分子链的O与相邻高分子的O之间也能生成链间氢键（图2）。
纤维素结构纤维素结构
纤维素结构图4 是纤维素Ⅰ的晶胞尺寸和高分子链在晶胞中的堆砌情况。晶胞属单斜晶系，每个晶胞中含有两个重复单元。晶格中心的高分子相对于四角的高分子在c轴方向有/4轴长度的位移。纤维素高分子是有方向性的;通常认为在纤维素Ⅰ中，高分子的指向是平行的;在其他结晶变体中相邻高分子是逆平行的。
纤维素Ⅰ是天然纤维素的晶型。用12%～14%的氢氧化钠溶液丝光处理（即碱化）纤维素Ⅰ后，晶型变成纤维素Ⅱ，这一变化是不可逆的，说明纤维素Ⅱ是较稳定的一种晶型。皂化纤维素乙酸酯是结晶比较完整的纤维素Ⅱ。
将纤维素Ⅰ(例如天然苎麻纤维)和纤维素Ⅱ（例如皂化纤维素乙酸酯）分别用液氨处理，然后使液氨挥发,就得到纤维素Ⅲ和Ⅲ；再将纤维素Ⅲ和Ⅲ在250℃的甘油中加热，就得到纤维素Ⅳ和Ⅳ。应该指出，凡是纤维素Ⅰ通过纤维素Ⅳ然后碱化和再生的纤维素晶型，都毫无例外地是Ⅱ型。
取向 天然纤维素纤维和再生纤维素纤维在形成时都有某些因素迫使高分子轴与纤维轴或多或少维持一定的平行程度，这种性质称为取向。它可用取向度定量地表述。高分子的取向，使纤维的力学性能、光学性能、溶胀性能等都具有各向异性。
由于纤维素超分子结构中含有晶区和非晶区，分子链的取向一般分为三种：①全部分子链的取向，可用光学双折射方法测定;②晶体的取向,可用X射线法测定;非晶区分子链的取向，可通过前两种测定进行换算，或用染色二色性法测定。
结晶度
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