纤维素和月桂酸合成的探索研究Word格式.docx
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2.1.4.3纸板聚合度的测定20
2.1.4.4取代度的测定22
2.1.4.5红外图谱23
2.2结果与讨论23
2.2.1纤维素降解点23
2.2.2活化条件对条件对反应的影响24
2.2.2.1活化功率对反应的影响24
2.2.2.2活化时间对反应的影响25
2.2.2.3活化过程综述26
2.2.3反应条件对取代度的影响26
2.2.3.1酯化时间对反应的影响26
2.2.3.2微波功率对反应的影响28
2.2.3.3原料配比对反应的影响28
2.2.3.4酯化过程综述29
2.2.4纤维素及纤维素酯的红外谱图30
2.2.5纤维素酯的GPC谱图31
第三章结论32
参考文献33
第一章文献综述
1.1前言
现今世界，石油、天然气资源的有限存储量以及它们的生产对地球（人类）生态环境的影响日益严重，促使以天然资源为原料的高分子材料得以大力发展。
尤其以纤维素、纤维素衍生物和木质纤维素的功能材料的研究与开发，最引起世界各国的兴趣和关注，这主要是由于这一天然资源价廉易得，即可收获又能再生，且具有生物可降解特点。
纤维素是地球上最丰富的天然高分子，草本类植物中约含10-25%，木材中含40-53%，亚麻等韧皮纤维中含60-85%，棉中的纤维素高达90%，纤维素也是构成植物细胞的基本成分。
在自然界有机体中构成纤维素的碳约占40%，而且每年通过光合作用产生的纤维素达1000亿吨以上[1]。
纤维素来源于树木、棉花、麻类、植物和其它农副产品，是自然界中取之不尽用之不竭的可再生资源。
纤维研究的成果为高分子科究的成果为高分子科学的创立和发展作出了重要贡献。
纤维素是由β－葡萄糖缩合而成的天然高聚物。
纤维素的聚合度高、分子取向好、化学稳定性较强。
利用葡萄糖基环中羟基的特性，可使纤维素发生多种反应，从而产生一系列的衍生物，其中经过酯化和醚化反应得到的纤维素酯和纤维素醚衍生物是重要的纤维素衍生物[2]。
纤维素衍生物是开发最早的天然高分子材料，在纤维素酯类中，硝酸纤维素是人类第一个从自然界中制备的可塑性高聚物。
后来又成功合成赛璐珞塑料、硝纤人造丝和无烟火药。
随着醋酸纤维素的出现，逐渐取代了一些硝酸纤维制品。
纤维素衍生物的生产，一般是在非均相体系中进行的，用碱或酸膨胀纤维素，使其结晶部分变化，从而提高纤维素的反应性能，致使反应具有均一体系。
而近年来采用相转移触媒，如用四甲胺氯化物来处理纤维素，用氢氧化钠水溶液制成碱纤维素，再与酯化、醚化剂反应[3]。
近年来还有许多用各种纤维素溶剂得到的均一反应体系，如用二甲基亚砜－甲醛系统和二甲基甲酰胺－四氧化二氮系统的酯化反应、二甲基乙酰胺－氯化锂系统的异氰酸酯和异氰酸氯化物、烷基卤化物和环氧乙烷与纤维素进行反应便能得到各种纤维素衍生物。
这就是均一的纤维素衍生物合成反应的研究，它跟非均一体系反应不同，它的衍生物制品取代基分布比较均一，是当前的技术发展新动向。
1.2纤维素分子结构及聚集态结构
1.2.1分子结构
法国科学家A.Payen在1838年首先分离出纤维素，并确认它是化学物质。
经过许多人的研究，在本世纪30年代初期才确定了它的化学结构。
纤维素的元素分析结果是：
C=44.44%，H=6.17%，O=49.39%，其化学实验式为（C6H10O5）n它是由许多吡喃型D－葡萄糖基，在1→4位置上彼此以β–苷键连接而成的线型高聚物。
纤维素的化学结构式论证如下[4]：
（1）纤维素经强酸水解：
纤维素先加40%盐酸或72%硫酸，在室温下放置12-24h，使其充分溶解，然后稀释至含酸量低于1%，然后将溶解液在水浴锅上回流煮沸数小时。
如此得到的D－葡萄糖接近于理论值（96-98%）。
（2）纤维素经醋酸分解：
得到的八醋酸纤维素二糖，相当理论值的40%，皂化后可得高得率的纤维素二糖。
（3）缓和条件水解：
可得到3-7个葡萄糖基的低聚糖。
（4）纤维素进行甲基化：
可得到每个葡萄糖基含三个甲基的三甲基纤维素，水解后几乎定量地得到2、3、6-三-O-甲基-D-葡萄糖。
另外由于存在非还原性末端基，还可得到微量的2、3、4、6-四-O-甲基-D-葡萄糖。
根据以上事实，可知纤维素大分子的中间葡萄糖基环在2、3、6位置上有三个游离醇羟基，显然没有分枝结构。
此外关于旋光角的加和性、水解动力学、X－射线衍射等方面的研究，对纤维素化学结构的确定也起了非常重要的作用。
纤维素的重复结构单元为纤维素二糖（cellobise），已证明，纤维素二糖的C1位上保持着半缩醛的形式，有还原性，而在C4上留有一个自由羟基，说明纤维素二糖的葡萄糖酐间为（1→4）苷键连接。
所以，纤维素的结构式可用Haworth结构式表示如下：
图1纤维素的结构式
Fig.2-1StructuralformulaofCellulose
事实上葡萄糖吡喃环的六个碳原子并不在一个平面上，而是像环己烷那样为弯曲的六角环，具有不同的构象，其中以椅式结构的构象能量最低，也最稳定，在椅式构象中羟基处于平伏键的比处于直立键稳定，因此，纤维素的葡萄糖中以羟基处于平伏键的椅式构象占优势[5]。
1.2.2聚集态结构
纤维素的聚集态结构研究的是纤维素大分子之间的相互排列关系，也就是纤维素的超分子结构。
纤维素分子本身的结构单元是椅式构象的β－吡喃型葡萄糖基，糖基上有氧桥，C2、C3和C6有平伏状羟基，因而就决定了分子内一个葡萄糖C6上羟基与另一个相邻葡萄糖基C2上羟基形成分子内氢键，一个葡萄糖基C3上的羟基与另一个相邻葡萄糖基的环氧形成分子内氢键。
许许多多纤维素分子聚集在一起时，当各自葡萄糖基C3、C6上羟基彼此的距离小于0.28-0.3nm时，就会形成分子之间的氢键[6]。
纤维素微纤丝内即纤维素分子聚集体内的氢键的分布是不均匀的，在一定的空间范围内有多有少。
有的基本全是氢键，这样的区域，就会在X－射线衍射图谱上出现清晰的图谱。
此特定区域，称为结晶区，其它区域则称为无定形区。
结晶区与无定形区之间没有明显的界限，而是逐步过渡的。
一根纤维素分子可以贯穿几个结晶区和无定形区，即可以终止在结晶区，也可以终止在无定形区内。
这就是纤维素的两相结构理论的基本观点。
纤维素的结晶结构就是指纤维素结晶区内的结构。
至今发现，固态下的纤维素存在着五种结晶变形，即天然纤维素（纤维素Ⅰ），人造纤维素Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ和纤维素Ⅴ[7]。
这五种结晶变体各有其不同的晶胞结构并可由X－射线衍射、红外光谱、Raman光谱加以辨认，并且它们之间可以相互转变。
1.3纤维素的物化性质
1.3.1物理性质
纤维素的物理性质指纤维素大分子的氢键破坏所引起的反应，主要有纤维素的吸湿、解析、润胀、溶解等现象。
纤维素的游离羟基对能够可及的极性溶剂和溶液有强的吸引力。
干的纤维素置于大气中，它能从空气中吸收水分到一定的水分含量。
当纤维素自大气中吸取水或水蒸气时，称为吸附。
因大气中降低了蒸气分压而自纤维素中放出水或水蒸气时称为解析。
纤维素吸收极性液体后，大分子之间的内聚力削弱，纤维变软，体积增大，但仍保持可见的均一性，这种现象称为纤维素的润胀。
纤维素吸收大量极性液体后，以分子状态进入溶液，称为纤维素的溶解。
纤维素的润胀可分为结晶区间的润胀和结晶区内的润胀两种。
结晶区间的润胀是指润胀剂只能达到无定形区和结晶区的表面，纤维素的X－射线衍射图不发生变化，结晶区内的润胀，则润胀剂占了整个无定形区和结晶区，并形成润胀化合物，产生新的结晶格子，此时纤维素原来的X－射线衍射图消失了，出现新的X－射线衍射图，如果润胀剂继续无限地进入到纤维素的结晶区和无定形区，就形成无限润胀，纤维素的无限润胀就是溶解[8]。
1.3.2化学性质
（1）可及度纤维素的可及度，即反应试剂抵达纤维素羟基的难易程度，是纤维素化学反应的一个重要因素。
在多相反应中，纤维素的可及度主要受纤维素结晶区与无定形区比率的影响。
研究表明，对于高结晶度纤维素的羟基，小分子试剂只能抵达其中的10%-15%。
普遍认为，大多数反应试剂只能穿透到纤维素的无定形区，而不能进入精密的结晶区。
人们把纤维素的无定形区也称可及区。
纤维素的可及度不仅受纤维素物理结构的真实状态所制约，而且也取决于试剂分子的化学性质、大小和空间位阻作用。
因为与溶胀剂作用的纤维素真正基元不是单一的大分子，而是由于分子间氢键结合而形成的纤维素链片。
因此，小的、简单的以及不含支链分子的试剂，具有穿透到纤维素链片间间隙的能力，并引起片间氢键的破裂。
如二硫化碳、环氧乙烷、丙烯腈、氯代乙酸等，均可在多相介质中与羟基反应，生成高取代度的纤维素衍生物。
具有庞大分子但不属于平面非极性结构的试剂，如3-氯-2-羟丙基二乙胺或对硝基苄卤化物，即使与活化的纤维素反应，也只能抵达无定形区和结晶区的表面，生成低取代度的衍生物。
（2）反应性纤维素的反应性是指纤维素大分子基环上的伯、仲羟基的反应能力。
影响纤维素的反应性的因素颇多，但在大多数情况下，伯羟基的反应能力比仲羟基高。
尤其是与较庞大基团的反应，由于空间位阻小，伯醇羟基的反应能力显得更高。
如与甲苯磺酰氯的酯化反应，主要发生于伯羟基。
对于不同类型的反应，纤维素各羟基的反应能力不同。
可逆反应主要发生于C6羟基；
而不可逆反应则有利于C2羟基。
因此，对于纤维素的酯化反应，C6羟基反应能力最高；
而纤维素醚化反应时，则C2羟基反应能力最高[9]。
1.4纤维素的酯化
1.4.1酯化反应原理
众所周知，醇与酸作用便生成酯和水，有机化学上称之为酯化反应。
纤维素是一种多元醇（羟基）的化合物，这些羟基均为极性基团，在强酸液中，它们可以被亲核基团或亲核化合物所取代，而发生亲核取代反应，生成相应的纤维素酯。
其反应机理如下[10]：
①
②
③
在亲核取代期间，首先生成水合氢离子，然后按①式进行取代作用。
纤维素与无机酸的反应属此历程。
而纤维素与有机酸的反应，则实质上为亲核加成（按②式进行）反应。
用酸催化办法，可以促进酯化反应的进行。
因为首先一个质子加到羧基电负性的氧上，使得这个基团的碳原子更具正电性，故而有利于亲核醇分子的进攻（按③式反应）。
可以看出，以上反应的所有步骤均为可逆的。
也就是说，纤维素的酯化作用是一个典型的平衡反应。
通过除去反应所生成的水的办法，可控制平衡朝成酯的方向进行，从而抑制其逆反应——皂化作用的发生。
纤维素的有机酸酯可以通过纤维素与有机酸、酸酐或酰氯的反应制得。
与有机酸的酯化作用，需于高温下进行，因而酸或催化剂会引起纤维素的严重降解。
与酰氯的作用，则一般需于吡啶存在下约100º
C进行。
由于存在着结合氮和其他污染物引入纤维素产品的弊病，而使该方法没有商业价值。
因此，纤维素有机酸酯的最常见生产方法是纤维素与酸酐的酯化。
首先制备纤维素三酯，然后于均相溶液中水解成所需取代度的产物[11]。
纤维素与酸酐或酰氯的酯化作用，是一种多相的局部化学反应。
纤维素纤维逐层的发生反应，并溶于反应介质之中。
与此同时，又裸露新的表面进行反应。
很明显，它与交换体硝化反应正好相反，反应过程是被反应试剂向纤维素纤维的扩散速率所控制，并从纤维素的无定型区开始，然后不同程度的进入结晶区。
因此，在酯化之前，纤维素的预溶胀和活化处理是非常重要的。
少量催化剂的加入可以适当降低纤维素的分子量，以获得预期的酯化产物。
硫酸是酯化尤其是乙酰化反应的最为理想的催化剂。
因为它比活泼的高氯酸腐蚀性小，比氯化锌更经济。
此外，硫酸的使用，还可以降低酯化温度、浓度和易为纤维所吸附[12]。
1.4.2纤维素的预处理和活化过程
1.4.2.1预处理过程：
对纤维素进行适当的预处理是充分利用纤维素资源的一个重要步骤。
这是因为天然纤维素的分子内和分子间存在着大量的氢键，同时纤维素聚集态结构的复杂性以及具有的高结晶度，使得纤维素对试剂的可及度低溶解困难，反应性能及化学反应的均一性差，这直接影响到纤维素制品的使用性能[13]。
因此，人们采用了许多物理、化学以及生物的方法来对纤维素进行预处理，以提高纤维素对化学试剂和酶试剂的可及度和反应性。
（1）化学试剂预处理方法
<
1>
氢氧化钠溶液的预润胀处理
氢氧化钠溶液的润胀处理是发现最早、应用最广、最有效的预处理手段之一。
自1844年Mercer发现碱对纤维素的丝光化作用以来，人们已经对纤维素在碱溶液中的润胀机理和结构变化进行了长期细致的研究工作。
低温下8%-10%（wt）的氢氧化钠是最强的润胀剂，较早期的研究发现，碱润胀后纤维素可及度的提高并不意味着整个反应性就得到了提高。
例如，棉纤维用强碱液处理后水洗、干燥，其乙酰化反应的反应性反而下降。
最近的研究表明，用乙醇、吡啶等有机溶剂代替水来抽提溶胀剂碱，对保持和进一步提高纤维素的反应性比水要有效得多。
研究指出，乙醇在处理过程中可阻止纤维素分子的进一步靠近和分子间氢键的形成。
因此乙醇有助于由碱润胀引起的消晶和晶格转化。
Focher等用γ-射线、18%氢氧化钠、70%氯化锌溶液对棉废料进行预处理，然后再在酶的作用下进行水解，研究了处理前后纤维素聚合度、结晶度、可及度和反应能力变化，指出3种预处理方法均使纤维素聚合度下降，但对可及度的提高以氢氧化钠最大，氯化锌其次，而γ-射线几乎无变化。
最近Shukia等人在研究棉纤维素的紫外光引发苯乙烯和丙烯晴进行接枝共聚反应时也发现，用氢氧化钠对纤维素进行润胀预处理与未处理样相比，其接枝率明显提高，并发现氢氧化钠的溶胀能力大于氯化锌[14]。
碱润胀处理纤维素的反应活性与丝光化的条件如碱浓度、润胀剂的洗脱方法、反应温度等有关。
纤维素在碱溶液中的润胀有一最优的浓度。
例如：
棉纤维素在氢氧化钠中的润胀以18%浓度最佳。
对温度的影响，公认的观点是纤维素的碱化为放热反应，随温度提高纤维素润胀程度下降，碱纤的反应活性降低。
因此，碱润胀处理一般在较低温度下（如20℃）进行为宜。
但Pavlov等人指出，这种关系仅仅是在最高温度为70℃时有效。
他们的研究表明，高温浸渍也可使纤维素获得高的反应活性，在90-105℃之间进行浸渍制备的碱纤维素其反应活性甚至比20℃时更高，而中间温度60-70℃是最不适宜的温度。
研究指出，高温碱处理使原始结构破坏更厉害,新的结构形成更快，并以处理后的纤维素具有更低的结晶度、更小的结晶尺寸和更大的晶面面间距为特征[15]。
此外，研究发现高温浸渍处理后，纤维素中戊聚糖、木质素、无机物等不纯物的含量降低，不仅有利于试剂的渗透，而且为纤维素超分子结构更深一步变化提供了可能。
2>
液氨预处理
经液氨处理的纤维素纤维的结构特征借助于X-射线、红外光谱、核磁共振等方法的分析表明，液氨和纤维素相互作用，纤维素纤维发生如下结构上的变化<
晶胞结构的变化。
纤维素Ⅰ和Ⅱ经液氨或胺类处理，再将其蒸发掉，得到干态纤维素的第三种结晶变体———纤维素Ⅲ，并依母体纤维素原料不同而有一定的差异；
结晶度变化。
在液氨的作用下,纤维素结晶度有不同程度的下降，即液氨对纤维素具有消晶作用；
3>
晶体尺寸变小；
4>
纤维微孔尺寸和内比表面积发生变化；
5>
平均聚合度（DP）的变化。
DP变化与时间、温度、压力等处理条件有关，在较低温度、较短时间下处理纤维素DP可基本保持不变，在较高温度和压力条件下处理较长时间，则棉纤维DP下降幅度较大，但DP的下降通常可提高纤维素的化学反应性和反应均匀性，对某些改性反应是有利的。
纤维素经液氨处理后所产生的上述变化有利于增进纤维素对各种化学试剂的可及度，提高纤维素的化学反应性能和反应均一性。
因此，液氨是一种非常有效的纤维素的预处理活化剂。
有资料表明，它的活化效果不仅比传统的丝光过程而且比浓的热碱液处理都更有效[16]。
其它化学试剂预处理
除了可用碱和液氨对纤维素进行预处理外，采用其它化学试剂进行适当的处理也可对纤维素可及度及反应性能的提高有一定的作用。
例如用氯化锌处理，可提高纤维素酶水解速率和产率、提高纤维素的接枝率。
胺类试剂如甲胺、乙胺等对棉纤维素也有消晶作用，可提高纤维素酯化反应的反应活性。
苏茂尧等发现，水-丙酮-氢氧化钠、乙二胺-丙酮、助剂LV-385-氢氧化钠等体系，可使纤维素顺序下降，结晶结构破坏，可及度提高。
Isogai等在研究纤维素的非水溶剂过程中发现，二氧化硫（SO2）-二乙胺（DEA）-二甲亚砜（DMSO）体系可作为纤维素的溶剂来制备无定形纤维素，与用机械粉碎制得的无定形纤维素不稳定、很快发生重结晶过程不同，这种方法制备的无定形纤维素对水绝对稳定。
他们采用不同比例的SO2-DEA对针叶木和阔叶木漂白硫酸盐浆、热磨机械浆、磨木浆、棉短绒、微晶纤维素粉等进行处理,并对润胀机理进行了研究。
结果表明，对化学浆和纯纤维素样品通过控制SO2-DEA的量就可控制样品的结晶度从原来值一直到完全无定型，而对聚合度的影响则很小[17]。
在处理过程中，纤维素分子链上的分子内和分子间氢键由于与SO2-DEA形成特殊的络合物而被劈开。
随着SO2-DEA用量增加，反应在晶区进行，导致纤维素消晶，原非晶区中对水为不可及的羟基变成可及，水保留值可由原来的低于100%上升到400%以上。
最近加拿大Awadel-Karim等人研究了用有机溶剂如丙酮纯化处理纤维素过程中氢键的变化。
结果发现，由于丙酮能够渗透到纤维素材料内部又具有氢键受体的潜能，通过其吸引纤维素分子内和分子间的氢键，可导致纤维素立体化学的巨大变化，其结果是使纤维素分子氢键的持久性减弱或破坏，从而使纤维素的可及度增大。
因此，认为丙酮也是纤维素的润胀剂。
（2）物理方法
机械方法
研磨的作用纤维素是一种高结晶性的聚合物，在研磨过程中能有效地吸收机械能而引起其形态和微细结构的改变，使结晶度下降、可及度明显提高。
各种研磨的方法有：
球磨、锤磨等，其中球磨是最有效的预处理技术。
球磨可使纤维素的结构松散和使微纤中及微纤间晶区中存在的分子间氢键断裂，因此通过球磨这种机械预处理可使绵纤维的水解速率和葡萄糖的最大产率都得到提高。
切碎的作用美国Clemson大学的Hon教授用Wiley切断机对棉纤维进行切断处理，研究了棉纤维的DP、结晶度及可及度的变化。
指出，与球磨或转动磨可使纤维素受到严重的机械作用而使其结晶度受到破坏不同，切碎对纤维素的结晶度影响不大，但由于机械剪切力作用使纤维素产生新的表面，从而使纤维素的可及度有较大程度提高。
例如当棉纤维由6mm切断至0.5mm时，可及度（碘吸附值表示）由10.06%提高到17.30%。
随着剪切时间的延长，可及度增大，当样品过6mm筛剪切6次时，可及度由10.06%增大至18.14%。
打浆的作用日本东京大学Isogai等人用PFI磨对各种化学浆、机械浆及棉短绒进行打浆处理，研究打浆处理对原料结晶度、聚合度以及溶胀行为（水保留值）的影响，并与用化学方法（SO2-DEA）处理的结果作对比。
研究表明，就样品的水保留值、结晶指数、聚合度来说，一定程度的打浆处理的效果与用一定量的SO2-DEA进行化学处理的效果相当，其中各种木浆打浆处理的效果要优于棉短绒。
以上讨论可知，各种机械加工处理由于机械应力的作用，可大大改变纤维素纤维的物理和化学性质，提高纤维素对各种化学反应和酶水解的可及度和反应性，其作用的大小与采用的机械处理的方式，即机械力大小和能量大小有关[18]。
高能电子辐射处理
在粘胶纤维、醋酸纤维等生产过程中，广泛采用高能射线如电子射线、γ-射线来对纤维素原料进行预处理，以获得所期望的纤维素聚合度和增加纤维素的活性，以减少溶解用或反应用化学药品造成的废水、环境等污染。
文献指出，电离辐射的作用，一方面是使纤维素降聚，DP下降，分子量的分布特性改变使其分子量分布比普通纤维素更集中；
另一方面是使纤维素的结构松散并影响到纤维素的晶体结构，从而使纤维素的活性增加，可及度提高。
因此，在粘胶纤维的生产中，对溶解用浆粕进行辐射处理可提高纤维素生成粘胶的反应能力。
与其他预处理方法相比，辐射处理具有减少生产费用、缩短工艺流程、不污染环境等优点，在粘胶纤维和醋酸纤维生产中显示出越来越重要的作用。
此外，利用辐射纤维素所产生的游离基还可引发乙烯类单体在纤维素游离基位置上的接枝共聚。
随着人们环境保护意识的增强，辐射处理技术必将在纤维素的研究领域里得到更广泛的应用[19]。
微波和超声波处理
微波是一种新型节能、无温度梯度的加热技术，已成功地应用于有机化学、无机化学及高分子化学等化学领域，形成一门微波化学。
在现代染色生产中，微波处理可以改善织物的染色性能，因此早已获得实际应用。
近年来，又有研究者将微波加热技术应用于现代溶剂制浆中。
80年代中期，由于功率超声设备的普及与发展，超声波在化学化工应用研究中迅速发展，促进了声学与化学的交叉渗透，导致了一门新兴的交叉学科———声化学（sonoche-mistry）的诞生。
而将微波和超声技术应用于纤维素科学领域则较为少见。
最近，熊犍、梁文芷等研究了微波和超声波处理后纤维素超分子结构及反应性能的变化，考察了微波和超声辐射对纤维素碱化反应和高碘酸高选择性氧化纤维素反应的影响。
结果表明，微波和超声波能加速纤维素的这两类化学反应，尤其可大大改善高碘酸高选择性氧化纤维素的反应条件。
将先进的微波和超声波技术应用于纤维素学科的研究中，对提高纤维素化学反应活性、开通新的反应通道、合成新的纤维素功能材料具有非常重要的意义。
蒸气爆破技术
20世纪90年代初，Kamide蒸气爆破用于纯纤维素的预处理，以提高纤维素分子间和分子内氢键的断裂程度，并由此得到了能在氢氧化钠水溶液中以分子形式溶解的碱溶性纤维素一I。
蒸气爆破主要是利用高温高压水蒸汽处理纤维素原料，并通过瞬间泄压过程实现原料组分分离和结构变化，使低分子物质溶出，纤维素聚合度下降；
纤维素大分子中的，还原端基增加：
纤维内部氢键破坏游离出新的羟基。
同时由于瞬间泄压，急速冷却至室温，使纤维素的超分子结构冻结，氢键难以重新生成。
而渗入纤维素内部溶剂使纤维素大分子链溶剂化，从而导致残留的纤维素内部的氢键破坏，使纤维素的酯化醚化反应活性增加，利于酯化醚化反应。
陈洪章等进行了麦草蒸汽爆破处理研究表明，纤维的比表面增加，亲水基团增多。
在对纤维素进行汽爆前最好先进行预浸处理，即用水浸泡，可以强化处理效果，又可缓解高温高压对纤维素纤维的损伤[20]。
（3）生物技术
生物技术作为预处理开始是将酶应用于制浆工艺的打浆过程。
研究表明,纤维素酶处理虽然使纤维间的结合力得到增加,但由于纤维素酶对纤维素链的部分降解,导致纸浆粘度降低;
用无纤维素酶活性的木聚糖酶处理后,纸浆的减少量低于总纤维重量的2%,而原纤化程度得到提高,纤维间结合力增强,打浆时间也大为缩短。
但也有研究指出。
用纤维素酶处理虽然使纤维素聚合度降低,但是在不影响使用性能的情况下,能提高纤维素的反应能力。
1.4.2.2活化过程
在纤维素纤维的衍生化反应过程中，所涉及的基本问题有纤维
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