实验一 酸对纤维素纤维的作用 初稿

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1、实验一酸对纤维素纤维的作用一、实验要求：1、预习纤维素纤维对酸的反应性。纤维素的水解最终产物几乎全为D-葡萄糖。D-葡萄糖的基本单体(也称基本链节或单基)是葡萄糖剩基，其结构式为六环形结构，也称氧六环，大分子的单元结构是由两个氧六环通过1-4甙键(即线桥一O一)一反一正连接成的反向对称体。这个重复单元结构就是纤维素双糖。如图所示：由于纤维素大分子的甙键结构含有许多亲水集团(OH—)，所以棉纤维具有一定的吸湿能力；而甙键对酸很敏感，所以棉纤维在酸的作用下，纤维聚合度下降和潜在的醛基增加，会发生水解，甙键

2、的断裂使纤维素大分子链节断裂而呈现脆损，纤维的强力下降。纤维在无机强酸以及高温水作用下都会发生水解作用。其原因是甙键，具有缩醛的性质，在酸液和高温水的作用下不稳定。（强无机酸——硝酸、硫酸、盐酸对棉纤维的破坏特别强烈，磷酸较弱，蚁酸、醋酸次之，硼酸更弱。酸溶液的浓度、温度和水解作用的关系非常密切，浓度2克／升的硫酸溶液在80℃时经过60分钟能降低纤维强度25％，而95—98％的浓硫酸几分钟内在高温下就能使纤维全部溶解。因此，浓硫酸滴到衣服上，就会形成一个洞。）酸的作用主要使纤维素大分子间的甙键断裂，从

3、而水解为D一葡萄糖。纤维素纤维二糖D-葡萄糖酸在纤维素的水解过程中的实质其实是一种催化剂，它能降低甙键的活化能，因而加速水解速度。也就是说，在高温下，纤维素可与水直接发生水解而不需要酸的存在，只是在这种情况下纤维素水解的速度很慢。纤维素在水解过程中，其吸湿性随时间的增加而迅速降低，之后再逐步回升。其原因是：纤维素与酸的反应首先在纤维无定形区及晶区表面，水解初期，纤维素大分子中的吸湿性最强的无定形区域很快地被破坏（结晶区域不容易被水解），导致吸湿性降低；水解的中期和后期，纤维素被水解后产物中所含的（OH

4、—）等亲水集团大为增多，因而水解产物的吸水性会逐渐增大。随着纤维素的水解程度的增加，纤维素在碱中的溶解度也会提高。2、复习浓度的概念、玻璃器皿的洗涤方法、酸的配制和实验注意事项。a.浓度（c）：是指以单位体积内所含溶质的物质的量（摩尔数）。以单位体积里所含溶质的物质的量（摩尔数）来表示溶液组成的物理量，叫作该溶质的摩尔浓度，又称该溶质的物质的量浓度。用公式表示为：其中，n表示溶质的摩尔数，V表示溶液体积。其中，指需要配制的容易浓度，指实验室提供的用来配制所需溶液的标准溶液的浓度，指量取的标准溶液的体积

5、，指所需配制的溶液体积（以容量瓶的规格为准）。b.玻璃器皿的洗涤方法：先用洗涤液洗，再用清水冲洗。移液管需要用需要被移取的溶液润洗三次。c.酸的配置：以公式来计算所需量取的标准溶液，以此次试验为例：10%盐酸溶液配制：取10mL浓盐酸加水至100mL为10%盐酸溶液1%盐酸溶液的配制：取10%盐酸溶液1mL加水至10mL为1%盐酸溶液d.实验注意事项：实验安全问题；洗涤器具时润洗与否的问题；酸液配制时需注意的问题（见后面）；强力测试时要使强力保持稳定，经向与纬向的辨别；减量率测定中关于回潮率等的因素的

6、考虑；称量试样时应注意的问题；仪器的使用问题……3、实验时仔细观察现象并作好记录，认真分析总结。二、实验目的通过本实验进一步加深酸对纤维素纤维的作用；对用酸加工纤维素纤维的工艺控制，引起高度重视。三、实验原理酸可以促进天然纤维素糖苷键的水解，从而使之水解断链。酸解后纤维的化学性质及物理性状发生改变，如：色泽改变、手感变差、强力降低等。四、实验流程：开启水浴锅与烘箱（烘箱100℃，水浴锅50℃）→洗涤器具→配制盐酸溶液→称样并记录（色泽、手感、重量等）→酸液处理（50℃，15min）→热水洗3次→烘干（

7、100℃，30min）→检测记录（色泽、手感、重量等）其中，试剂配制及洗涤和烘干条件1、10%、1%盐酸溶液配制取10mL浓盐酸加水至100mL为10%盐酸溶液取10%盐酸溶液1mL加水至10mL为1%盐酸溶液2、酸处理后洗涤条件水温60-70℃、浴比1:100、洗涤3次3、烘干条件100℃、30min（烘前将水分挤干后展开样品）五、材料、设备和试剂（以每组计算）材料：棉线（棉布）0.5g×6=3g/组，150÷4=40组，3×40=120g器材：7组/班×6=42组1水浴锅/2组1电子天平/4组1烘

8、箱/班电炉/2组20mL量筒一个，1/组(×7=7)10mL试管，3根/组(×7=30)5mL吸量管，2根/组(×7=14)50mL烧杯，2个/组(×7=14)标签若干试管架1/组(×7=7)吸量管架1/组(×7=7)洗耳球1/组(×7=7)标签若干剪刀1/组(×7=7)1玻璃棒/组(×7=7)。试剂：浓HCl(CP)2mL/组(×7=14)材料：棉布或棉线（一般来说，棉布经过了上浆处理，若要使用棉布，则须先退浆再使用；再则棉布的结构比较紧密，处理液不能