【半纖維素】半纖維素是什么 半纖維素的應(yīng)用以及合成

植物細胞壁構(gòu)成纖維素小纖維間的間質(zhì)凝膠的多糖群中除去果膠質(zhì)以外的物質(zhì)，是構(gòu)成初生壁的主要成分。包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖等，單糖聚合體間分別以共價鍵、氫鍵、醚鍵和酯鍵連接，他們與伸展蛋白、其他結(jié)構(gòu)蛋白、壁酶、纖維素和果膠等構(gòu)成具有一定硬度和彈性的細胞壁，因而呈現(xiàn)穩(wěn)定的化學結(jié)構(gòu)。原來是從總纖維素中以17.5%NaOH以至24%KOH提取出來的多糖成分的總稱，而沒有相應(yīng)的特定的化學結(jié)構(gòu)。堿提取液用醋酸中和沉淀的部分是半纖維素A，上清液用乙醇沉淀的部分是半纖維素B。作為重要的多糖除木聚糖、葡聚糖、阿拉伯木聚糖、葡萄甘露聚糖、阿拉伯半乳聚糖等中性多糖外。

合成

非離子半纖維素

為了賦予半纖維素的抗水性能或增加半纖維素的熱塑性，可將半纖維素酰化。半纖維素與長鏈酰基氯反應(yīng)可以生成熱塑性材料，半纖維素的乙酰化是一種改善聚合物疏水性能應(yīng)用最廣泛的方法。?；磻?yīng)通常用酸酐或酰基氯作乙?；噭@也是研究得最為成熟的一種改性方法。

陰離子半纖維素

羧甲基半纖維素的合成一直是人們熱衷研究 重點。將半纖維素羧甲基化便可得到羧甲基變性半纖維素（CMMH），其制備方法類似予羧甲基淀粉（CMS）：把半纖維素懸浮在堿性乙醇溶液中，再加入醚化劑一氯醋酸，反應(yīng)完畢后過濾出產(chǎn)物，用乙醇洗至無氯離子。

陽離子半纖維素

改性對于增加或改進基團的功能是很有用的。季銨化的半纖維素能夠增加它們的水溶性、得率及其陽離子性或兩性離子性等，并具有較高的取代度和與陽離子聚合物、兩性聚合物相似的化學特性。因此有許多學者對半纖維素的季銨化產(chǎn)生很大興趣，尤其是羥烷基陽離子半纖維素的合成。

應(yīng)用

半纖維素的工業(yè)利用正在開發(fā)，制漿廢液可制酵母，酵母又可抽提出10%的核糖核酸，再衍生為肌苷單磷酸酯和鳥苷單磷酸酯，可用作調(diào)味劑、抗癌劑或抗病毒劑等。林產(chǎn)化學品法是先用有機酸使纖維原料預水解，水解殘渣仍可制漿，質(zhì)量可與未預水解的漿相媲美，而從水解液可分離出戊糖和己糖組分，所得木糖經(jīng)處理后制成木糖醇，可作增甜劑、增塑劑、表面活性劑；木糖酸可作膠粘劑；聚木糖硫酸酯可作抗凝血劑。

半纖維素糖類發(fā)酵酒精是利用生物技術(shù)，由可再生的植物纖維原料制取酒精，一直是國際關(guān)注的研究熱點. 本項目以玉米棒芯為原料，經(jīng)稀酸水解將半纖維轉(zhuǎn)化為戊糖，進一步發(fā)酵為酒精。其總體水平為中國首創(chuàng)，國際先進。此項技術(shù)的中試成功將對中國酒精工業(yè)的發(fā)展起到積極的推動作用，對于解決人類將面臨的能源危機、糧食緊缺及環(huán)境污染等問題均具有重大的意義。

對卷煙紙影響

半纖維素是木漿的主要成分之一，與均由1.4－β糖苷鍵連接的葡萄糖組成的纖維素不同，半纖維素由各種碳水化合物以及戊糖和已糖組成。此外，單糖之間的連接方式也有很大的不同。

本研究的目的是探討各種木漿中的半纖維素含量的差異，以及這些差異對木漿和卷煙紙熱性質(zhì)的影響。為了測定木漿中的半纖維素含量，將半纖維素用18%的NaOH溶液提取，然后調(diào)pH至7.0使之沉淀。分離后，通過在100～200℃范圍內(nèi)進行熱提取試驗并在300～700℃的范圍內(nèi)進行裂解實驗，對從各種木漿得到的半纖維素的熱性質(zhì)進行了分析研究。

為了分析碳水化合物組成，將半纖維素用三氟乙酸水解。用離子交換層析進行糖分析，用脈沖電流法檢測。

這些試驗結(jié)果表明：不同的木漿之間有顯著差異。就半纖維素來講，木漿可以分為三類：長纖維素木漿、短纖維素木漿和一年生植物木漿。木漿中半纖維素的含量和成分都有差別，這些差別決定了木漿的熱性質(zhì)以及卷煙紙的熱性質(zhì)。