纤维素的碱化（目的：1.学习碱化反映的物理化学变化，认识其重要性2.理解碱化反映影响因素，掌握操作注意事项3.认识氧化反映机理，懂得任何控制粘度）纤维素与碱互相作用生成碱纤维素，碱纤维素有高度的反映性，能够制备多个纤维素衍生物。碱与纤维素作用，使纤维素发生一系列化学反映和物理化学变化，在醚化反映中，醚化剂对纤维素的膨胀、渗入、醚化反映的主反映和副反映速率反映均匀度以及最后产物性质等都与碱纤维素的形成、构成有关。一、碱纤维素的形成碱和一元醇或多元醇作用时，可生成醇化物和分子化合物，纤维素分子链上有3个自由羟基，可视为多元醇，因此当它吸附氢氧化钠水溶液后，形成的碱纤维素也能够是醇化物或分子化合物。纤维素分子链上的3个羟基中，C（2）位上的羟基较C（3）、C（6）位上的羟基有较强的酸性，因此C（2）位上的羟基可能生产醇化物（A）、酸性较弱的C（6）位上的羟基则可能生成分子化合物(B)。2OH2ONa3OH＋NaOH3OH＋H2O(A)60H6OH2OH2ONa3OH＋2NaOH3OH＋H2O(B)60H6OH.·NaOH二、碱纤维素的构成和结晶变体纤维素与多个浓度的氢氧化钠水溶液反映都能够生成碱纤维素。因此碱纤维素的构成由碱对纤维素的结合反映速度和碱纤维素的水解反映速度的比值来决定。随着碱溶液的浓度和解决温度的不同，碱纤维素有不同的NaOH含量和水含量，并产生不同的碱纤维素结晶变体，可由X射线衍射图加以识别。碱纤维素的构成和构造的变异将影响到随即的多个化学反映，其重要的影响因素以下：（1）碱液浓度的影响：纤维素对碱的吸附量随碱液浓度的增加而增大，对水的吸附量则随着碱液浓度的增加而增至最大值后下降。纤维素在不同碱浓度和解决条件下可形成不同的碱纤维素结晶变体。Na-纤维素I：其构成为C6H10O5·NaOH·3H2ONa-纤维素Ⅱ：其构成为C6H10O5·NaOH·H2ONa-纤维素Ⅲ：其构成为（C6H10O5）·2NaOHNa-纤维素Ⅳ：其构成为C6H10O5·NaOH·2H2ONa-纤维素Ⅴ：其构成为C6H10O5·NaOH·5H2ONa-纤维素Q：这里的Q得名于德文Quellung，意即润涨，由于这是种Na-纤维素以高度润涨形式存在。不含碱，只存在氢氧化钠的水化物，（重要是NaOH·20H2O，少量为NaOH·12H2O），与Na-纤维素Ⅳ是同一类化合物。(2)温度的影响：在一定浓度的氢氧化钠水溶液中，纤维素对碱的吸附量和膨润度随解决温度的减少而增加，因此减少解决温度，生成碱纤维素的碱液浓度能够减少，这对生产成本而言有很大的意义。温度高，纤维素对碱的吸附量减少，而碱纤维素的水解反映却大大增加，不利于碱纤维素的生成。因此减少碱化温度，有运用碱纤维素的生成并克制水解反映。减少碱化温度，能够在较低的碱液浓度下得到较大的水吸附量并达成最大的润涨。（3）添加物的影响：在纤维素-NaOH-水系统中，添加物（如醇、盐、其它金属氢氧化物）对碱纤维素的形成有很大的影响。a、醇纤维素在某一碱浓度下碱化，当添加醇时，能够提高形成碱纤维素的速度，增加纤维素的吸碱量。这是由于碱在醇中的溶解度低于在水中的溶解度，使有较多的碱为纤维素所吸附。异丙醇效果比甲醇.乙醇效果好。醇的存在能够增加纤维的无序度，有助于碱化和随即的醚化反映。水分子在润涨纤维素分子链间形成临时的氢链交联，而醇是单官能化合物，形成氢键较少且不形成交联，形成碱纤维素，这就能够减少碱化时的用碱量和系统中的游离碱，并调节水含量，对碱化、醚化反映都是有利的。在碱化过程中，溶液介质的极性越大，生成的碱纤维素r（每100个失水葡萄糖单元与氢氧化钠反映的羟基数目）值越低。醇的极性不大于水，因此在碱化时能够提高碱纤维素的r值。醇的存在还能够确保碱水溶液均匀地分散，是一种良好的分散剂，因此在制备纤维素醚的碱化阶段，虽用较高浓度的碱液，在存在醇时也可得到均匀吸附和反映性好的碱纤维素。a)盐(4)时间的影响：纤维素与碱液作用的速度很快，它随碱液浓度和解决温度不同而异。（5）纤维素原料的影响三、纤维素在碱液中的润涨纤维素在氢氧化钠水溶液中，除发生化学反映生产碱纤维素外，还发生物理化学变化——润涨，使纤维素的形态构造和微细构造发生很大的变化，并溶解出半纤维素、杂质和低聚合度的纤维素，从而提高纤维...
