棉纤维的化学组成

棉纤维的主要组成是纤维素、半纤维素、可溶性糖类、蜡质、脂肪、灰分等物质，彩色棉还含有色素。纤维素（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）是天然高分子化合物，其化学结构是由许多β－Ｄ－吡ˇ5葡萄糖基以（１－４）－β－苷键连接的线形高分子。纤维素的化学式为Ｃ６Ｈ１０Ｏ５，化学结构的实验分子式为（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎ，ｎ为聚合度，棉纤维聚合度为６０００～１５０００，其重复单元为纤维素双糖，化学结构式如图３－２所示。吡ˇ5葡萄糖为了保持结构的稳定，大分子形成椅式折曲的构象（图３－３），采用Ｘ射线衍射法可测得棉纤维结晶度为６５％ ～７２％。吡ˇ5葡萄糖每个基环中含有３个醇羟基，分别在２、３、６位碳原子上，且都在椅式结构的平面上，醇羟基能进行一系列酯化、醚化、氧化及取代等反应，而其中伯醇羟基化学性质最活泼，仲、季醇羟基则依次次之。纤维素大分子中的苷键对酸十分敏感，而对碱的作用则相当稳定，所以纤维素耐碱不耐酸。
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纤维素分子链结构式（ｎ为聚合度）

纤维素分子链的椅式构象

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6 W) L! L" W- m- D半纤维素是一群复合聚糖的总称，其分子链短，大多有短的侧链，侧链的糖基是由两种或两种以上的单糖基组成的多聚糖。木素（ｌｉｇｎｉｎ）由木脂素和木质素组成，是支撑植物生长的主要物质。果胶、木素和半纤维素一起作为细胞间质填充在细胞壁的巨原纤之间。蜡质，俗称棉蜡，是棉纤维表面保护纤维的物质，具有防水作用。细胞腔中原生质、细胞核等蛋白质在干涸后附着在内腔壁面上。除此之外，高聚物生物聚合中依赖某些金属元素的整合，这些金属元素在处理中形成氧化物等，称为灰分。下表为成熟白棉与彩色棉的化学组成。
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棉纤维的化学组成（％）
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品种	白色细绒棉	棕色彩棉	绿色彩棉
α－纤维素	89.90～94.93	83.49～86.23	81.09～84.88
半纤维素及糖类物质	１．１１～１．８９	１．３５～２．０７	１．６４～２．７８
木素	０．００～０．００	４．２７～６．８４	５．１９～８．８７
脂蜡类物质	０．５７～０．８９	２．６７～３．８８	３．２４～４．６９
蛋白质	０．６９～０．７９	２．２２～２．４９	２．０７～２．８７
果胶类物质	０．２８～０．８１	０．４２～０．９４	０．４６～０．９３
灰分	０．８０～１．２６	１．３９～３．０３	１．５７～３．０７
有机酸	０．５５～０．８７	０．５７～０．９７	０．６１～０．８４
其他	０．８３～１．０１	０．８８～１．２９	０．３８～０．８７