亚麻纤维的超分子结构探究

目前有关亚麻纤维的超分子结构的资料很少。人们只能借助对棉纤维超分子结构的认识来了解亚麻纤维的超分子结构，因为所有纤维素纤维的超分子结构都大致相同。

纤维素纤维分子之间是通过氢键、范德瓦耳斯力等作用相互连接成一个整体。纤维是由基本原纤即基础原纤组成的，基础原纤构成了微原纤，微原纤又构成了大原纤，大原纤以薄层状构成细胞壁的各个层次，于是形成了一个统一的韧皮纤维。而对纤维素大分子在纤维内部是如何排列的，目前有很多说法。现只介绍两相结构共存的体系。

前人在X射线研究结果的基础上认为，在纤维素纤维的高分子物中，既含有结晶部分，又含有无定形部分，而且纤维素大分子的分子长度要比结晶区的长度大。因此，一个纤维素纤维大分子可以交替穿过结晶区和无定形区，分子的末端可以停留在结晶区，也可以停留在无定形区。纤维的结晶度指的是结晶区占纤维整体的百分率。

纤维大分子的某些部分与邻近大分子的一部分彼此之间相互作用，在空间按照一定的规则进行有规律的排列，分子之间的距离比气态物质分子之间的距离小得多，即使水分子这样的小分子都很难通过，分子之间的作用力很强，它们不能自由移动，只能在平衡位置附近振动，人们把这部分区域叫结晶区，又称为微胞、微晶体、晶区；而大分子的另一部分又与邻近分子的另一部分在空间上进行无规则的排列，分子与分子之间的距离较大，允许水等一些其他化学药剂的单分子通过，分子之间的作用力较弱，分子能量随温度的升高而变大，可以绕动，但也不能像液体一样自由移动，人们把这部分区域叫无定形区，又叫非晶区。染整加工的过程就是化学药剂进入纤维无定形区并发生反应的过程。

以前人们往往认为无定形区分子以完全无规则的状态进行排列，实际上结晶区和无定形区之间并不是完全截然分开的，而是有一个过渡阶段。而这种过渡阶段可以用单位体积内所含分子间键能或氢键数，即侧序度表示。一般都认为，在纤维素纤维中，原纤内或层内的分子排列有序性较高，也有人认为它们就是结晶的，但可能存在着一定的缺陷，如微细的裂缝和空洞，形成弱点。而原纤或层间属于非结晶的。而且一般认为纤维素大分子中只含有直链结晶，很少含有折叠链结晶。(www.xing528.com)

纤维中大分子有序排列的程度也可以用取向度表示。所谓取向度，是纤维的大分子链、链段或晶体轴顺着某一特定的方向进行有序排列的程度。但结晶度与取向度不同，取向度是一维或二维空间的，而结晶度则是三维空间排列的。纤维大分子有序排列的程度，影响纤维的力学性能和染整加工。通常纤维大分子有序排列的程度越高，纤维的强力越大，染料以及化学药剂越难对纤维进行加工；反之，纤维大分子有序排列的程度越小，分子之间的空隙越大，作用力越弱，纤维的强力越小，染整加工越容易进行。

不同纤维素纤维的超分子结构，其取向度、结晶度不同，见表2-1。

表2-1　不同纤维素纤维的结晶度和取向度