纤维素的溶解机理上世纪20年代提出的纤维素超分子结构二相体系理论[12]认为，纤维素首先在分子内和分子间形成大量氢键，进而构成刚性的不溶性微纤丝；在微纤丝形成过程中，有的区域中葡聚糖长链沿分子长轴平行排列，呈现一定的规律，形成高度有序的结晶区，其问又夹杂很多无序、形成交织的无定形区，天然纤维素是一种两相共存的体系。其中纤维素结晶区中存在着的大量氢键，是造成纤维素不溶于一般的无机和有机溶剂的主要原因。67786

在溶解过程，纤维素首先发生润胀，快速运动的溶剂分子扩散进入纤维素中，首先到达无定形区和结晶区的表面。此时，无定形区的氢键首先出现变化，纤维素分子间的氢键被打开并被纤维素和溶剂分子间的氢键所代替。随着无定形区氢键的断裂，溶剂分子不断进入无定形区和结晶区，并形成润胀化合物，破坏纤维素的超分子结构，结晶区内的氢键也不断被打开，最终使溶剂分子无限进入，导致纤维素溶解[13]。在润胀过程中，纤维素原来的X衍射图逐渐消失，但并不出现新的X衍射图。纤维素溶解需要使所有的分子链间的氢键断裂，而由溶剂分子和纤维素的羟基形成的新的氢键代替。热力学计算证明，只有当新形成的氢键键能大于21.0kJmol-1时才能使纤维素完全溶解。

2  纤维素的溶解方法

   （一） 传统的纤维素溶解方法

   （1） 铜氨法

氢氧化铜和氨水配制的的溶剂对纤维素有很强的溶解能力，论文网其溶解机理被认为是纤维素与铜氨溶液形成了配位化合物[14-15]。铜氨溶液是最早用来溶解纤维素的溶剂，以前一直用来生产铜氨纤维和铜氨薄膜。但是该体系对氧气特别敏感，再生过程中微量的氧气参与将使纤维素发生严重的降解。另外铜氨法污染特别严重，工艺复杂，成本高。现在主要用于测定纤维素的聚合度。只有少量的生产，用于透析材料。

   （2）粘胶法

1891年，Cross等人首先发现纤维素磺酸钠溶液在遇到酸后，纤维素又重新析出。1893年人们利用该种方法开发了制备纤维素的方法又叫粘胶纤维。1905年，Muller 等以稀硫酸和硫酸盐的混合物为凝固浴，首先实现了粘胶的工业化生产。由于用粘胶法生产纤维的过程中加入了大量的有毒气体CS2，反应过程中放出了大量的H2S，而且在凝固的过程中加入了大量的硫酸锌，因此发达国家已经不把粘胶纤维作为重点发展对象[16]。最近人们对粘胶技术进行了一些改造，并取得了一定的成效，例如人们尝试用硫酸铝代替硫酸锌，用CO2 代替CS2 等方法来减少对环境污染，优化生产过程。

   （3） 醋酸法

醋酸法是通过醋酸酐进行纤维素的乙酰化，得到三醋酸酯。可用于塑料制品，片基，香烟过滤嘴以及纺织品等。虽然醋酸法产品过程无污染，但是其缺点是制品强度低，耐用性能差，限制了它的应用。