纤维素
纤维素（英语：cellulose），一种天然有机高分子化合物。由D-葡萄吡喃糖基以1，4-β-苷键连接而成的多糖。构成植物细胞壁的主要成分，常与半纤维素、木素、树脂等伴生在一起。世界上蕴藏量最丰富的天然高分子化合物。纤维素在植物体中构成细胞壁网络，在网络之间填充着半纤维素和木素，共同担负着支撑躯干的作用。法国化学家A.帕扬1837～1842年研究植物细胞壁成分时发现纤维素是一种由葡萄糖组成的物质，并命名为cellulose，由法语cellule（来源于拉丁文cellula）变化而成。
纤维素主要来源于木材。在中国，由于森林资源不足，主要来源于非木材的原料（约占70％），其中包括棉花、棉短绒、麦草、稻草、芦苇、麻、桑皮、楮皮和甘蔗渣等。
结构
纤维素是由D–吡喃型葡萄糖基彼此以1,4–β–苷键连接而成的、均一的高分子。在20世纪20年代，H.施陶丁格提出高分子化合物概念之后，在测定纤维素铜铵溶液黏度的基础上，首次确定纤维素属于高分子化合物。其结构式如下：
式中 n为聚合度。从上式可见， 纤维素分子链除两个端基外，每个葡萄糖基都有三个羟基，在分子链末端上多了一个仲羟基，在首端糖基上则多一个苷羟基。苷羟基不稳定，其氢原子容易转移，引起氧桥的开裂而与氧结合，使 C1转变为醛基，显还原性，故苷羟基常称为隐性醛基。
纤维素是由不等长度，即不同聚合度的分子链组成的高聚物，这种性质称为多分散性。实际测定的天然纤维素的聚合度是平均聚合度（约10 000）。因此，聚合度和多分散性对纤维素的化学反应和产品的物理力学性能有重要影响。由于纤维素是线型长链分子，具有为数众多的羟基，彼此或与氧环中的氧原子能形成氢键而赋予分子链以刚性外，大量氢键对纤维素的物理、化学性质也有重大影响。当纤维素在一定空间范围内，其分子之间形成的氢键在数量上多到能引起分子有序排列，出现特征X射线图时，就是纤维素的结晶区，否则，为非结晶区。非晶区与结晶区之间并无明显界限，而是连续过渡的。
性质
纤维素不溶于水及一般有机溶剂。但由于羟基的极性，水可进入非晶区，发生结晶区间的有限溶胀。某些酸、碱和盐的水溶液在一定条件下，可渗入结晶区，产生无限溶胀，使纤维素溶解。溶胀和溶解对纤维素改性、衍生物制备和产品的加工成型都有重要意义。例如，纤维素在黄酸化和醚化反应前，必须进行碱处理，目的在于破坏氢键，释放出更多的羟基，有利于反应的进行。
最常用的纤维素溶剂是Cu(NH3)4(OH)2（铜铵溶液）和[NH2CH2CH2NH2]Cu(OH)2（铜乙二胺溶液），它们可用来测定纤维素的聚合度。铜铵纤维就是纤维素铜铵溶液经凝固再生纺制的。此外，镉、镍、钴、锌等金属的络合物和酒石酸铁钠溶液也可作纤维素的溶剂。还有一些非水纤维素溶剂体系，如二甲基亚砜中加入少量多聚甲醛或N2O4，二甲基甲酰胺中加入N2O4或NOCl等。
制备
纤维素的工业制法是用亚硫酸盐溶液或碱溶液蒸煮植物原料，主要是除去木素，分别称亚硫酸盐法和碱法。得到的物料称为亚硫酸盐浆和碱法浆，然后经过漂白进一步除去残留木素，所得漂白浆可用于造纸。如果作为制备纤维素衍生物的原料，还需要尽可能除去半纤维素。
用途
纤维素可制纸张、纤维。纤维素分子中的羟基与化学试剂发生酯化或醚化反应，分别生成纤维素酯类（如硝酸纤维素、乙酸纤维素等）和纤维素醚类（如甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等），用于制造塑料、炸药、照相软片、涂料及人造丝等。
人类膳食中的纤维素（膳食纤维）虽然不能被消化吸收，但有促进肠道蠕动、利于排便等功能。草食动物则依赖其消化道中的共生微生物将纤维素分解而吸收利用。
