棉纖維的化學組成

棉纖維的主要組成是纖維素、半纖維素、可溶性糖類、蠟質、脂肪、灰分等物質，彩色棉還含有色素。纖維素（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）是天然高分子化合物，其化學結構是由許多β－Ｄ－吡ˇ5葡萄糖基以（１－４）－β－苷鍵連接的線形高分子。纖維素的化學式為Ｃ６Ｈ１０Ｏ５，化學結構的實驗分子式為（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎ，ｎ為聚合度，棉纖維聚合度為６０００～１５０００，其重復單元為纖維素雙糖，化學結構式如圖３－２所示。吡ˇ5葡萄糖為了保持結構的穩定，大分子形成椅式折曲的構象（圖３－３），采用Ｘ射線衍射法可測得棉纖維結晶度為６５％ ～７２％。吡ˇ5葡萄糖每個基環中含有３個醇羥基，分別在２、３、６位碳原子上，且都在椅式結構的平面上，醇羥基能進行一系列酯化、醚化、氧化及取代等反應，而其中伯醇羥基化學性質最活潑，仲、季醇羥基則依次次之。纖維素大分子中的苷鍵對酸十分敏感，而對堿的作用則相當穩定，所以纖維素耐堿不耐酸。

纖維素分子鏈結構式（ｎ為聚合度）

纖維素分子鏈的椅式構象

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2 Y) o0 a0 I2 e% I半纖維素是一群復合聚糖的總稱，其分子鏈短，大多有短的側鏈，側鏈的糖基是由兩種或兩種以上的單糖基組成的多聚糖。木素（ｌｉｇｎｉｎ）由木脂素和木質素組成，是支撐植物生長的主要物質。果膠、木素和半纖維素一起作為細胞間質填充在細胞壁的巨原纖之間。蠟質，俗稱棉蠟，是棉纖維表面保護纖維的物質，具有防水作用。細胞腔中原生質、細胞核等蛋白質在干涸后附著在內腔壁面上。除此之外，高聚物生物聚合中依賴某些金屬元素的整合，這些金屬元素在處理中形成氧化物等，稱為灰分。下表為成熟白棉與彩色棉的化學組成。
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品種	白色細絨棉	棕色彩棉	綠色彩棉
α－纖維素	89.90～94.93	83.49～86.23	81.09～84.88
半纖維素及糖類物質	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
脂蠟類物質	０．５７～０．８９	２．６７～３．８８	３．２４～４．６９
蛋白質	０．６９～０．７９	２．２２～２．４９	２．０７～２．８７
果膠類物質	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
有機酸	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