Исследование воздействия низкоэнтальпийной электронно-пучковой плазмы на древесину и ее компоненты

• Автор: Матонина, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 110 с. : ил.

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ЭПП - электронно-пучковая плазма

МКЦ - микрокристаллическая целлюлоза

ГЦ - гемицеллюлозы

СЛ - сульфатный лигнин

ЛГП - легкогидролизуемые полисахариды

ИК-спектроскопия - инфракрасная спектроскопия

УФ-спектроскопия - ультрафиолетовая спектроскопия

АСМ - атомно-силовой микроскоп

ЕБХ - энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия

ММ - молекулярная масса
СП - степень полимеризации
НМВ - низкомолекулярные вещества
ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография

Содержание
Введение
1 Аналитический обзор литературы
1.1 Характеристика древесины и ее компонентов
1.2 Характеристика методов физического воздействия на древесину
1.3 Химические превращения древесины и ее компонентов при пиролизе
1.4 Деструкция древесины под действием ионизирующего излучения
1.5 Плазмохимическое воздействие на древесину и ее компоненты
1.6 Характеристика методов анализа продуктов деструкции древесины и ее компонентов
1.7 Выводы по обзору литературы
1.8 Цель и постановка задач
2 Методическая часть
2.1. Объекты исследования
2.2 Описание установки получения электронно-пучковой плазмы
2.3 Методика плазмохимической обработки образцов исследуемых материалов
2.4 Методики анализа состава исходной и обработанной электроннопучковой плазмой древесины
2.5 Методика выделения щелочных экстрактов из древесины, обработанной электронно-пучковой плазмой для ИК-спектроскопии
2.6 Методика получения и разделения водорастворимых лигпоуглеводпых комплексов, выделенных из древесины, обработанной ЭПП
2.7 Методика исследования строения древесины, обработанной ЭПП
и выделенных водорастворимых ЛУК

2.8 Методика хроматографических исследований
2.9 Методика определения содержания лигнина
2.10 Методика выделения гемицеллюлоз из древесины
3 Экспериментальная часть
3.1. Обработка электронно-пучковой плазмой древесины
3.2. Характеристика водорастворимых веществ из древесины, обработанной ЭПП
3.3. Состав низкомолекулярпых продуктов деструкции древесины, обработанной электронно-пучковой плазмой
3.4. Анализ химических изменений целлюлозы под воздействием

3.5 Деструкция целлобиозы в электронно-пучковой плазме
3.6 Деструкция гемицеллюлоз ЭПП
3.7 Основные направления деструкции углеводов в электронно- 86 пучковой плазме
3.8 Химические изменения лигнина при обработке ЭПП
Общие выводы
Список использованных источников
химическим и макромолекулярныи состав продуктов деструкции древесины и ее компонентов.
Хроматографическими и спектральными методами анализа исследованы водорастворимые продукты деструкции древесины в Э1III, содержащие высокомолекулярные вещества с гидрофильными, хромофорными и карбонильными группами. Предположено, что это лигноуглеводные комплексы [89].
Установлено, что лигнин проявляет относительную устойчивость к плазмохимическому воздействию. В диоксанлигнине, при энергии обработки
3,7 МДж/кг, увеличивается содержание карбоксильных групп и снижается содержания метоксильных групп и фенольных гидроксилов. ЭГТП практически не влияет на размер макромолекул лигнина вне древесной матрицы, причем не наблюдается отщепление от макромолекул мономерных фрагментов.
При воздействии ЭПП гемицеллюлозы древесины, подобно целлюлозе и лигнину, переходят в водорастворимое состояние, в количестве пропорциональном их содержанию в растительном сырье. Таким образом, все основные компоненты древесины деструктируют в равной степени [49,89].
В работе [92] изучены закономерности целенаправленной деструкции целлюлозы с помощью электронно-пучковой неравновесной плазмы в среде различных плазмообразующих газов. Показано, что в условиях ЭПП происходит радикально-термическая модификация поверхности целлюлозных материалов. Активные радикалы, возникающие в плазме, попадают на подготовленную быстрыми электронами нагретую поверхность обрабатываемого материала и разрывают наиболее слабые химические связи [93]. Установлено, что интенсивность деструкции целлюлозы максимальна в среде Ог плазмы, что связано с одновременно протекающими процессами деполимеризации и окисления.