Влияние гемицеллюлоз и процессов модифицирования на структурно-сорбционные свойства технической целлюлозы

• Автор: Кулакова, Людмила Павловна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

чГ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1.Структурная организация технической целлюлозы

1.1.1.Гемицеллюлозы общая характеристика, структура, сорбционная способность.

1.1.2.Влияние способов варки на состав и свойства технической целлюлозы.

1.2.Бумагообразующие свойства технической целлюлозы.

1 1.3.Влияние некоторых технологических воздействий на структуру и

свойства целлюлозных материалов.

1.3.1. Механическое модифицирование целлюлозы.

1.3.2.0собенности сушки целлюлозных материалов

1.4.Выводы из обзора литературы и постановка задач экспериментальной части работы.
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3 2.1.Характеристика исследуемых образцов
2.2. Методика выделения гемицеллюлоз
2.3. Методы исследования
2.3.1.Метод изопиестических серий.
2.3.2.Метод ИКспектроскопии
2.3.3.Импульсный метод ЯМР. Методика измерения параметров ядерной магнитной релаксации
2.4.Аппаратурный комплекс ЯМР.
2.5.Погрешности измерений.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1.Влияние степени помола на структурнофизическое состояние и гидрофильные свойства технической целлюлозы
3.1.1.Структурные изменения технической целлюлозы в результате размола
3.1.2.Анализ и сравнительная характеристика изотерм сорбции технической целлюлозы с разной степенью помола.
3.2.0собенности сорбционных свойств гемицеллюлоз и их влияние на сорбцию воды технической целлюлозой
3.3.Изучение релаксационных переходов в гемицеллюлозах.
3.4.Структурные изменения целлюлозы в процессе различных видов
ВЫВОДЫ.по
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Таким образом, основными компонентами, входящими в состав технической целлюлозы, используемой в целлюлознобумажной промышленности, являются целлюлоза и гемицеллюлозы. В небеленой технической целлюлозе имеется также значительное количество лигнина. Строение целлюлозы исследовано к настоящему времени достаточно подробно 26. Целлюлоза это полисахарид, макромолекулы которого построены из звеньев Оглюкозы, соединенных 1,4Вглюкозидными связями рис. СП от 2 до тысяч. При выделении из растительных тканей целлюлоза несколько разрушается. Техническая целлюлоза имеет СП около . Рис. Из приведенной конфигурации молекулярной цепи целлюлозы с очевидностью вытекают ее характерные особенности, в значительной степени определяющие специфику проявления механических и физических свойств этого природного полимера. К их числу следует отнести линейность строения цепи, определенную ее жесткость. Характерным свойством целлюлозы является способность образовывать различные формы молекулярного упорядочения как в процессе биосинтеза, так и при осаждении из растворов. Формирование целлюлозы в природе представляет собой структурно обусловленный матричный процесс, когда активированные глюкозные остатки спонтанно соединяются в длинные цепи на активных центрах, расположенных в цитоплазме. Одновременно происходит связывание макромолекул в поперечном направлении водородными связями и дисперсионными силами. В результате образуются первичные надмолекулярные структурные элементы микрофибриллы размером порядка 68 нм. Микрофибриллы объединяются в более крупные агрегаты фибриллы. Микрофибриллы имеют гетерогенную структуру и содержат области с различной степенью упорядоченности. В микрофибриллах чередуются кристаллические участки кристаллиты, или мицеллы и аморфные. Длина кристаллитов около нм, а поперечные размеры примерно 5 нм. Порядок в поперечном направлении также неоднороден. Степень кристалличности природной целлюлозы по рентгенографическим данным составляет 7. Целлюлоза является ориентированным полимером. В древесных волокнах направление микрофибрилл и кристаллитов примерно совпадает с направлением оси волокна. Существует мнение 8, что микрофибриллы бесконечны в длину и непрерывны в пределах оболочки одной клетки в отличие от составляющих их молекул целлюлозы, которые имеют перекрывающиеся концы цепей внутри микрофибрилл. В настоящий момент нет единой теории строения надмолекулярной структуры целлюлозы. Лигнин аморфное вещество, представляющее собой смесь нерегулярных разветвленных ароматических полимеров родственного строения 9,. При выделении из растительных материалов лигнин претерпевает необратимые изменения, поэтому он является наименее изученным из всех компонентов клеточной стенки. В отличие от полисахаридов в лигнине отсутствует единый вид связи между структурными единицами. Для него характерно многообразие связей, поэтому лигнин является пространственным полимером, т. В клеточных стенках древесины лигнин связан с углеводами, но вопрос о том, с какими именно углеводами связан лигнин и каков характер этих связей, окончательно еще не изучен. Лигнин придаст клеточным стенкам древесины необходимую механическую прочность и гидрофобность. Его массовая доля в древесине хвойных пород составляет , а в древесине лиственных пород . С точки зрения бумагообразующих свойств растительных волокон лигнин является неблагоприятным компонентом технической целлюлозы. Остановимся теперь более подробно на строении и свойствах гемицеллюлоз. Гемицеллюлозы это большая группа нецеллюлозных полисахаридов, которые вместе с целлюлозой и лигнином формируют клеточные стенки растений. В состав гемицеллюлоз входят полисахариды, содержащие элементарные звенья из пяти и шести атомов углерода, т. Большая часть гемицеллюлоз представляет собой не однородные, а смешанные комбинированные полисахариды, состоящие из остатков различных моносахаридов, соединенных глюкозидными связями в различных положениях в зависимости от природы и способа выделения полисахарида. Макромолекулы гемицеллюлоз могут включать в себя остатки ксилозы, арабинозы, маннозы, глюкозы и других сахаров рис. Помимо этого гемицеллюлозам всегда сопутствуют уроновые кислоты рис. Рис.