Изменение надмолекулярной структуры и гидрофильных свойств хлопковой целлюлозы в процессе частичного кислотного гидролиза

• Автор: Андреева, Марина Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 130 с.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1.Строение и свойства макромолекул целлюлозы

1.2. адмолекуляриая структура целлюлозы

1.3. Современные представления о фибриллярном строении целлюлозы

1.4. Капиллярнопористая структура целлюлозы. Сорбционные свойства целлюлозы.

1.5. Механизм гидролитической деструкции целлюлозы.

1.6. Кинетические особенности кислотного гидролиза древесины и различных видов целлюлозы

1.7. Выводы из обзора литературы и задачи экспериментальной части работы.

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты исследования

2.2. Подготовка образцов.
2.3. Методики измерения времен ядериой
магнитной релаксации.
2.4. Аппаратурный комплекс ЯМР.
2.5. Погрешности измерений параметров
ядерной магнитной релаксации.
2.5. Методика записи инфракрасных спектров.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Изменение упорядоченности целлюлозы в процессе кислотной обработки поданным ИКспектроскопии
3.2. Изучение структурных изменений целлюлозы в процессе кислотной обработки импульсным методом ЯМР.
3.3. Изменение гидрофильных свойств хлопковой целлюлозы
в результате кислотной обработки.
3.4. Изучение состояния системы гидролизованная целлюлозавода.
3.5. Влияние природы сорбированного вещества
на релаксацию в системе целлюлоза НМВ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАII Гой ЛИТЕРАТУРЫ.
ВВЕДЕНИЕ


Учитывая то обстоятельство, что конформация молекулы в кристалле близка к одному из локальных минимумов на энергетической поверхности изолированной макромолекулы, Перинным и сотр. В результате расчетов было обнаружено шесть устойчивых конформаций, из которых наиболее предпочтительной является конформация А1. Энергия этой конформации на ,8 кДжмоль ниже энергии конформаций В1, В2 и С и на . Джмоль ниже энергии конформации Л2. Целлюлоза и ее производные являются классическим примером макромолекул с повышенной скелетной жесткостью. Гибкость полимерной цепи определяется ее способностью изгибаться под влиянием теплового движения. Наиболее универсальной мерой гибкости жесткости макромолекулы является величина сегмента Куна. Согласно расчетам, даже при полной свободе вращения длина сегмента целлюлозной цепи более чем в три раза должна превосходить длину сегмента гибкого карбоцепного полимера. Это подтверждается и исследованиями гидродинамических свойств растворов целлюлозы и се эфиров II . До настоящего времени не сложилось единою мнения о величинах параметров гибкости целлюлозы и ее производных. Эго связано, с одной стороны, с ограниченным набором растворителей целлюлозы а с другой стороны с разнообразием внутри и межмолекулярных водородных связей, образуемых элементарными звеньями целлюлозы с растворителями. Как отмечает Акбаров в своей работе , но различным данным длина сегмента Куна для целлюлозы колеблется в интервале от до 0 Л в зависимости от используемого метода и вида растворителя. В связи с этим, Акбаровым была сделана попытка сравнить экспериментально определенные значения параметров жесткости целлюлозы с рассчитанными по методу, разработанному Аскадским с сотр. Расчетные значения длины сегмента Куна А и числа повторяющихся звеньев 8 в сегменте оказались гораздо выше экспериментальных величин например, А для конформации изолированной макромолекулы, учитывающей все внутри и межмолекулярные водородные связи, составляет 0 А, а Б 0 звеньев. Причиной такого резкого различия между экспериментальными и расчетными величинами, по мнению автора, является идеализирование структуры целлюлозы и предположение о 0 ном действии всех водородных связей при расчете параметров данным методом. Еще одной характеристикой макромолекул, оказывающей большое влияние, на свойства полимерных материалов является степень полимеризации. По данным вискозиметрии средняя степень полимеризации хлопка составляет , льна , сульфитной целлюлозы . По результатам ультрацентрифугирования средняя степень
полимеризации хлопка составляет 0, льна 0, сульфитной целлюлозы . Определение полного числа хлопка дает значение степени полимеризации . К целлюлозе можно применить так же понятие предельной степени полимеризации СПР, величина которой фактически определяется размером упорядоченных участков полимера, и вычислить которую можно из данных кислотного гидролиза и других деструктивных методов. Изучение гидролитической деструкции хлопкового пуха в 0, н растворе соляной кислоты при 0 С показывает, что СП1ф хлопка примерно равна 0, близкие к этому значения СПпр получены для льна, рами, бактериальной целлюлозы. Величина предельной степени полимеризации для целлюлозы полиморфной модификации II и III, полученная по данным метода парового взрыва, составляет . Как правило, целлюлоза неоднородна по своему молекулярномассовому распределению ММР. Наиболее длинноцепные молекулы составляют фракцию, называемую ацеллюлозой СП 0. Содержание ацеллюлозы в различных видах целлюлоз различно, например, хлопок содержит ,7 ацеллюлозы, вискозный шелк ,5 , березовая сульфатная целлюлоза ,5 . Фракцию, называемую Вцеллюлозой, составляют молекулы, содержащие от до 0 мономерных звеньев. Принято считать, что в эту фракцию входят продукты деструкции целлюлозных молекул во время выделения, очистки, старения. Самую низкомолекулярную фракцию СП называют уцеллюлозой. Для изучения неоднородности целлюлозы наиболее часто применяют разделение ее на отдельные фракции с помощью гельпроникающей хроматографии либо путем растворения в щелочи . Молекулярномассовое распределение целлюлозы заметно меняется в процессе переработки, например, при облагораживании.