Химические превращения хитина и хитозана в твердом состоянии при механическом воздействии

• Автор: Акопова, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Реакции в твердом состоянии.

1.1.1. Переходы энергии в твердых телах.

1.1.2. Основы физикомеханических процессов в твердом состоянии.

1.1.3. Органические реакции в условиях деформирования сжатых твердых тел

1.2. Полисахариды.

1.2.1. Структура хитина, хитозана и целлюлозы

1.2.2. Физикохимические свойства хитина, хитозана и целлюлозы.

I олучение производных и области их применения

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
. т
2.1. Основные характеристики йеххйбрдх веществ
2.2. Основные приборы, использованные при проведении работы
2.3. Проведение реакций в твердом состоянии при механическом воздействии
2.3.1. Дезацетилирование хитина
2.3.2. Модификация хитозана твердыми органическими кислотами и ангидридами дикарбоновых кислот
2.3.3. Карбоксиметилированис хитина и полученного из него хитозана
2.3.4. Синтез карбоксиметилцеллюлозы
2.4. Очистка полученных продуктов.
2.5. Фракционирование хитозана.
2.6. Размол хитозана.
2.7. Исследование гранулометрического состава
2.8. Определение степени дезацетилирования.
2.8.1. Определение содержания ЫН2 групп методом
потенциометрического титрования.
2.8.2. Определение содержания МН2групп дезаминированием
поВанСлайку
2.9. Определение молекулярной массы хитозана.
2 ИКспектроскопия
2 Рентгеноструктурный анализ
2 Расчет степени замещения в карбоксиметилированных
продуктах.
2 Вискозиметрические измерения
Глава 3. ДЕЗАЦЕТИЛИРОВАНИЕ ХИТИНА В ТВЕРДОМ
СОСТОЯНИИ, ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННОГО ХИТОЗАНА
3.1. Образование хитозана из хитина в условиях совместного
воздействия давления и сдвиговых деформаций.
3.2. Изучение фракционного состава хитозана, полученного
твердофазным и суспензионным методами.
3.3. Влияние размола на структуру и свойства хитозана
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ХИТОЗАНА С
ОРГАНИЧЕСКИМИ КИСЛОТАМИ И АНГИДРИДАМИ ДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ
4.1. Модификация хитозана твердыми органическими кислотами.
4.2. Модификация хитозана ангидридами дикарбоновых кислот
Глава 5. КАРБОКСИМЕТИЛИРОВАНИЕ ХИТИНА И ХИТОЗАНА В
УСЛОВИЯХ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Как бы в противовес этим заключениям на стыке физической химии и химии твердого тела была создана механохимия, занимающаяся изучением влияния упругих и пластических деформаций на реакционную способность твердых тел 2. Действительно, редкая химическая реакция не сопровождается изменением объема и возникновением или релаксацией внутренних напряжений, что показывает взаимосвязь явлений, исследуемых этими направлениями науки. Механохимия как самостоятельная наука существует уже в течение более полувека. Бурное развитие механохимии в конце го столетия 3 стало возможным благодаря успехам фундаментальных исследований, совершенствованию ряда технологических процессов, в том числе синтеза новых материалов. Широкие возможности механохимии как химии нетепловых низкотемпературных реакций иллюстрирует тот факт, что в твердой фазе без растворения или плавления реагентов были синтезированы тугоплавкие вещества и интерметалл иды, неорганические и органические соединения, молекулярные комплексы, модифицированы полимеры и фармацевтические препараты, созданы композиционные материалы 4,5,6,7,. Общее количество опубликованных в мире статей по этой теме возросло в е годы прошлого века почти в пять раз 2. Значительно увеличилось число работ по механохимии металлов и сплавов, а также по синтезу различных материалов для техники 4,2. При деформировании и разрушении твердых тел в первую очередь возникают различные богатые энергией промежуточные состояния, при дальнейшем распаде которых выделяется тепло. Полагают, что между работой и теплом существует так называемый черный ящик при этом если подводить к нему энергию быстрее, чем она будет превращаться в тепло, то можно реализовать различные и неожиданные химические превращения. Механическая
Черный
Джоулево
В черном ящике могут находиться колебательно и электронновозбужденные связи, электроны и ионы, метастабильные атомные структуры и другие промежуточные состояния, при этом содержание его далеко не исчерпано. Приведенная ниже схема 3 иллюстрирует основные пути возникновения и превращения активных неравновесных состояний, возникающих при механических воздействиях на твердые тела. Т т . Работы по превращению органических соединений при совместном воздействии на них высокого давления и сдвиговых деформаций были начаты академиком Н. С. Ениколоповым в начале х годов. Это были первые систематические исследования, хотя первые наблюдения сделаны Бриджменом еще в годы 9. За более чем лет исследований изучены десятки органических реакций, как низкомолекулярных веществ, так и различных классов полимеров, в этих условиях. Основная часть этих экспериментов суммирована в обзорах Н. С. Ениколопова , А. А. Жарова , и В. А. Жорина . В поведении твердых тел как низкомолекулярных, так и полимеров при пластическом течении в условиях воздействия высокого давления и сдвига проявляются общие характерные особенности, наиболее существенным из которых является глубокое структурное разупорядочение твердого вещества с образованием нано кристаллических структур. Были обнаружены газоразрядные явления, эмиссия медленных и быстрых электронов энергия до десятков кэВ, УЗ и ИК излучения, хемилюминесценция. Основными носителями избыточной энергии механически активированного материала, согласно , являются межзеренные границы и межфазные поверхности. С этой точки зрения работа, затрачиваемая на создание единицы площади таких границ и поверхности, является одной из важных кинетических характеристик процесса активации. Величина е варьируется от нескольких единиц до нескольких сотен Джм2 2. Напряженность локальных электронных полей, соответствующих эмиссии быстрых электронов, достигает миллиардов Вм 1. Необратимые изменения формы и размеров твердых тел при пластической деформации неизбежно сопровождаются перемещением атомов и молекул друг относительно друга в объеме твердого тела происходит деформационное перемешивание. Проведенные в этой области исследования оказались настолько продуктивны, что существование явления низкотемпературного перемешивания на атомном или молекулярном уровне для низкомолекуляриых соединений и на сегментном уровне для полимеров, а также его высокая эффективность для различных веществ в настоящее время не вызывают сомнений 2, .