Влияние окислительно-щелочных сред, содержащих ферменты и соли металлов, на характер разрушения бикомпонентных полимерных систем на основе целлюлозных материалов

• Автор: Родионова, Эльвира Александровна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с.

СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение

2. Литературный обзор

2.1 Композиционные материалы на основе целлюлозы

2.2. Прочность и долговечность целлюлозных материалов

2.3 Обработка целлюлозных материалов с использованием ферментов

2.4 Общие представления о ферментах

2.5 Действие и активность ферментов

2.6 Особенности строения и свойств ферментов, используемых для отбеливания целлюлозных материалов

2.7 Влияние солей на активность ферментов

2.8 Использование минеральных солей для модифицирования свойств гидрофильных полимеров
3. Методическая часть
3.1 Материалы и реактивы
3.1.1 Исследованные целлюлозные композиционные материалы
3.1.2 Исследованные ферменты
3.1.3 Используемые химические реактивы
3.1.4 Исследованные соли металлов
3.1.5 Исследуемые кислородсодержащие полимеры .
3.2 Условия обработки материалов
3.2.1 Обработка целлюлозных композиционных материалов в отбеливающем растворе
3.2.2 Обработка целлюлозных материалов в отбеливающем растворе в сочетании с ферментами и солями
3.2.3 Биопсроксидное отбеливание макулатурной массы
3.3 Методы исследования
У 3.3.1 Установка для определения долговечности бикомпонентных полимер
ных систем в агрессивных средах
3.3.2 Определение степени полимеризации целлюлозы в целлюлозных материалах
3.3.3 Определение содержания катионов металлов в окислительнощелочном растворе в присутствии ферментов
3.3.3.1 Определение катионов металлов с применением мурексида
3.3.3.2 Определение катионов хромаШ
3.3.3.3 Определение катионов алюминия
3.3.4 Определение равновесных количеств ЭДТА, идущег о на связывание катионов металлов в присутствии ферментов.
3.3.5 Определение степени белизны целлюлозных материалов
3.3.6 Анализ отбеливающих шелочнопероксидных растворов
3.3.6.1 Перманганатометрия пероксида водорода
3.3.6.2 Ацидометрия растворов щелочей
3.3.6.3 Потенциометрия растворов
3.4 Методы исследования биологически активных веществ
3.4.1 Определение амилолитической активности
4 Экспериментальная часть
4.1 Исследование влияния ферментов на долговечность бикомпонентных полимерных систем в щелочном растворе Н2
4.2 Определение влияния ферментов на долговечность кислородсодержащих полимеров б щелочном растворе Н2
4.3 Исследование влияния солей бметаллов на долговечность кислородсодержащих полимеров в щелочном растворе Н2
4.4 Исследование влияния ферментов в присутствии солей Бметаллов на долговечность кислородсодержащих полимеров КП в щелочном растворе НЛХ
А
4.5 Исследование устойчивости целлюлозных материалов ЦМ к действию
щелочного раствора Н2 в присутствии ферментов и хлоридов с1 и р металлов.
4.6 Определение устойчивости комплексов, образуемых катионами металлов с молекулами ферментов.
4.7 Определение составов комплексов, образуемых катионами металлов с молекулами ферментов.
4.8 Влияние ферментов и солей металлов на изменение степени полимеризации целлюлозы в целлюлозных материалах в результате действия на них окислительнощелочных растворов.
4.9 Влияние солей металлов на активность ферментов по отношению к полисахаридам.
5. Заключение В
6. Выводы
г 7. Приложение
Приложение 1 Долговечность ЦМ в растворе, содержащем различные
количества ЫаОН
Приложение 2 Долговечность ЦМ в растворе, содержащем различные
количества Н2О2
Приложение 3 Степень белизны ЦМ
Приложение 4 Результаты определения катионов металлов в окислительно
щелочном растворе в присутствии ферментов, методом титрования.
Приложение 5 Пример обработки результатов экспериментального исследования.
8. Список литературы
ВВЕДЕНИЕ


Из синтетической бумаги на основе полиэфирных волокон получают слоистые пластики электроизоляционного назначения на основе полипропиленовых волокон тонкий фильтровальный материал на основе гидратцеллюлозных или термопластичных ПВС волокон различные виды фильтрующих материалов. Целлюлоза, относящаяся к высокомолекулярным соединениям, является молекулярно неоднородным и полидисперсным продуктом. Физикомеханические и коллоиднохимические свойства целлюлозы и ее производных тесно связаны с ее полидисперсностью. Одной из важнейших характеристик целлюлозы применяемой для получения бумаги является ее фракционный состав. Он обуславливается как фракционным составом целлюлозы в природном состоянии, так и в значительной степени изменениями этого состава в ходе процесса выделения целлюлозы из растительных тканей. Для получения бумаги стараются использовать целлюлозу, содержащую достаточное количество низкомолекулярных фракций, а для химической переработки применяют целлюлозу более однородную по степени полимеризации своих макромолекул. Наличие в целлюлозе аморфных областей позволяет говорить о понижении ее температуры стеклования и возможности перевода целлюлозы в высокоэластичное состояние. Набухшая целлюлоза находится в высокоэластичном состоянии, а сухая в застеклованном. При получении бумаги и картона усадочные напряжения играют положительную роль, стягивая при сушке фибриллярные элементы бумажного листа до расстояний, на которых в максимальной степени реализуются все возможные межволоконные связи за счет образования межмолекулярных связей между гидроксильными фуппами макромолекул, находящихся на поверхности фибриллярных надмолекулярных образований. Процессу склеивания целлюлозных волокон между собой в значительной степени способствуют низкомолекулярные фракции гемицеллюлозы , которые переходят в процессе набухания в гелеобразное состояние и, таким образом, выполняют функцию связующего компонента на стадии размола. Гемицеллюлозы переходят в вязкотекучее состояние 9 , а при сушке их застекловывание обеспечивает создание прочных межфибриллярных связей. Для массовых видов бумаги писчая и для печати определенное содержание гемицеллюлоз в волокнах повышает прочность бумаги. В то же время изза жесткости гемицеллюлозы , как связующего, происходит снижение когезионной прочности. В тех случаях, когда связующее не применяется например при изготовлении фильтровальной бумаги и санитарнобытовых видов бумаги используют волокнистые полуфабрикаты с массовой долей ацеллюлозы . Для получения мягких видов бумаги, предназначенных для изготовления многослойных видов и др. Энергия межмолекулярного взаимодействия и, как следствие, механические свойства линейных полимеров зависят прежде всего от типа и числа атомных групп, и от формы и длины макромолекул. Механическая когезионная прочность полимерных материалов обычно хорошо коррелирует с энергией когезии взаимодействующих групп. Так, полярные карбо и гетероцепные полимеры обладают более высокими прочностными характеристиками, чем неполярные. На прочность полимерных материалов влияют их структурные особенности. С одной стороны, в полимерах возникают многообразные надмолекулярные структуры, межмолекулярные взаимодействия в которых могут различаться в значительной степени. Ориентированное состояние макромолекул, что характерно для целлюлозного полимера, характеризуется повышенной когезионной прочностью в направлении ориентации. Направленные лубяные волокна, макромолекулы целлюлозы в которых имеют высокую степень ориентации, в раза прочнее хлопковых, где параллельность цепей значительно ниже. Кристаллическое состояние полимеров наиболее упорядоченное состояние отвечает наиболее высокой когезии. Молекулярное сцепление усиливается с ростом степени полимеризации, поскольку удлинение цепей сопровождается увеличением числа контактов между ними. Свойства, характерные для полимеров, обычно возникают, когда длина молекул превышает определенный предел, выше которого происходит вначале резкое, а затем все более медленное нарастание прочности полимера. Разрушение такого материала под нагрузкой произойдет с разрывом молекулярных цепей по наиболее слабым валентным связям. Максимальная прочность, высокоориентированных полимеров обычно достигается при числе молекулярных звеньев в цепи .