Закономерности каталитической делигнификации льняного волокна

• Автор: Волкова, Ирина Юрьевна
• Шифр специальности: 05.19.02, 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 134 с. : ил.

1. Обзор литературы

1.1. Строение и состав целлюлозосодержащего материала

1.1.1. Строение целлюлозосодержащего материала

1.1.2. Структурные компоненты целлюлозосодержащего материала

1.2. Целлюлоза

1.2.1. Химическое строение целлюлозы

1.2.2. Конформационные превращения макромолекул и межмолекулярное взаимодействие

1.2.3. Надмолекулярная структура целлюлозы

1.2.4. Исследование структуры целлюлозы методом ИКспектроскопии

1.2.5. Химические свойства целлюлозы

1.3. Химические свойства лигнина

1.4. Способы делигнификации целлюлозосодержащих материалов
1.5. Нетрадиционные способы получения целлюлозы из
растительного сырья
1.6. Кинетические модели делигнификации целлюлозосодержащих материалов
1.7. Исследование процесса делигнификации методом УФ
спектроскопии
2. Методическая часть
2.1. Объект исследования. Исходные химические реагенты
2.2. Обработка льняного волокна
2.3. Методы анализа
2.3.1. Определение влажности
2.3.2. Определение поглотительной способности
2.3.3. Определение воскообразных веществ
2.3.4. Определение целлюлозы
2.3.5. Определение ацеллюлозы
2.3.6. Определение гемицеллюлоз
2.3.7. Определение лигнина Класона
2.3.8. Определение зольности
2.3.9. Определение степени полимеризации
2.3 Спектроскопический анализ
2.3 Спектрофотометрический анализ
3. Обсуждение результатов
3.1. Щелочная обработка волокна льнамежеумка
3.2. Окислительная делигнификация волокна льнамежеумка
3.3. Двухстадийная обработка волокна льнамежеумка
3.4. Исследование окислительной делигнификации волокна льна
межеумка методом ИКспектроскопии
4. Выводы
5. Литература
ВВЕДЕНИЕ


Его выращивают в основном для получения волокна, используемого в текстильной промышленности. Стебель основная часть льнадолгунца. Ленкудряш растение высотой см, с коротким сильно ветвящимся стеблем, с большим количеством семенных коробочек свыше 0. Ленкудряш возделывают для получения масличных семян, используемых в маслобойной промышленности. Ленмежеумок выращивают в небольшом количестве. По своим признакам длине стебля, ветвистости, числу семенных коробочек он занимает промежуточное положение между льномдолгунцом и льномкудряшом. Ленмежеумок возделывается в основном для получения масличных семян 2,8. При этом волокно льнамежеумка не находит практического применения. Однако оно может являться прекрасным источником целлюлозы для химической переработки и в ряде случаев заменить древесину. Стебель льна состоит из трех основных частей коры, древесины и сердцевины рис. Кора состоит из наружною слоя эпидермиса, паренхимы, в которой расположены лубяные пучки, и камбия. Камбий представляет собой производящую ткань, из которой в процессе роста образуются новые клетки и ткани стебля. Лубяные пучки состоят из одиночных элементарных волокон, соединенных друг с другом срединными пластинками, состоящими из пектиновых веществ и лигнина рис. Пучки расположены по всей длине стебля. Элементарные волокна имеют вид веретена рис. Длина волокна мм, а толщина мкм в зависимости от сорта льна. Внутри элементарного волокна проходит узкий канал 1,2,. Рис. Структура льняного стебля и волокна льна. Стебель льна 1 кутикула, 2 эпидермис, 3 коровая паренхима, 4 пучки волоки, 5 флоэма, 6 камбиальный слой, 7 древесина, 8 паренхима, 9 полость. Пучок волокон 1 первичная стенка, 2 срединная пластинка, 3 наружный слой вторичной стенки, 4 внутренний слой вторичной стенки, 5 третичная стенка, 6 канал. Элементарное волокно 1 первичная стенка, 2 первичный слой вторичной стенки, 3 внутренний слой вторичной стенки, 4 третичный слой вторичной стенки, 5 канал. В основе клеточных оболочек и межклеточного вещества одревесневшей расти 1ельной ткани лежи сложный комплекс взаимопроникающих соединений целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина. В этом комплексе целлюлоза выполняет функцию каркаса клеточной стенки, а гемицеллюлозы и лигнин связывают целлюлозные волокна в систему растительной ткани. С позиции учения о структуре твердого тела наиболее точно волокно следует определить как твердый раствор, компоненты которого химически связаны только в отдельных точках, но образуют бесконечную трехмерную сетку с помощью водородных связей. Джмоль, а у лигнина 8 кДжмоль, благодаря большому числу функциональных групп, содержащихся в одной макромолекуле, межмолекулярные силы в твердом растворе могут достигать огромной величины. И именно они обеспечивают высокую химическую стабильность, также механическую прочность одревесневшей растительной ткани 1,. Помимо комплекса высокомолекулярных соединений целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина растительный материал содержит воскообразные, дубильные, азотсодержащие, а также минеральные вещества 1,3. Соединения, содержащие азот находятся во внутренних частях клеток, в основном это нуклеотиды. К воскообразным соединениям относят разнообразные продукты, извлекаемые при обработке волокна органическими растворителями бензол, толуол, этанол. Экстракт имеет желтозеленый или желтобурый цвет вследствие наличия в нем пигментов. В льняной соломе воскообразные вещества находятся примерно на периферии стебля. Дубильные вещества определяют цветность волокна. К ним относят полифенолы различной молекулярной массы. При сжигании природного волокна образуются зольные вещества, в состав которых входят кремниевая кислота, углекислые, фосфорнокислые соли щелочных и щелочноземельных металлов, соли марганца, алюминия, железа. К гемицеллюлозам относят полисахариды с небольшой степенью полимеризации. В основном это гексозаны и пентозаны. Эти соединения легко растворяются в щелочах и гидролизуются кислотами. Лигнин наиболее устойчивая, исключая целлюлозу, часть волокна. Он образуется в клеточных стенках растений после прекращения увеличения поверхности клеток.