Закономерности изменения структурно-релаксационного состояния и свойств текстильных целлюлозных материалов при тепловлажностных обработках

• Автор: Комарова, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 118 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Особенности молекулярной и надмолекулярной структуры 9 хлопковых волокон

1.2 Релаксационные переходы в целлюлозе

1.3 Физикохимические аспекты взаимодействия целлюлозы с кислородом

1.4 Термопластификационные способы обработки волокнистых целлюлозных материалов

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Характеристика объектов исследования

2.2 Методика проведения рентгенографических измерений

2.3 Методика проведения измерений на дифференциальном сканирующем калориметре
2.4 Методики проведения сорбционных измерений
2.4.1 Получение кинетических кривых десорбции воды из
целлюлозных материалов в интервале температур 0С
2.4.2. Получение кинетической кривой сушки хлопковых волокон
при С и определение количества остаточной влаги
2.4.3 Определения равновесного влагопоглощения хлопковыми
волокнами при С
2.5 Методика определения диэлектрических характеристик образцов хлопчатобумажной ткани
2.6 Определение разрывных показателей нитей из
хлопчатобумажной ткани
2.7 Методика определения йодного числа и содержания альдегидных
групп в образцах термоокисленных целлюлозных материалов
2.8 Методика крашения образцов хб ткани
2.9 Методики оценки цветовых характеристик получаемых окрасок
2.9.1 Определение интенсивности окрасок на приставке II
2.9.2 Методика оценки цветовых характеристик получаемых окрасок на цветоизмерителыюм комплексе
2.9.3 Получение спектров оптического поглощения гидратцеллюлозных пленок
2.9.4 Определение параметра желтизны тканых целлюлозных материалов
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Изучение структурных изменений в хлопковой целлюлозе при сушке
3.2. Исследование проявлений структурной микронеоднородности в релаксационном спектре целлюлозы
3.3. Изучение влияния структурнорелаксационного состояния целлюлозных материалов на их реакционную способность
в реакции термоокисления
3.4. Использование структурнорелаксационной концепции для прогнозирования изменения свойств и поведения хлопковой целлюлозы при увлажнении
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Цель работы состояла в установлении закономерностей изменения структурно-релаксационного состояния целлюлозных волокон иод воздействием основных параметров их переработки и эксплуатации (влажность, температура, кислород), являющихся теоретической основой для создания способов целенаправленного регулирования свойств волокнистых материалов в процессах текстильной переработки. Выявлены особенности структурной организации хлопковой целлюлозы в сухом состоянии и их влияние на свойства волокон. Предложен метод количественной оценки структурной микронеоднородности хлопковых волокон на основе сопоставительного анализа различных параметров их надмолекулярной структуры в сухом и набухшем состоянии. С помощью различных методов исследования доказано, что релаксационный переход при 5-0°С связан с проявлением молекулярной подвижности кооперативного типа в аморфных областях целлюлозы. Предложен новый способ определения температуры стеклования аморфных областей целлюлозных материалов, основанный на анализе температурной зависимости изменения их цветовых характеристик в ходе реакции термоокисления. С использованием данной реакции доказан вероятностный характер процесса нарушения дальнего порядка в поверхностном слое кристаллитов при сушке. Выявлена взаимосвязь технологически важных свойств хлопковых волокон с их структурно-релаксационным состоянием в увлажненном состоянии и наличием различных форм сорбированной влаги. Научно-практическая значимость Получены новые фундаментальные знания об особенностях структурной организации и закономерностях молекулярного движения в таком сложном объекте как целлюлоза. Точное знание температурного положения релаксационных переходов в целлюлозе и их молекулярной природы является необходимым для оптимизации параметров технологических процессов переработки целлюлозных материалов, а также целенаправленного использования или изменения каких-либо их свойств, проявляющихся в определенной части релаксационного спектра. V Всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века». Москва. Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» («Прогресс-»), г. Иваново, г. XVI Международной конференции по химической термодинамике, г. Суздаль, г. Пи III региональных конференциях молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения), г. Иваново, - г. V Всероссийской научной конференции «Химия и технология растительных веществ», г. Уфа, г. III международной научно-технической конференции «Достижения текстильной химии - в производство» («Текстильная химия - »), Иваново, г. XII Международном научно-практическом семинаре «Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы» («8МАЯТЕХ-»), г. Иваново, г. IV Всероссийской научной конференции «Физикохимия процессов переработки полимеров», г. Иваново, г. Основным веществом хлопкового волокна, определяющим его практическую ценность, является целлюлоза. В химическом отношении она представляет собой стсреорегулярный природный полимер, построенный из остатков ангидро-П-пиокопиранозы СбНюС>5, соединенных между собой 1-4 Р-глюкозидными ацетальными связями. Каждое из элементарных звеньев этого волокнообразующего полимера содержит три гидроксильные группы, находящиеся у 2,3 и 6-го атомов углерода, из которых одна первичная и две вторичные. Они располагаются в плоскости глюкопиранозного цикла, т. Химические свойства целлюлозы определяются в первую очередь этими функциональными группами, а также глюкозидной природой связей между элементарными звеньями макромолекул [2]. Гидроксильные группы не эквивалентны по своей реакционной способности. Показано, что в реакциях с основаниями максимальной активностью обладают ОН-группы, находящиеся у второго атома углерода [3]. Однако более доступными для химических реагентов являются гидроксильные группы у 6-го атома углерода. Макромолекулы целлюлозы хлопка имеют низкую полидисперсность.