Анализ состояния связанной воды в волокнах биополимеров

• Автор: Петрова, Вера Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 108 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Современные представления о структуре и свойствах свободной и связанной воды
1.2.Структура целлюлозы и'Особенности ее взаимодействия с водой
1.3. Термодинамическая оценка системы целлюлоза-вода
1.4. Основы импульсного метода ЯМР и его применимость к анализу
системы биополимер-вода
Выводы из обзора литературы и постановка задач экспериментальной части работы
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты исследования
2.2. Аппаратурно-программный комплекс ЯМР
2.3. Методы измерения параметров ядерной магнитной релаксации
2.4. Погрешности измерений амплитуд и времен ядерной магнитной релаксации
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Анализ сорбционных характеристик некоторых биополимеров
3.1.1. Анализ и сравнительная характеристика изотерм сорбции различных видов целлюлоз и хитозанов
3.1.2. Анализ временных релаксационных характеристик ЯМР систем целлюлоза-вода и хитозан-вода
3.2. Влияние гетерогенности адсорбента на состояние связанной воды
3.2.1. Состояние компонентов системы целлюлоза-вода и их взаимное
влияние при низких температурах
3.2.2. Состояние компонентов системы целлюлоза-вода и их взаимное
влияние при тепловых воздействиях
3.3. Термодинамические подходы к анализу состояния связанной воды в волокнах целлюлозы
3.3.1. Адсорбционный подход
3.3.2. Абсорбционный подход
3.3.3. Резюме
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.' Для решения проблем теории и практики производства и эксплуатации материалов на основе целлюлозы, для понимания процессов биосинтеза природных биополимеров необходима исчерпывающая информация не только о надмолекулярной и молекулярной структуре клетчатки, но и об энергетической способности ее активных центров. Обзор литературы показывает, что несмотря на большое количество работ, посвященных изучению этой проблемы, однозначного мнения об истинном положении дел в настоящее время нет. Отсутствует надежная информация также и о формах связи и физикохимических свойствах воды, связанной с волокнами целлюлозы. Традиционный метод, позволяющий получить ответы на вышеуказанные вопросы, связан с калориметрическими и сорбционными измерениями. Однако применительно к системе целлюлоза-вода эти методы наталкиваются на ряд затруднений специфического характера. Свободным от большинства присущих им недостатков является метод ЯМР в его импульсной модификации. Использование этого метода в работе делает ее актуальной и интересной. Обзор литературы показывает, что соединение методов термодинамического подхода и ЯМР-релаксации в мультифазных системах позволяет более полно провести анализ системы биополимер-вода.
Цели и задачи исследования. Основной целью диссертационной работы являлось установление взаимосвязи между структурными и термодинамическими параметрами системы биополимер-вода и параметрами ядерной магнитной релаксации.

ряду важных вопросов. Срёди причин таких расхождений можно назвать следующие:
1) отсутствует полная информация о предыстории исследуемых образцов, влияющей на их структуру, что может привести к неверной трактовке полученных результатов;
2) ряд методов связан с внешним воздействием на образец (например, химическим, механическим и др.), что приводит к изменению структурных особенностей образцов и связанной их волокнами воды;
3) как правило, существующие теории, описывающие процессы взаимодействия органических сорбентов с водой, имеют ряд допущений, ограничений, что не позволяет в полной мере учесть структурные и физико-химические особенности такой сложной системы, как целлюлоза-вода;
4) ряд методов связан с длительным приготовлением образцов, а также с проведением дополнительных косвенных измерений, что также осложняет процесс анализа двойств системы целлюлоза-вода.
Таким образом, по результатам литературного обзора можно сделать следующие выводы:
1) отсутствует единая точка зрения на процесс взаимодействия воды с целлюлозными волокнами;
2) на данный момент нет точных представлений о структуре и свойствах воды, связанной волокнами целлюлозы;
3) существующие ' характеристики системы целлюлоза-вода различаются по оценкам разных методов из-за ряда имеющихся недостатков каждого из них.