Топологическая структура макромолекул лиственных лигнинов

• Автор: Марченко, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 121 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 .Исследование молекулярной структуры лигнина
1.2. Молекулярная масса и структура лигнина
1.3. Гидродинамические свойства лигнина
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика объектов исследования
2.2. Методы исследования химической структуры лигнина
2.3. Гидродинамические методы исследования топологической структуры лигнина
ГЛАВА 3. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА МАКРОМОЛЕКУЛ ЛИСТВЕННОГО ЛИГНИНА
3.1. Гидродинамические характеристики и структура макромолекул лигнина березы
3.2. Гидродинамические характеристики и топологическая структура макромолекул лигнина осины. Разветвленность макромолекул лиственных лигнинов
3.3. Сравнительный анализ гидродинамических характеристик лиственных и хвойных лигнинов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ДЛ - диоксанлигнин
ЛМР - лигнин механического размола
ДЛ-Б - диоксанлигнин, выделенный из березы
ДЛ-0 - диоксанлигнин, выделенный из осины
ЛМР-Б - лигнин механического размола березы
ЛМР-0 - лигнин механического размола осины
ЛС - лигносульфонаты
ДМФА - диметилформамид
ДМСО - диметилсульфоксид
ММ ~ молекулярная масса
Мп, М„-, М7 — молекулярные массы разного усреднения МХэ- молекулярная масса, определенная по формуле Сведберга М0|)- молекулярная масса, определенная по О0 и [ц]
0„- коэффициент диффузии
[О] - характеристический коэффициент диффузии [г) ] - характерної ическая вязкость Бо - коэффициен т седиментации
[Б] - характеристический коэффициент седиментации Т - абсолютная температура
К,,, К0, К8- коэффициенты в соотношениях Марка-Куна-Хаувинка-Сакурады Ьп, Ь0, Ьд — параметры уравнений типа Марка-Куна-Хаувинка-Сакурады А„ - гидродинамический инвариант Цветкова-Кленина Ф13Р“' - гидродинамический инвариант Флори-Манделькерна С - концентрация в г/см"’
V/ весовая концентрация
ООП - относительная оптическая плотность
X. - длина волны
і, Л Ь - время, интервал времени

Введение
Актуальность проблемы. Лигнин является одним из важнейших компонентов древесного вещества и представляет собой потенциально ценное и возобновляемое сырье химической промышленности.
Однако промышленное использование лигнина весьма ограничено вследствие недостаточной изученности не только его химического строения, функционального состава, типов химических связей, но и топологической структуры, конформации макромолекул лигнинов в растворе. В химии лигнина наиболее широкое распространение получила концепция сетчатой структуры, поскольку в рамках этой модели облегчается интерпретация чрезвычайно сложных явлений и процессов, происходящих при технологической переработке древесины. Результаты последних исследований, касающихся в основном лигнинов хвойных пород древесины, показывают, что гидродинамическое поведение макромолекул хвойного лигнина отличается от поведения сетчатых полимеров. Следует отметить, что несмотря на значительный интерес, проявляемый исследователями к лиственным лигнинам, задача о топологической структуре гваяцилсирингильных лигнинов остается нерешенной. В связи с этим изучение топологической структуры лиственных лигнинов представляет собой актуальную проблему, при этом одним из перспективных подходов к углублению представлений о конфигурации макромолекул лигнина является исследование гидродинамических свойств растворов методами молекулярной гидродинамики, которые позволяют получить достоверные данные о конформациях и топологической структуре любых, в том числе природных полимеров.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР Института химии Коми НЦ УрО РАН по темам: “Исследование структуры, физико-химических свойств и закономерностей образования макромолекул природного лигнина" № Г.Р. 01.960.010010. “Структурная организация, полимерные свойства и применение лигнина и других биополимеров

следующей методике: навеску сухого лигнина растворяли примерно в 150 мл диоксана. К раствору диоксанлигнипа при постоянном перемешивании постепенно из капельной воронки приливали бензол до появления неисчезающей мути. Высаженную таким образом фракцию отделяли от раствора центрифугированием при 15000 об/мин в течение 10 мин. Таким методом было выделено от 8 до 12 фракций различных образцов лиственных лигнинов. Один из примеров фракционирования ДЛ осины методом дробного осаждения приведен в табл. 4.
Таблица
Фракционирование диоксанлигнина осины в системе диоксан (растворитель) - бензол (осадитель)
№ фракции V«, мл Уос/Ур.ля Уі х
1 65 0,43 3,
2 40 0,70 15,
3 20 0,83 7,
4 40 1,10 11,
5 50 1,43 10,
6 60 1,83 8,
7 70 2,30 9,
8 80 2,83 6,
9 100 3,50 6,
10 150 4,50 4,
11 300 6,50 3,
12 упаривание - 12,
У г нормированные массовые доли фракций ДЛ осины после фракционирования.