На главную

Статья по теме: Гидролитической деструкции

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

В ходе гидролитической деструкции вязкость системы непрерывно уменьшается, а механические свойства полимера постепенно ухудшаются. Одновременно быстро увеличивается растворимость углеводов, однако в начальной стадии реакции не наблюдается образования заметных количеств мономера. Акт гидролиза такого типа приводит к образованию двух стабильных молекул, причем каждый акт разрыва происходит независимо от всех других подобных актов. Эти факты указывают на то, что реакция протекает по закону случая. Хотя и было известно, что глюкозные звенья в крахмале и целлюлозе связаны, как в мальтозе и целлобиозе соответственно, однако оставалось неясным, идентичны ли все связи в молекуле или же связь внутри пары глюкозных звеньев отлична от связи между этими парами. Поэтому Мейер, Хопф и Марк [2] и Кун, Фрейденберг и другие [3, 4] при проведении первых количественных исследований гидролитической деструкции крахмала[13, С.96]

Полипептиды под действием кислотных и щелочных агентов способны к гидролитической деструкции. Гидролиз белков кипящими растворами разбавленных кислот (НС1, H2SO4) приводит к практически полному (до 96-98%) распаду полимерного субстрата на элементарные аминокислоты:[1, С.357]

Полипептиды, являющиеся стереорегулярными сополимерами, способны, аналогично другим гетероцепным полимерам, как к реакциям деполимеризации (гидролитической деструкции), так и к разнообразным полимераналогичным превращениям. Специфичность строения макромолекул белков обусловливает возможность протекания сопряженных процессов деструкции цепей и полимераналогичных превращений. Кинетика химических реакций в белках определяется не только реакционной способностью тех или иных функциональных групп, но и всеми структурными уровнями полимерного субстрата.[1, С.357]

Длина полимерной цепи в момент времени t реакции Nt = = NQ/(P+l). Если степень деструкции невелика, т. е. значение Nt достаточно велико по сравнению с NO, то можно получить довольно простую зависимость для скорости процесса гидролитической деструкции: (l/Nt) — (l/N0)—kt. Величины l/N0 и l/Nt пропорциональны соответственно начальной концентрации концевых групп (га0) и мгновенной их концентрации ко времени t (n<). Тогда п( — n0=k't, т. е. скорость деструкции представляет собой разницу между мгновенной и начальной концентрацией концевых групп в полимере. Концентрация концевых групп в процессе гидролитической деструкции линейно нарастает во времени в соответствии со статистическим характером протекания реакции. Если полимеры имеют линейное строение цепей, то длина цепи (или молекулярная масса) и концентрация концевых групп однозначно связаны с вязкостью растворов полимеров и, таким образом, степень деструкции может быть легко оценена по изменению характеристической вязкости растворов.[2, С.255]

Гидролиз первичного ацетата целлюлозы может быть проведен в щелочной или кислой среде, в гомогенных или гетерогенных условиях. Наибольшее применение получил гомогенный кислотный гидролиз в растворе уксусной кислоты в присутствии серной кислоты ("созревание сиропов"). Скорость гидролиза зависит от температуры, содержания в реакционной среде серной кислоты и воды. В процессе гидролиза понижается степень полимеризации ацетатов целлюлозы вследствие гидролитической деструкции. С увеличением содержания воды в системе снижается степень этерификации и ускоряется деструкция ацетатов целлюлозы. Повышение температуры и увеличение содержания серной кислоты ускоряют как гидролиз, так и деструкцию.[1, С.323]

Процесс гидролитической деструкции протекает стохастически в такой последовательности:[1, С.357]

Процесс гидролитической деструкции полисахаридов состоит из множества реакций гидролиза гликозидных связей - обменных реакций между гликозидом и водой, протекающих по механизму нуклеофильного замещения 8ц1. Этот механизм - последовательность стадий, обратная процессу образования ацеталей из альдегидов и спиртов. При гидролизе гликозидной связи как ацеталя алкоксильная группа является плохо уходящей группой, что и вызывает необходимость ее предварительного протониро-вания с переводом в сопряженную кислоту. Легкость гидролиза гликозидной связи разбавленными кислотами в отличие от гидролиза простой эфирной связи обусловлена[5, С.287]

По скорости гидролитической деструкции в водных растворах минеральных кислот полисахариды подразделяют на легко- и трудногидро-лизуемые (см. 11.5). Различная гидролизуемость обусловлена, главным образом, различиями в надмолекулярной структуре.[5, С.187]

Между временем гидролитической деструкции целлюлозы в го. могенной среде (фосфорная кислота) и величиной 1/хп, где хп — сред-нечисловая степень полимеризации, существует прямолинейная зависимость. Это вытекает из следующих соображений. Пока молекулярная масса сравнительно большая, а число распавшихся связей в системе очень мало по сравнению с их общим количеством, связи в середине макромолекулы не отличаются от тех, которые расположены ближе к концу цепи. Вследствие такой равноценности связей они все разрываются с. одинаковой скоростью, и число концевых групп, возникших в единицу времени за счет этих разрывов, будет постоянным. Теперь, поскольку молекулярная масса обратно пропорциональна количеству концевых групп в системе, которое меняется с постоянной скоростью, зависимость между 1/хп и временем будет линейной.[8, С.625]

Наличие в макромолекулах полисахаридов (гликанов) гликозидных связей делает их способными к гидролитической деструкции. При гидролитической деструкции (гидролизе) полисахаридов происходит разрыв гликозидных связей с присоединением по месту разрыва элементов воды Н и ОН. При неполном гидролизе уменьшается СП полисахарида, а при полном расщеплении всех гликозидных связей полисахарид превращается в моносахариды. При разрыве гликозидной связи (см. далее схему 11.3) в месте разрыва образуются новые концевые звенья - редуцирующее и нередуцирующее.[5, С.283]

Схема 11.3. Механизм гидролитической деструкции полисахаридов на примере целлюлозы[5, С.289]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Геллер Б.Э. Практическое руководство по физикохимии волокнообразующих полимеров, 1996, 432 с.
2. Кулезнев В.Н. Химия и физика полимеров, 1988, 312 с.
3. Виноградова С.В. Поликонденсационные процессы и полимеры, 2000, 377 с.
4. Wright P.N. Solid polyurethane elastomers, 1973, 304 с.
5. Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров, 1999, 629 с.
6. Барштейн Р.С. Пластификаторы для полимеров, 1982, 197 с.
7. Серков А.Т. Вискозные волокна, 1980, 295 с.
8. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения, 1981, 656 с.
9. Воробьёва Г.Я. Химическая стойкость полимерных материалов, 1981, 296 с.
10. Катаев В.М. Справочник по пластическим массам Том 1 Изд.2, 1975, 448 с.
11. Крыжановский В.К. Технические свойства полимерных материалов, 2003, 240 с.
12. Папков С.П. Физико-химические основы переработки растворов полимеров, 1971, 372 с.
13. Грасси Н.N. Химия процессов деструкции полимеров, 1959, 252 с.
14. Рафиков С.Р. Введение в физико - химию растворов полимеров, 1978, 328 с.
15. Симионеску К.N. Механохимия высокомолекулярных соединений, 1970, 360 с.
16. Феттес Е.N. Химические реакции полимеров том 2, 1967, 536 с.
17. Михайлов Н.В. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
18. Кулезнёв В.Н. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
19. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.
20. Перепелкин К.Е. Растворимые волокна и пленки, 1977, 104 с.

На главную