Природная целлюлоза - стереорегулярный синдиотактиче-ский полимер. Схематически макромолекулы целлюлозы представляют собой слегка свернутую спираль - "ленту" - сечением 0,39 х 0,83 нм. Агрегация молекул целлюлозы обусловлена большим числом полярных гидроксильных групп и регулярным строением полимерных цепей.[1, С.155]
Ня~Т оо ' Т'«г6- на б ' ™ больше- чем природная целлюлоза. плип' . изображен переход [14] от элементарной ячейки фироднои целлюлозы (А) к ячейке щелочной целлюлозы (В) и об™ удаления щелочи —к ячейке гидратцеллюлозы (С) При иразовании щелочной целлюлозы резко возрастает межплоскост-е расстояние (101) и происходит разворот цепей друг относи-'ельно друга на 180°.[3, С.35]
Химическая переработка целлюлозы позволяет переводить ее в продукты, растворимые в органических растворителях, тогда как природная целлюлоза растворяется лишь в таких растворителях, которые малопригодны для использования в промышленности. Это дает возможность получать из целлюлозы материалы с новыми ценными свойствами - искусственные волокна и пленки из производных целлюлозы и регенерированной целлюлозы, термопластичные формовочные материалы на основе эфиров целлюлозы (этролы), клеящие вещества, загустители и т.д. С целью устранения некоторых отрицательных эксплуатационных качеств природной целлюлозы (способность разрушаться под воздействием биологических факторов, сминаемость хлопчатобумажных тканей и т.п.) и придания новых свойств, например, бактерицидных, получают привитые сополимеры целлюлозы с различными синтетическими полимерами.[2, С.543]
Технической целлюлозой называют целлюлозу, выделенную из природного растительного сырья, древесного и недревесного, удалением нецеллюлозных компонентов (лигнина, гемицеллюлоз, экстрактивных веществ). Природная целлюлоза имеет высокую СП : древесная 5000.. .10000, хлопковая 14000...20000. При выделении целлюлозы из растительного сырья она несколько разрушается и ее СП снижается. Техническая целлюлоза имеет СП в среднем в интервале 1000...2000. Технические целлюлозы изменены по сравнению с природной целлюлозой (включают в свой состав кроме спиртовых групп небольшое количество карбонильных и карбоксильных групп) и содержат различные примеси.[2, С.539]
Целлюлозе, как и вообще кристаллическим полимерам, свойствен полиморфизм. Обнаружено несколько полиморфных модификаций целлюлозы, различающихся кристаллической решеткой - формой и параметрами ее элементарной ячейки. Как показали рентгенографические исследования, природная целлюлоза из любого растительного источника (отличающаяся от целлюлозы бактерий и водорослей) имеет одинаковую кристаллическую структуру. Полиморфную модификацию природной целлюлозы называют целлюлозой I.[2, С.246]
Элементарные звенья могуг быть соединены друг с другом так, что водородная связь приходится на одно ил» два звена. И в зависимости от этого будет иметь модификацию целлюлозы I или II Известны и другие структурные модификации целлюлозы, но для промышленных целей интересны только эти модификации, природная целлюлоза (целлюлоза[5, С.9]
Гидролиз протекает ступенчато. В промежуточных стадиях образуются целлодекстрины различной сложности, целлотетро-за, целлотриоза и наиболее важная целлобиоза, G12H22011. В отличие от промежуточных продуктов и глюкозы, получаемых в результате ее гидролиза, целлюлоза в очень малой степени восстанавливает Фелингову жидкость и подобные растворы, т. е. она имеет низкое медное число**. Однако, как бы тщательно природная целлюлоза ни была очищена, она никогда не бывает полностью лишена способности к восстановлению, причем чистейшие образцы ее имеют медные числа порядка 0,05, тогда как d-глюкоза имеет 300. Е^сли целлюлоза находится в условиях, содействующих гидролизу, ее медное число всегда возрастает. Так, разбавленные слабые кислоты при низких температурах вызывают небольшое увеличение медного числа, хотя условия эти таковы, что никаких следов конечного гидролиза до глюкозы обнаружить нельзя. Что эти небольшие изменения медного числа сопровождаются фундаментальными изменениями в структуре целлюлозы подтверждается тем, что одновременно меняются и физические свойства. Так, действие холодной разбавленной слабой кислоты постепенно вызывает падение сопротивления на разрыв целлюлозных изделий или отдельного волокна. Эти факты неминуемо приводят к заключению, что целлюлоза представляет собой продукт конденсации d-глюкозы, образующийся с выделением воды, причем химический механизм этого процесса приводит к значительному, но все же неполному исчезновению альдегидных групп сахара.[4, С.159]
Природная целлюлоза обладает наибольшей длиной цепей, наибольшим числом звеньев С6Н10О5, наибольшим числом п в формуле (С6Н10О5)„, которое равно 3000—4000 и выше; так как каждая группа CeHJOO5 имеет молекулярный вес, как мы знаем,[7, С.25]
Сравнение текстуры этих волокон показывает, что гидратцеллюлозное :волокно оказывается более ориентированным, чем природная целлюлоза рами, которая имеет прочность около 6 г/денъе, тогда как гидратцеллюлозное волокно показало прочность только 4 г/денъе.[6, С.61]
Таким образом, в этих результатах содержится новое доказательство весьма важного вывода, сделанного Каргиным и Лейпунской, что природная целлюлоза отличается от гидратцеллюлозы конфигурацией расположения звеньев в цепи и что каждой из них соответствует своя равновесная форма цепи. И это, пожалуй, является единственным отличием структуры природной целлюлозы от «искусственной». В этом можно также убедиться при рассмотрении другой особенности структурных превращений.[6, С.64]
Наличие более плотных участков в модели и менее плотных с вытянутыми цепями и боковых ответвлений приводит к появлению в целлюлозе и целлюлозном материале трудно и легко доступных участков. Присутствие гидроксильных ipynn является важнейшим фактором, определяющим химические и физические свойства целлюлозы. А.Б Пакшвер и С.II Панков дают наиболее правильное определение физической структуры целлюлозы (2)(3). Они считают, что целлюлоза есть кристаллизирующийся полимер Энергия водородных связей, возникающая между и внутри макромолекул, а также водородные связи с водой, присутствующей в целлюлозных материалах, играет определенную роль в реакционной способности целлюлозы к ацетилированию. Степень кристалличности целлюлозы зависит от происхождения материала. Наиболее высокой степенью кристалличности обладает природная целлюлоза (хлопок, рами). Обычно степень кристалличности оценивается рентгенографически. Для природной целлюлозы (целлюлозы I) степень кристалличности составляет 60-80%, а для регенирированной (целлюлозы[5, С.9]
роксида натрия при комнатной температуре природная целлюлоза, имеющая кристаллическую решетку целлюлозы I, превращается в щелочную целлюлозу с новой кристаллической решеткой Na-целлюлозы, а последняя после отмывки водой щелочи - в гидратцеллюлозу (мерсеризованную целлюлозу) с кристаллической решеткой целлюлозы II (см. 9.4.6). Эти изменения наблюдаются с помощью рентгенографического анализа, показывающего также, что у мерсеризованной целлюлозы степень кристалличности обычно ниже, чем у исходной. Для этой цели часто применяется и ИК-спектроскопия. Получаемые ИК-спектры показывают, что щелочная обработка приводит к изменению относительной интенсивности практически всех полос поглощения, что подтверждает информационные превращения как макромолекул целлюлозы, так и звеньев.[2, С.564]
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.