Статья по теме: Способности целлюлозы

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Для повышения реакционной способности целлюлозы ее подвергают набуханию в органических и неорганических кислотах или щелочах. Этот процесс называется активацией. При получении ацетатов целлюлозы для активации используют ледяную уксусную кислоту.[1, С.97]

Для повышения реакционной способности целлюлозы проводят ее активацию, т.е. обработку, приводящую к набуханию и тем самым к увеличению доступности. Одним из способов активации может служить набухание целлюлозы в воде. Даже небольшие количества воды разрыхляют структуру целлюлозного волокна, увеличивают его внутреннюю поверхность и способствуют проникновению растворителей и реагентов. Воду далее вытесняют растворителем, в котором должна проводиться реакция. Высокая реакционная способность достигается при влагосодержа-нии целлюлозы не менее 18...20%. Однако имеет значение не только массовая доля воды в образце целлюлозы, но и предыстория последнего - получен ли образец подсушиванием влажной целлюлозы (в том числе мерсеризованной и промытой) до определенного влагосодержания или же сушкой до сухого состояния с последующим увлажнением до того же влагосодержания. Большей реакционной способностью (испытанной при ацетилировании) обладает первый образец. При сушке целлюлозы происходит уплотнение всей структуры волокна, а при последующем увлажнении вода уже не способна разрушить все образовавшиеся при сушке межмолекулярные водородные связи. Активацию целлюлозы водой с вытеснением ее последовательно полярными (обычно сначала воду вытесняют водорастворимыми низкокипящими растворителями, такими как этанол, ацетон и т.п.) и неполярными растворителями называют инклюдиро-ванием. При последующей сушке в целлюлозе удерживается до 4...8% инклюдированного растворителя от ее массы.[2, С.551]

Методы оценки реакционной способности целлюлозы имеют лишь прикладное значение, поскольку истинная реакционная способность определяется константами скоростей равновесной реакции этерификации гидроксиль-ных групп целлюлозы в гомогенных условиях, т. е. в условиях, не осложненных процессами подвода этери-фицирующего агента и вывода продуктов реакции. Но скорость этой реакции несопоставимо велика по сравнению со скоростями гетерогенного.процесса этервфикании целлюлозных .материалов, и поэтому практическая оценка реакционной способности сводится фактически к определению скорости транспорта и вообще доступности микроучастков целлюлозного материала для этери-фицирующего агента.[5, С.218]

В процессе получения вискозных волокон и пленок для увеличения реакционной способности целлюлозы по отношению к ксантогенирова-нию используют мерсеризацию - обработку целлюлозы водным раствором гидроксида натрия (см. 18.1). Перед ацетилированием проводят предварительную активацию целлюлозы ледяной уксусной кислотой. Во всех процессах активации агенты, вызывающие набухание целлюлозы, -вода, водный раствор гидроксида натрия, ледяная уксусная кислота - также способствуют как пластификаторы переходу аморфных областей целлюлозы из стеклообразного состояния в более реакционноспособное высокоэластическое состояние и увеличивают доступность целлюлозного волокна.[2, С.551]

Поскольку сероуглерод является основной причиной вредно вискозного производства, а снижение вредности — наиболее туальной задачей совершенствования технологического проце получения вискозных волокон, снижению количества cepoywiepi при ксантогенировании придается особое значение. Как пока вают результаты научно-исследовательских работ, эта зад может быть решена различными способами: повышением р? ционной способности целлюлозы за счет ее активации раствор! аммиака, щелочи при пониженной температуре; введением п цесса двойной мерсеризации или мерсеризации с предварителы лропиткой целлюлозы в расчетном количестве щелочи; приме нием при мерсеризации деполимеризующих добавок; введен' добавок при ксантогенировании, повышающих доступность ' лочной целлюлозы.[3, С.88]

Процесс производства медноаммиачных волокон основан на способности целлюлозы образовывать комплексные соединения с куприаммингидратом.[3, С.216]

Это подтверждается работами Шулятиковой и Ф.ин-кельштейн12, которые наблюдали повышение реакционной способности целлюлозы при механическом раздавливании волокон, и Джеймс с сотр.13, изучавших действие ультразвуковой обработки. Отметим, кстати, что предельное ороговение и одновременно полная потеря реакционной способности наблюдается пр'И обработке волокна с поверхности такими растворяющими средами, как серная кислота (пергаментация) или растворы хлористого щинка (получение фибры).[5, С.224]

Стенка клетки состоит из трех слоев: первичного, вторичного и внутреннего. Первичный слой посредством межклеточного вещества соединяется с соседней клеткой, и эта часть материала в меньшей степени доступна для реагентов при выделении целлюлозы и служит причиной пониженной реакционной способности целлюлозы. Вторичный слой (вторичная стенка) является основным источником целлюлозы. Состав этого слоя наиболее близок к среднему составу древесины, в частности он содержит около 50% целлюлозы, 30% лигнина и 20% гемицеллюлозы.[4, С.23]

Следует отметить, что при об-раоотке целлюлозы может происходить не только разрыхление структуры целлюлозы, но и ее упорядочение. В обычном состоянии температура стеклования целлюлозы лежит выше 280 °С, и протекание процесса кристаллизации сильно заторможено. При обработке щелочью температура стеклования целлюлозы снижается до 0—20 °С, и она переходит в высокоэластическое состояние, скорость кристаллизации при котором может резко возрастать. Именно дополнительной кристаллизацией можно объяснить снижение реакционной способности целлюлозы, которое наблюдается при ее щелочном облагораживании i[19]. Приведенные в табл. 2.1 и на рис. 2.7 данные о повышении концентрации NaOH, соответствующей максимальной растворимости остатка после гидролиза, с 9 (немерсеризовапная целлюлоза) до 12% NaOH (мерсеризованная целлюлоза), также свидетельствует 0 повышении степени упорядоченности кристаллических участков пРи мерсеризации наряду с общим разрыхлением структуры целлюлозы.[4, С.37]

По мнению Филиппа [37], различие в реакционной способности целлюлоз обусловлено разной степенью упорядоченности (кристалличности), отличиями в морфологической структуре клеток у разных пород древесины, а также макроскопической неоднородностью материала, связанной с нарушениями и неравномерным протеканием процессов варки, предгидролиза и отбелки. Влияние степени кристалличности наиболее четко проявляется при сравнении трех типов целлюлозы: сульфитной, сульфатной и лин-терной. Их кристалличность, как указывалось в разделе 1.1.2 растет в последовательности от сульфитной к линтерной. Соответственно этому изменяется и реакционная способность. На рис. 1.5 показана зависимость нерастворенного остатка при эмульсионном ксантогенировании от концентрации NaOH [33-]. При использовании сульфитной целлюлозы (кривая 1) значительно меньший остаток, чем при применении сульфатной (кривая 2) и тем более линтерной целлюлозы (кривая 3). Существенное влияние степени кристалличности проявляется также в снижении реакционной способности целлюлозы при щелочных высокотемпературных обработках [38], когда вследствие снижения температуры стеклования создаются благоприятные условия для протекания процесса кристаллизации. Характерным в этой связи является также тот факт, что при щелочной деструкции, несмотря на значительное снижение СП и облегчение процесса растворения, реакционная способность практически не изменяется. Напротив, при кислотной деструкции она существенно возрастает [39].[4, С.28]

Эмульсионное ксантогенирование чаще применяют в исследовательских целях, например для определения реакционной способности целлюлозы [23]. Практически весь сероуглерод здесь находится в эмульгированном состоянии в виде жидкой фазы. В широком интервале температур основная реакция в этом случае ли-[4, С.87]

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