На главную

Статья по теме: Срединной пластинки

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Изучение количественного распределения гемицеллюлоз по клеточной стенке показывает, что у хвойных пород концентрация гшокоманнанов возрастает в направлении от сложной срединной пластинки (ML + Р) к слою 8з(Т), а концентрация арабиноглюкуроноксилана почти не меняется. У лиственных же пород относительное содержание гпюнуроноксилана выше во вторичной стенке, чем в (ML + Р). Полисахариды бородавчатой мембраны в древесине хвойных пород представлены в основном га-лактоглюкоманнанами.[1, С.218]

Таким образом, в древесных волокнах слои S| и S3(T) образуют как бы спиральную «обмотку» вокруг основного слоя клеточной стенки - слоя S2 и защищают его от внешних воздействий со стороны срединной пластинки и полости. Отмечают высокую устойчивость слоев Si и S3(T) и особенно первичной стенки Р, а также бородавчатой мембраны W к действию химических реагентов. Спиральная структура клеточной стенки обусловливает высокую механическую прочность древесных и целлюлозных[1, С.221]

Изучение распределения компонентов древесины в клеточной стенке представляет очень трудную задачу. Распределение лигнина исследовали главным образом методом УФ-микроспектрофотометрии (работы Лан-ге и др.). Содержание целлюлозы и гемицеллюлоз определяли химическими методами после разделения слоев с помощью микроманипулятора. Следует отметить, что результаты, полученные разными исследователями, несколько расходятся, но общее заключение можно сделать. Сложная срединная пластинка у хвойных пород на 60...90% состоит из лигнина (в ранней древесине в среднем примерно 70%, в поздней - 80%). Однако этот слой тонкий и лигнин срединной пластинки соответствует лишь небольшой части (15...30%) общего его количества в клеточной стенке. У лиственных пород срединная пластинка содержит меньше лигнина. Основная же масса лигнина находится во вторичной стенке, где его доля у хвойных пород составляет в среднем около 20...25% массы слоя, а у лиственных пород 12... 15%. Однако в отношении распределения лигнина по слоям вторичной стенки данные, полученные разными методами исследования, противоречивы. Более ранние результаты УФ-спектрофотометрических исследований показывали, что по направлению к полости клетки доля лигнина уменьшается. В слое S| она больше, чем в слое 82, а в слое 8з(Т) составляет уже не более 10... 12% массы слоя для хвойных пород, тогда как у лиственных пород лигнин в этом слое вообще отсутствует. Результаты же более поздних исследований указывают на другие закономерности. В хвойной древесине во вторичной стенке наблюдается повышенная концентрация лигнина в слоях S, и S3 по сравнению со слоем S2, а в лиственной древесине - равномерное распределение лигнина во вторичной стенке. Таким образом, требуется дальнейшее изучение распределения лигнина в клеточной стенке.[1, С.217]

В процессе варки целлюлозы и полуцеллюлозы древесная ткань подвергается химическому и физическому воздействию. В результате делигнификации и частичного удаления гемицеллюлоз она распадается на отдельные древесные волокна с превращением последних в целлюлозные волокна. При этом ультраструктура клеточной стенки существенно изменяется. Учитывая распределение слоев клеточной стенки по массе, необходимо подчеркнуть, что основное количество лигнина присутствует во вторичной стенке. Следовательно, для достижения достаточной степени делигнификации требуется удалить лигнин из всех слоев клеточной стенки. Удаление лигнина из срединной пластинки приводит к ее разрушению и разъединению волокон, а удаление из вторичной стенки - к ослаблению связей между фибриллами. Фибриллярная структура клеточной стенки позволяет делить, волокна на продольные элементы и связывать их между собой. На этом основан процесс производства бумаги. В результате делигнификации целлюлозные волокна становятся гибкими и эластичными. При последующем размоле целлюлозной массы при подготовке к формованию бумаги происходит фибриллирование клеточных стенок - расщепление их на фибриллы и последних на более тонкие элементы. На процесс фибриллмрования определяющее влияние оказывает ультраструктура клеточной стенки. По сравнению с хлопковым волокном волокна древесной целлюлозы фибриллируются значительно легче. При формовании бумаги в процессе удаления воды возникают прочные межволоконные связи за счет трения, механического зацепления фибрилл, а также возникновения межмолекулярных сил взаимодействия, в том числе прочных водородных связей между макромолекулами на поверхностях фибриллированных элементов, и образуется бумажный лист.[1, С.224]

Как уже отмечалось выше, подразделение нецеллюлозных полисахаридов на гемицеллюлозы и водорастворимые полисахариды (водорастворимые высокомолекулярные экстрактивные вещества) в значительной мере условно. Некоторые полисахариды и полиурониды, такие как крахмал в паренхимных клетках, камеди в межклеточных каналах и т.п., не входят в состав клеточных стенок, выполняют запасающие или защитные функции и извлекаются из древесины водой. Другие водорастворимые полисахариды, например, арабиногалактан могут содержаться в клеточных стенках, но извлекаются из них горячей водой. Пектиновые вещества, образующиеся на стадии деления клеток камбия, выполняют структурообразующую функцию и впоследствии входят в состав сложной срединной пластинки. Часть подобных полисахаридов и полиуронидов оказывается менее доступной и требует для растворения особых условий, например действия разбавленных растворов щелочи малой концентрации. Для полного извлечения пектиновых веществ приходится использовать растворы оксалата или цитрата аммония (см. 11.9.2).[1, С.310]

В гидролизатах легкогидролизуемой части древесины находят гекс-уроновые кислоты, а именно, D-глюкуроновую, 4-О-метил-В-глюкуроно-вую и D-галактуроновую (см. схему 11.1). D-Глюкуроновая кислота и ее монометиловый простой эфир 4-О-метил-О-глюкуроновая кислота образуются в результате гидролиза кислых ксиланов - глюкуроноксилана древесины лиственных пород и арабиноглкжуроноксилана древесины хвойных пород, а D-галактуроновая кислота в основном из пектиновых веществ и других водорастворимых полиуронидов и полисахаридов. В природе встречается и маннуроновая кислота, но в полиуронидах древесины ее не находят. Маннуроновая кислота в больших количествах входит в состав так называемых альгиновых кислот водорослей. Содержание уроно-вых кислот в древесине невелико, причем лиственные породы содержат уроновых кислот больше (3,5...6%), чем хвойные (1,8...4,9%). Несмотря на малое содержание, уроновые кислоты в древесине играют очень важную роль. Пектиновые вещества (см. 11.9.2), входящие в состав срединной пластинки, обеспечивают связывание клеток в ткани. Благодаря большой гидрофильности (большей, чем у гемицеллюлозных полисахаридов), обусловленной наличием карбоксильных групп, звенья уроновых кислот, входящие в состав остаточных кислых полисахаридов в технических целлюлозах, повышают гидрофильность их волокон и тем самым положи-[1, С.319]

Пектиновые вещества в древесине входят в состав сложной срединной пластинки и в зрелых тканях вместе с лигнином обеспечивают связывание клеток в ткань. Пектины находятся также в торусах мембран окаймленных пор. Во время развития клетки и растения в целом пектиновые[1, С.321]

Исходные монолигнолы включаются в протолигнин в том же порядке, в каком они образуются в ходе биосинтеза - сначала «-кумаровый, затем конфериловый спирт и, наконец, синаповый. Поэтому гваяцильный лигнин хвойных неоднороден: лигнин срединной пластинки содержит большую долю Н-единиц, чем лигнин вторичной стенки, тогда как S-еди-ницы обнаруживаются в лигнине вторичной стенки ближе к полости. Состав гваяцил-сирингильного лигнина лиственных подчиняется этой же закономерности, но, соответственно, содержит меньшую долю Н-единиц (только в лигнине срединной пластинки) и большую долю S-единиц. На состав и строение лигнина существенное влияние оказывают относительное содержание трех монолигнолов, а также тип полисахаридного геля, в котором протекает процесс дегидрогенизационной полимеризации, рН, присутствие минеральных компонентов, особенно кальция, и другие[1, С.402]

Терашима с сотрудниками на основании исследований, проведенных в последнем десятилетии, приходит к заключению, что протолигнин в древесине нельзя считать полностью хаотическим полимером - результатом случайной сополимеризации смеси различных монолигнолов. Лигнин образуется в присутствии и с участием полисахаридов в биологически регулируемом процессе, тесно связанном с ходом формирования ультраструктуры лигнифицированной клеточной стенки в целом. Неизбежное следствие такого протекания процессов отложения слоев клеточной стенки и их одревеснения - гетерогенность лигнина в древесине. В хвойных деревьях различаются по составу лигнины срединной пластинки и вторичной стенки, а в лиственных деревьях существуют дополнительно различия между лигнинами волокон и сосудов. Следует подчеркнуть, что образованию лигнина предшествует отложение полисахаридов - целлюлозы в виде микрофибрилл, пектиновых веществ и гемицеллюлоз разного типа для каждой стадии отложения лигнина.[1, С.402]

р-5 и 5-5, т.е. образованию конденсированных структур. Вследствие этого лигнин, сформировавшийся на ранних стадиях лигнификации в пектиновом геле, т.е. лигнин срединной пластинки, более конденсирован, чем лигнин вторичной стенки, образовавшийся при более высоком рН. В хвойных деревьях лигнин, сформировавшийся в клеточной стенке в ман-нановом геле, менее конденсирован, чем лигнин, образовавшийся в кислом ксилановом геле. Соответственно, меняется и тип связи лигнина с углеводами. В наружных слоях клеточной стенки преобладают сложно-эфирные связи, а по направлению к полости увеличивается доля простых эфирных связей.[1, С.403]

мельнице в жидкости, не вызывающей набухания (толуоле). Из размолотой древесины лигнин извлекают водным диоксаном. Выход ЛМР составляет примерно половину всего лигнина хвойной древесины (например, еловой) и несколько выше для древесины лиственных пород. В состав ЛМР входят часть лигнина срединной пластинки и значительная часть лигнина вторичной стенки. Препараты ЛМР всегда содержат примесь углеводов (2... 10%), но очистка от них растворителями значительно снижает выход. Последующая обработка более эффективными растворителями — диметилформамидом (ДМФА), диметилсульфоксидом (ДМСО) или водной уксусной кислотой (1:1) - позволяет извлечь дополнительное количество лигнина вторичной стенки, составляющее до 30% лигнина Класона, но уже в виде лигноуглеводных комплексов (ЛУК).[1, С.371]

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. Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров, 1999, 629 с.

На главную