ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы деструкции целлюлозы Термическая деструкция из "Химия целлюлозы и ее спутников" Эти типы связей отличаются по устойчивости к различным воздействиям. В большинстве случаев, особенно при действии химических реагентов, глюкозидная связь между элементарными звеньями менее устойчива, чем углерод-углеродная связь. Поэтому при действии на целлюлозу гидролизующих агентов (кислот, воды при высокой температуре) или окислителей деструкция макромолекулы происходит по более слабым связям — разрываются глюкозидные связи между отдельными элементарными звеньями и величина макромолекулы уменьшается . Имеются, однако, и такие методы деструкции целлюлозы, при которых возможен разрыв как глюкозидных, так и углерод-углеродных связей. К таким методам деструкции, недостаточно изученным до настоящего времени, относятся механическая, а возможно, термическая и фотохимическая деструкция целлюлозы. [c.220] Несмотря на различные механизмы процессов деструкции, все перечисленные методы приводят к изменениям свойств целлюлозы в одн - и том же направлении. В результате деструкции, в зависимости от условий проведения процесса, происходит более или менее значительное понижение степени полимеризации целлюлозы. Соответственно снижаются механические свойства целлюлозного материала и увеличивается растворимость целлюлозы в щелочи. [c.221] Наиболее подробно изучена деструкция целлюлозы при действии химических реагентов, гидролизующих или окисляющих целлюлозу. Эти процессы излагаются в гл. V и VI. [c.221] Остальные методы деструкции целлюлозы не исследованы систематически, несмотря на то, что они представляют значительный научный интерес и в отдельных случаях начинают получать практическое применение. [c.221] Ниже излагаются некоторые данные по этим вопросам. [c.221] Термическая деструкция целлюлозы, т. е. понижение степени полимеризации целлюлозы в результате действия повышенных температур, в большинстве случаев сопровождается гидролизом целлюлозы (под действием влаги) или ее окислением (под действием кислорода воздуха). В последнее время был проведен ряд работ по исследованию действия повышенных температур на целлюлозу в высоком вакууме, т. е. в условиях, при которых гидролитическое и окислительное воздействие практически исключаются. [c.221] В табл. 64 приведены данные о влиянии температуры на интенсивность деструкции целлюлозы при нагревании на воздухе и в высоком вакууме. [c.221] Как видно из табл. 64, при проведении термической деструкции в присутствии воздуха молекулярный вес целлюлозы снижается быстрее в результате параллельно протекающей окислительной деструкции. [c.221] Время нагревания часы Рис. 51. Влияние температуры и времени нагревания на снижение прочности влажного вискозного волокна. [c.222] Как видно из данных, приведенных на рис. 52, при нагревании в запаянной ампуле вискозного волокна, содержащего 22% влаги, в течение 6 час. при 150° волокно рассыпается в порошок. [c.223] Во всех изложенных выше исследованиях определялись только изменения отдельных показателей, характеризующих свойства целлюлозного материала, а механизм процесса и характер изменения макромолекулы целлюлозы при этих воздействиях не изучался. Кроме того, как указывалось выше, в условиях исследования деструкция целлюлозы являлась суммарным результатом термического и гидролитического (или окислительного) воздействия на целлюлозу. Поэтому получаемые результаты не могли быть непосредственно использованы для изучения процесса чисто термической деструкции целлюлозы. [c.223] В последнее время исследования процесса термической деструкции целлюлозы были проведены Роговиным, Каргиным и Финкельштейн Для исключения возможности окисления и гидролиза целлюлоза (хлопковое и вискозное волокно) нагревалась в высоком вакууме (10 б мм) при непрерывном удалении летучих продуктов, выделяющихся в процессе термической деструкции целлюлозы. Для полного удаления гигроскопической влаги из целлюлозы волокна предварительно прогревались в высоком вакууме при 120° в течение 2 час. (в этих условиях деструкции целлюлозы не происходит). [c.223] Цифры на кривых указывают содержание влаги в граммах ва 1ии г целлюлозы. [c.223] С увеличением времени нагревания целлюлозы при высоких температурах распад целлюлозы усиливается (табл. 67). [c.224] При действии высоких температур на целлюлозное и гидратцеллюлозное волокно наряду с деполимеризацией целлюлозы происходят и химические изменения элементарного звена макромолекулы целлюлозы. Роговин, Каргин и Финкельштейн показали, что при нагревании вискозного волокна в высоком вакууме при 230° в течение 50 час. происходит изменение химического состава целлюлозы в результате частичной ее дегидратации. Исследуя состав продукта, получающегося после термической обработки, они пришли к выводу, что на каждое элементарное звено отщепилось от 0,5 до 1 молекулы воды. Исследованием инфракрасных спектров этих препаратов было установлено значительное увеличение содержания карбонильных групп в преларатах термически деструктированной целлюлозы. [c.225] На основании приведенных данных можно сделать вывод, что глюкозидная связь в макромолекуле целлюлозы является сравнительно устойчивой к термическому воздействию. [c.225] Аналогичные данные о частичной дегидратации моно- и дисахаридов при нагревании в высоком вакууме были получены Паддингтоном . Он нагревал при 210—270° в течение 1—20 час целлобиозу, глюкозу и мальтозу, улавливал выделяющиеся продукты распада в ловушку, охлаждаемую жидким воздухом, и исследовал состав этих продуктов. Оказалось, что основным жидким продуктом, выделяющимся при нагревании, является вода. Максимальное количество выделяющейся воды составляет 2 моля на 1 моль монозы. [c.225] При повышении температуры нагревания выше 275° начинается интенсивный распад и разложение целлюлозы с образованием жидких и газообразных продуктов различного состава. При повышении температуры до 400—450° удаляются все летучие продукты разложения и остается твердый остаток (уголь). Следовательно, в результате разложения целлюлозы при высокой температуре без доступа воздуха (при так называемой сухой перегонке) происходит образование твердых, жидких и газообразных продуктов. Состав продуктов, получаемых при сухой перегонке, зависит от температуры нагревания, условий проведения процесса (под вакуумом или при атмосферном давлении), а также от количества и состава примесей в исходной целлюлозе. [c.226] В табл. 68 приведены данные о составе продуктов, образующихся при разложении хлопковой целлюлозы при температуре 270—350° 8. [c.226] Еще более разнообразен состав продуктов, образующихся при сухой перегонке древесины. Сухая перегонка древесины получила широкое промышленное применение как для производства высококачественного древесного угля для металлургической промышленности, так и для получения ценных химических продуктов (ацетона, метилового спирта, уксусной кислоты) . [c.226] Вернуться к основной статье