Целлюлоза изучение в электронном микроскоп

Рядом исследователей проведено изучение модификаций кристаллической структуры триацетата целлюлозы с помощью электронной микроскопии, ИК-спектроскопии, рентгенографии и электронографии [34, 36, 37, 108, 166, 195, 227]. Проводились лабораторные эксперименты по улучшению некоторых свойств ацетатов целлюлозы (способности к окрашиванию, прочности, пластичности) путем получения смешанных эфиров ацетатов с поперечными сшив- [c.391]

Для изучения влияния истирания на морфологию волокон из сополимеров целлюлозы был использован метод сканирующей электронной микроскопии [36]. Образцы для испытаний представляли [c.228]

Однако наибольшие успехи в изучении ориентированных полимеров были достигнуты с введением в практику исследований таких методов, как электронная микроскопия, рентгеновская дифракция в области малых углов, ИК-спектроскопия, ЯМР и т. д. Самые первые опыты по ЭМ изучению структуры природных (целлюлоза) волокон, позволили обнаружить их тонкое, микрофибриллярное строение (Низка, см. [6]). [c.86]

Свойства целлюлозы определяются не только строением ее отдельных цепных молекул, но и взаимным их расположением, т. е. надмолекулярной и морфологической структурой волокна. Изучение строения целлюлозного волокна в основном при помощи физических методов исследования (метода двойного лучепреломления, микроскопии и электронной микроскопии, инфракрасной спектроскопии, рентгенографии и электронографии) привело к созданию теории ориентированного (аморфно-кри-сталлического) строения целлюлозы. В клеточных стенках древесины целлюлоза находится в виде тончайших волоконцев — целлюлозных микрофибрилл. Длинные цепные молекулы целлюлозы проходят вдоль микрофибрилл на ряде участков ориентированно (т. е. параллельно друг другу и на близких расстояниях), а на ряде других участков их ориентация менее совершенна. Участки целлюлозы, в которых существует совершенный порядок в трех пространственных направлениях (т. е. совершенная ориентация), называют ориентированными участками, кристаллитами, или мицеллами (в современном понимании). Длина этих участков около 500—600 А, ширина 50— 100 А. Участки, в которых совершенный порядок отсутствует и сохраняется лишь общая продольная направленность цепей, называются неориентированными, или аморфными (рис. 35). Ориентация цепей в кристаллитах поддерживается за счет сил межмолекулярного взаимодействия — сил Ван-дер-Ваальса и, [c.67]

Некоторые методы исследования при определении размеров структур не всегда приводят к достоверным результатам. Этот вопрос будет рассмотрен более подробно в следующей главе. Здесь же в качестве примера рассмотрим обычный рентгенографический метод (рассеяние рентгеновских лучей под большими углами). Уширение дифракционных колец может дать сведения о размерах кристаллических образований. Вполне возможно, что при исследовании целлюлозы этим методом можно получить размеры истинных кристаллических областей, которые отделены друг от друга аморфными прослойками. Это подтверждается при сравнении размеров кристаллитов, выделенных при помощи кислотного гидролиза и исследованных затем в электронном микроскопе, с данными рентгенографического анализа. Однако при изучении таким методом монокристаллов эти гораздо более крупные структуры могут давать рентгенограммы того же типа. Но уширение дифракционных колец в этом случае обусловлено присутствием дефектов в кристаллической матрице. [c.50]

Световая микроскопия позволяет изучать крупнокристаллические образования (сферолиты, суперкристаллы ), а также крупные составные части сложных объектов, например, анатомические элементы древесины (см. 8.4.2 и [30]). Дополнительную информацию дают УФ-микро-скопия и микроскопия в поляризованном свете. Электронная микроскопия (см. 5.4.1) используется для изучения разнообразных элементов надмолекулярной структуры аморфных и кристаллических полимеров, а также ультраструктуры клеточных стенок древесины (см, 8,6.2), основным структурообразующим компонентом которых служит фибриллярный ориентированный аморфно-кристаллический полимер - целлюлоза. Особо важное значение при изучении кристаллического состояния полимеров и надмолекулярной структуры кристаллических полимеров приобрел такой прямой метод исследования стру1сгуры вещества, как рентгеноструктурный анализ (см. 5.4.2). Одним из ранних методов исследования клеточных стенок древесины и кристаллических полимеров является метод двойного лучепреломления, позволяющий изучать анизотропные среды. Для исследования кристалличности и ориентации полимеров особенно эффективны комбинации методов, в частности, рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии. [c.143]

Клеточная стенка анатомических элементов древесины, волокон технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов имеет сложное строение, связанное с распределением в клеточной стенке высокомолекулярных химических компонентов. Для изучения этих вопросов применяют, кроме световой, микроскопию в ультрафиолетовом и поляризованном свете, а также флюоресцентную микроскопию. Для исследования тонкого строения клеточной стенки - ультраструктуры (субмикроструктуры) используют главным образом электронную микроскопию (см. 5.4) с применением просвечивающих (ПЭМ) и растровых, или сканирующих, электронных микроскопов (РЭМ). Эти исследования имеют важное значение для понимания изменений, происходящих с анатомическими элементами древесины и другого растительного сырья, а также в клеточной стенке в процессах делигнификации и других процессах химической и химико-механической переработки древесины. [c.214]

Исследование состава полисахаридов в сформировавшихся клеточных стенках дает основание судить о содержании и расиреде-лении ГМЦ в клеточных стенках лигнифицированных тканей. Оиределение расиределения ГМЦ в радиальном наиравлении клеточной стенки является трудной задачей и решается обычно только совместно с изучением распределения лигнина и целлюлоз, количество которых легче определить, применяя современные методы исследований. К исследованию расиределения лигнина в клеточной стенке привлекаются специфические цитохимические реакции, УФ- и электронная микроскопия [[8, 36, 37, 40]. Расиределение лигнина в клетке исследовано также под микроскопом иосле удаления полисахаридов клеточной стенки и получения лигнинных скелетов . Распределение лигнина в клеточной стенке древесины исследовали Асунма и Ланге, Фрей, Вергин и Фергус и др. (цит. по [8]). Они пришли к выводу, что доля лигнина в срединной пластинке (М) и первичной оболочке Р) древесины составляет 60—90%. В районе вторичной стенки лигнин распределен равномерно, и вблизи люмена содержание его составляет 12—20% [36, 46], [c.40]

На вопрос, имеющий большое значение, можно ли при работе с электронным микроскопом использовать, только проходящий луч> или для качественного изучения поверхностей в дисперсных коллоидных системах можно использовать также и отраженный свет , в настоящее время дается следующий ответ во-первых, непосредственно отраженные электронные лучи могут быть-использованы для изображения поверхности и, во-вторых, можно применять и косвенный метод, т. е. метод специальных реплик. Боррис в магнитном микроскопе-старался получить изображение посредством электронных лучей, отраженных под очень малыми углами падения (около 8°) к поверхности образца. Таким образом, оказалось возможным наблюдать тончайшие структурные детали, например в углеродистых сталях очень-тонкий слоистый перлит, представляющий собой наиболее характерный структурный элемент. Однако микрофотографии оказывались не вполне удачными главным образом вследствие того, что их перспектива нарушалась слишком сильным рельефом структурных элементов. Новая методика была разработана Малем очень тонкую пленку нитрата целлюлозы следует наложить-на поверхность образца, а затем осторожно ее снять , в реплике сохранится каждая деталь вследствие изменений толщины пленки. О структурных деталях, например о кристаллографической ориентации фигур травления поверхностей алюминия или сплавов железа,. [c.281]

Зубов и др. [И] использовали электронную микроскопию для изучения влияния взаимодействий полимер — растворитель на структуру и свойства пленок из полистирола. На стеклянные пластины наносили растворы атактического полимера в ксилоле, тетрахлориде углерода или в смеси ароматичеоких углеводородов. Образовывались упорядоченные структуры и аморфные глобулы, которые изменялись, в зависимости от типа растворителя. В результате изменялись прочность яленки при растяжении и ее адгезия. Катц и Манк [12] отливали пленки нитрата целлюлозы, хлорированного каучука и алкндной смолы из растворителей с различной полярностью на несколько подложек. Коулонилс [13] обнаружил, что при получении пленок ацетата целлюлозы из этилацетата образуется плотная сотовая структура, тогда как при использовании хлороформа возникает тонкодисперсная структура. Таким образом, для мембран, которые отливают из растворов полимера, свойства раствора являются важным фактором, воздействующим на структуру и назначение мембран. [c.231]

Для исследования надмолекулярной структуры высокомолекулярных соединений применяется также электронный микроскоп. Для препаратов природной целлюлозы, фибриллярных белков и коллагена можно по соответствующим снимкам этих препаратов или препаратов, напыленных металлом, сделать вывод о расположении молекул в более крупных образованиях. Электронно-микроскопические исследования дают ценные результаты и при изучении вирусов так, можно было установить, что вирус табачной мозаики в жизнеспособном состоянии состоит не из одной молекулы, а при изменении pH распадается на большое число маленьких однотипных частиц. Распад является обратимым, хотя при этом процессе происходит потеря вирусом функций жизнедеятельности и способности к размножению. Электронный микроскоп является прибором для определения размеров частиц, лежащих между молекулярными и оптически определимыми. Однако отдельные нитевидные молекулы не могут быть наблюдаемы в электронном микроскопе, так как их поперечный размер слишком мал. Однако Хуземан и Руске удалось наблюдать отдельные шарообразные макромолекулы п-йодбензоил-гликогена эти макромолекулы были предварительно охарактеризованы другими методами. [c.198]

Приведенные выше примеры наглядно иллюстрируют связь между светопрочностью и агрегатным состоянием красителей. Типичным примером является более высокая прочность выкрасок на основе кубовых и азоидных красителей, которые образуются на волокне в виде нерастворимых сильно агрегированных молекул [510—514]. С другой стороны, подобная взаимосвязь между светопрочностью материалов, окрашенных водорастворимыми красителями, и физическим состоянием красителей не столь очевидна, так как не исключена возможность мономолекулярной сорбции прямых красителей на целлюлозных волокнах [445, 513, 515, 516], Кроме данных кинетического исследования выцветания [7, 430, 448, 450], свидетельствующих о частичном связывании водорастворимых красителей в волокнах в виде агрегатов или кристаллов суб-микроскопического раз.мера, прямое доказательство такой агрегации было получено Вайсбайном [445]. Изучение физического состояния прямых красителей на вискозе с помощью метода электронной микроскопии свидетельствует о том, что наибольшей светопрочностью на целлюлозе обладают прямые красители с очень сильной агрегацией. [c.444]

В библиографиях, посвященных электронной микроскопии [37, 1571, указаны работы по применению этого метода для анализа полимеров. Наилучшие результаты получены с материалами, из которых можно получить образцы толщиной в несколько сотен ангстрем. Почти все исследованные образцы можно отнести к группам срезов, дисперсий или отпечатков во многих случаях подготовка образцов является серьезной задачей. Далее, во время исследования в вакууме образцы подвергаются действию электронов с энергией 50 кв и более. Шерсть и другие кератиновые вещества исследовали в виде отпечатков или дисперсий химически модифицированных волокон. Целлюлозу, как нативную, так и регенерированную, изучали в виде дисперсий. С волокон хлопка, ацетилцеллюлозы и регенерированной целлюлозы снимали отпечатки, причем в некоторых случаях после химической обработки образцов. Интенсивно изучались дисперсии коллагеновых веществ. Имеются более или менее специфичные красители для электронной микроскопии использование ультрамикротома еще более расширит область применения электронного микроскопа. Чепмен иМентер [31] использовали отражательный электронный микроскоп для изучения формы волокна, структуры его поверхности и его износа. Быстрое разрушение образца, искажение пучка и относительно небольшое разрешение уменьшают преимущества непосредственного исследования образца. Однако вследствие ограниченных возможностей применения для аналитических целей методы электронной микроскопии в настоящем разделе детально не рассматриваются, а читатель отсылается к некоторым книгам [38, 84, 85, 272, 274], посвященным электронной оптике и методам на ее основе. Королевское общество микроскопии посвятило целый номер своего журнала 45] практическому использованию метода электронной микроскопии. Этот сборник может служить полезным руководством по приготовлению образцов. [c.248]

Проблемы изучения расположения груип макромолекул в настоящее время находятся в центре внимания многих химиков, в особенности шведских специалистов по целлюлозе. Здесь одним из главных видов оружия изучения служит электронная микроскопия она унче дала возможность выяснить, что макромолекулы группируются в большие пучки или связки. Последние но своему характеру напоминают жгут или шнур, и целлюлозное волокно — как мы его видим—состоит из массы таких жгутов . Действием ультразвуковых колебаний можно волокна расчесать , тогда электронная микроскопия покажет нам отдельные жгуты. [c.163]

Большое количество сведений о молекулярной и надмолекулярной структуре целлюлозы и других высших полимеров было получено с помощью оптических методов исследования. Так, благодаря рентгеновским лучам получены важные данные о тонкой структуре кристаллитов, их геометри-чёском положении, средней величине и форме. Нормальный, видимый свет дал ценные сведения о макроструктуре природных и искусственных волокон, а инфракрасное излучение позволило внести серьезный вклад в изучение сил, удерживающих вместе целлюлозные цепи. Недавно с помощью электронного микроскопа было получено огромное количество интересных сведений по фибриллярной структуре и морфологии волокон целлюлозы. Так как различные излучения требуют соверщенно различных экспериментальных методов и результаты этих методов относятся к разным элементам структуры, целесообразно рассмотреть отдельно исследования, проведенные различными оптическими методами. [c.126]

На протяжении иоследиего десятилетия благодаря параллельному изучению модификаций, получаемых посредством интенсивного дефибрирования и ультразвуковой энергии стали более гюнятны процессы, происходя-и.ше при химическом модифицировании целлюлозы. Приводим краткий обзор таких исследований, успеху которых способствовало появление электронного микроскопа 206, 207.] [c.161]