Степень кристалличности и степень ориентации целлюлозы

Степень ориентации целлюлозы, т.е. степень ориентации кристаллитов, оценивают по углам направления микрофибрилл к оси волокна (см. 8.6.2). Два показателя вместе - степень кристалличности и степень ориентации - определяют плотность упаковки целлюлозы. Плотность упаковки оказывает влияние на механические свойства, физикохимические свойства (способность к набуханию и растворению), химическую реакционную способность. У хлопковой целлюлозы плотность упаковки выще, чем у древесной. [c.244]

Степень кристалличности и степень ориентации целлюлозы [c.242]

Целлюлозные волокна характеризуют по степени кристалличности и степени ориентации. Степень кристалличности (СК) - относительное содержание кристаллической, части в целлюлозе. Степень кристалличности определяют рентгенографическим методом, методом ИК-спектроскопии, в том числе в сочетании с реакцией изотопного обмена при действии на целлюлозу О О, а также по плотности, гигроскопичности, удельной поверхности. Используют и химические методы, например, гидролиз до предельной СП и др. Следует отметить, что последние дают не степень кристалличности, а характеризуют доступность целлюлозы для [c.242]

Структура целлюлозы во вторичной стенке по сравнению с первичной стенкой более совершенна как по степени кристалличности, так и по степени ориентации. [c.244]

Механические свойства полимера зависят не только от степени кристалличности, но и от ориентации его кристаллов. Например, волокно рами вследствие ориентации с-осей кристаллов целлюлозы почти параллельно оси волокна имеет высокую прочность при растяжении, но заметную хрупкость. В данном случае совершенная ориентация приводит к тому, что в направлении волокна материал становится твердым и прочным, но в поперечном направлении — неустойчивым. [c.89]

Как и в случае полимеров, полученных прядением из расплава, различия в механических свойствах целлюлозных волокон обусловлены степенью ориентации волокон увеличение степени ориентации приводит к повышению прочности и уменьшению способности к растяжению. На рис. 8.11 приведены типичные кривые напряжение— деформация для вискозного шелка и шинного корда. Их можно сопоставить с кривыми для натуральных волокон — льна и хлопка, имеющих не только более совершенную ориентацию, но и более высокую степень кристалличности по сравнению с регенерированной целлюлозой (см. гл. 7). [c.169]

Целлюлоза относится к ориентированным полимерам. Ее кристаллиты в волокнах (древесных и хлопковых) ориентированы в определенном направлении — вдоль волокон по спирали, поэтому клеточные стенки напоминают по структуре канат. Прочность волокон зависит и от степени кристалличности и от степени ориентации. Оба эти показателя вместе характеризуют плотность упаковки целлюлозы. Чем выше плотность упаковки, тем сильнее проявляется межмолекулярное взаимодействие и тем выше прочность волокна. [c.117]

Повышение степени ориентации и кристалличности целлюлозы происходит и в результате удаления влаги из незрелого хлопкового волокна. Невысушенное хлопковое волокно, взятое через 23— 25 дней после цветения, не имеет ориентированной структуры. Это объясняется тем, что в растущем волокне макромолекулы целлюлозы или их агрегаты (элементы надмолекулярной структуры) отделены друг от друга молекулами воды, и поэтому их кристаллизация и ориентация затруднены. Кристаллизация целлюлозы в созревшем хлопковом волокне происходит и в том случае, когда уда ленке влаги из волокна достигается не высушиванием, а обработ кой химическими реагентами, например этиловым спиртом. [c.104]

Авторы работы высказали предположение о существовании непосредственной связи между плотностью целлюлозы (т. е., по-видимому, степенью ее кристалличности) и выходом левоглюкозана при термораспаде. Чем меньше плотность целлюлозного материала, тем интенсивнее протекают побочные процессы гидролиза и дегидратации при термической обработке целлюлозы и тем меньше соответственно выход левоглюкозана. Этим обстоятельством они объясняют значительное различие в количестве образующегося левоглюкозана при термораспаде природной (хлопковой) и гидратцеллюлозы. Однако, согласно полученным этими же авторами данным, повышение степени ориентации гидратцеллюлозного (вискозного) волокна не влияет на количество образующегося левоглюкозана. Вывод о повышении выхода левоглюкозана при повышении плотности целлюлозного материала не согласуется также с полученными теми же исследователями данными о том, что при термическом распаде целлобиозы и глюкозы, обладающих более высокой плотностью, чем хлопковая целлюлоза, выход левоглюкозана не превышает 3,5—5%. [c.180]

Согласно данным рентгенографических исследований, ориентация макромолекул и степень кристалличности волокна из вторичного ацетата целлюлозы, сформованного сухим способом, значительно меньше, чем у гидратцеллюлозных волокон В триацетатном волокне, сформованном сухим способом, ориентация макромолекул также невелика, но кристалличность повышена. Степень ориентации макромолекул, а также кристалличности триацетатного волокна, полученного мокрым способом, еще больше. [c.72]

Повышение кристалличности триацетатного волокна вполне понятно, так как с уменьшением числа беспорядочно расположенных групп ОН макромолекулы могут располагаться более упорядоченно. Триацетатная нить, сформованная мокрым способом, иногда вырабатывается из триацетата целлюлозы, полученного гетерогенным методом ацетилирования. Такой триацетат целлюлозы обычно имеет более высокое ацетильное число и большую степень полимеризации, по сравнению с триацетатом, получаемым ацетилированием в гомогенной среде. Это дополнительно увеличивает возможность повысить степень ориентации макромолекул и кристалличность волокна. [c.72]

Предположение о механизме сорбции как о растворении воды в аморфной части полимера (абсорбция) позволяет сделать заключение, что степень поглощения воды является своеобразной мерой отношения между аморф ной и кристаллической частями целлюлозного материала. Интересно отметить, что природный синтез, который, очевидно, имеет матричный характер и связан с более высокой упорядоченностью системы, создает предпочтительные условия для кристаллизации полимера. Степень кристалличности природной целлюлозы достигает 60—70%. В то же время кристаллизация целлюлозы из растворов в процессе регенерации ее при формовании искусственных волокон проходит в значительно меньшей степени, особенно если на промежуточных стадиях регенерации ориентация полимера проводилась в недостаточной степени. Степень кристалличности гидратцеллюлозы составляет, как правило, 30—40% и только для высокомодульных волокон., подвергавшихся высокой ориентационной вытяжке в пластичном состоянии, она поднимается несколько выше 40—50%. [c.73]

Для комплексной оценки взаимовлияния всех факторов целесообразно детально рассмотреть данные табл. 6.1, в которой приведен ряд показателей, характеризующих различные типы гидратцеллюлозных волокон. Из табл. 6.1 видно, например, что при средних значениях степени полимеризации можно достичь высокой прочности волокон в том случае, когда получают длинные (протяженные) кристаллиты и волокна сильно ориентированы (полинозное волокно и фортизан). Если степень полимеризации велика, то наличие малых кристаллитов, даже при не очень большой их ориентации, приводит к высокой разрывной прочности (корд супер III). Как показывают характеристики упрочненного штапельного волокна и обычного корда, из целлюлозы с обычной степенью полимеризации при наличии кристаллитов малых размеров, но высокой степени кристалличности волокна можно получать прочные волокна при относительной умеренной степени ориентации. [c.129]

Начиная с 30-х годов запись звука производят на лаковую пленку, нанесенную на поверхность алюминиевого диска толщиной 1 мм и с параметром шероховатости Нг = 0,025 -Ь 0,05 мкм. Лак в основном состоит из нитроцеллюлозы, изготовленной из древесных или хлопковых отходов и имеет малое сопротивление резанию. Молекулы целлюлозы строятся из элементарных звеньев глюкозы, которые уложены в кристаллические пачки, ориентированные в значительной степени параллельно один другому. Ориентация и кристалличность увеличиваются силами межмолеку-лярного взаимодействия настолько значительно, что термопластичная переработка натуральной целлюлозы невозможна. Целлюлозу этерифицируют в нитрат целлюлозы смесью азотной и серной кислот. В нитроцеллюлозу вводят пластификаторы и другие добавки, название и количество которых представляет секрет фирмы. [c.96]

Изменения тонкой структуры целлюлозы при ее различных обработках можно наблюдать по ее рентгенограммам или рентгеновским дифракционным кривым. С помощью рентгеновской дифракционной картины исследуемого препарата целлюлозы судят о его аморфности или кристалличности, степени ориентации и размерах кристаллита. Существует несколько методов определения степени кристалличности, например методы Сегала, Ант-Вуоринена и др. [55]. [c.50]

В слое 1 наблюдается спиральная ориентация микрофибрилл, которые образуют две и более (до 4...6) ламелл с противоположным направлением пологих спиралей. Угол их наклона к оси волокна составляет от 10° для трахеид до 50° для клеток либриформа. Переход между слоями 81 и 8 более резкий (через переходную ламеллу 812 с пологой ориентацией правонаправленных спиралей , и соединены эти слои непрочно. Целлюлоза в слое 81 имеет большую степень кристалличности, чем в слое 82. [c.221]

Ряд полисахаридов проявляет свойства стереорегулярных полимеров и может с большей или меньшей легкостью образовывать квази-кристаллические структуры. В этом случае применение рентгеноструктурного анализа дает сведения о конформации полимерной цепи, способе упаковки полимерных цепей в кристаллических областях и размерах элементарной ячейки кристалла. Исследования проводят либо с природными образцами полисахаридов с высокой степенью ориентации молекул (например, кристалличность целлюлозы в клеточных стенках водоросли Valonia ventri osa приближается к 100%), либо с пленками полисахаридов, ориентация молекул в которых достигается наложением механического напряжения. С помощью рентгеноструктурного анализа установлено, например, что полимерная цепь целлюлозы имеет линейную конфор-мaцию с повторяющимся звеном длиной 10,3 А, состоящим из двух остатков глюкозы, повернутых друг относительно друга на 180°. Сходные [c.516]

Главное требование к волокнообразующему полимеру заключается в том, что длина его вытянутой молекулы должна быть не менее 1000А (100 нм), т. е. его молекулярный вес должен быть не ниже 10 000. Эта величина, разумеется, может быть и выше например, молекулярный вес необработанной (не-деструктированной) хлопковой целлюлозы достигает 500000. В случае синтетических волокон молекулярный вес исходного полимера намеренно ограничивают, поскольку прядильный раствор или расплав должен иметь не слишком высокую вязкость. У большинства волокон, сформованных из расплава, молекулярный вес составляет 10 000—20 000. Волокна, получаемые формованием из раствора, могут иметь более высокий молекулярный вес. Для текстильных волокон характерна также определенная степень кристалличности и (или) ориентации молекул вдоль оси волокна. Эти свойства, присущие природным волокнам, придаются искусственным и синтетическим волокнам в процессе их формования, вытягивания и термической обработки. Точность соблюдения параметров этих процессов оказывает существенное влияние на физико-механические и отчасти на химические свойства готового волокна. В свою очередь, регулярная структура волокна возможна лишь при определенной степени регулярности строения макромолекул, достаточной для их плотной упаковки, которая необходима для возникновения сильных меж-цепных взаимодействий (за счет водородных связей, ассоциации диполей или сил вандерваальсова притяжения). Однако при слишком высокой степени крист алличности волокно не только становится очень прочным, но и делается слишком жестким и теряет способность растягиваться в процессе его получения и эксплуатации. Кроме того, такое волокно чрезвычайно трудно окрасить, поскольку реакционноспособные группы почти целиком находятся в неупорядоченных участках. Степень кристалличности наиболее прочных синтетических волокон, по-видимому, не превышает 50—60%. Исключение составляют полиакрилонитрильные волокна, которые обнаруживают мало признаков истинной кристалличности, но вместе с тем обладают высокой однородностью структуры по всему сечению волокна. В неупорядоченных участках силы межцепного взаимодействия [c.284]

Необходимо, следовательно, тщательно различать понятия способный кристаллизоваться (изотактический или синдиотактический) я кристалличный в том смысле, что какой-то образец может кристаллизоваться на 100% (например, целлюлоза, нейлон, изотактический полипропилен), но никогда не будет на 100% кристалличен. Степень кристал-лизуемости зависит от истинной молекулярной структуры, тогда как фактическая степень кристалличности зависит от условий подготовки образца, подлежащего исследованию, т. е. от таких особенностей его получения из расплава, как скорость охлаждения, ориентация при охлаждении, последующий отжиг в растянутом или нерастянутом состоянии и т. д. Образец полипропилена или полистирола неизвестного происхоладения, дающий аморфную рентгенограмму, еще не доказывает, что этот материал обладает полностью атактической структурой только если растяжение и отжиг его, проведенные порознь или одновременно, не дадут никаких следов четких линий на дифракционной картине, можно будет считать этот материал атактическим. [c.65]

Возникает естественный вопрос о влиянии ориентации целлюлозы в волокнах на их сорбционную способность в отношении воды. Дело в том, что ориентация полимера, если она не приводит непосредственно к повышению степени кристалличности или сшиванию макромолекул кристаллическими участками, не должна сказываться на способности целлюлозы поглощать влагу. Действительно, как показывают уже упоминавшиеся исследования Джеффриса, различные вискозные волокна и пленки, имеющие приблизительно одинаковую степень [c.155]

Однако, поскольку ориентационные процессы проводятся после того, как основное количество ксантогената при действии кислоты в осадительной ванне превратилось в целлюлозу, степень упорядочения оказывается недостаточно высокой, так как полимер уже потерял в значительной степени свою пластичность. В отличие от этого при формовании полинозного волокна высокая ориентация предшествует в основном переходу ксантогената в чистую целлюлозу и степень упорядочения оказывается более высокой. При получении полинозного волокна создаются более благоприятные условия для кристаллизации. Как видно из приведенных выше данных, степень кристалличности полинозного волокна значительно превышает степень кристалличности обычного и высокопрочного волокон, хотя она суш,ественно ниже, чем у хлопка. По-видимому, эти данные, не отличаясь точностью (здесь следует иметь в виду условность показателя кристалличности), все же правильно отражают относительную картину. [c.305]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология