Морфология целлюлозного волокна

Целлюлоза является одним из основных комиононтов оболочки всех растительных клеток. Не вдаваясь в детали аналитического строения отих клеток и строения самой целлюлозы, пЬдробно описанные в специальных монографиях [1—61, отметим наиболее существенные черты морфологии целлюлозного волокна. В чистом виде, т. е. выделенная из древесных клеток или очищенная хлопковая, целлюлоза находится в твердом состоянии в виде белых гибких волокон длиною от 1—2 до 10—15 мм. На практике имеют дело с большим числом, т. е. ансамблем, таких волокоп. Отдсльнос волокно целлюлозы состоит, в свою очередь, из многих связанных между собой линейных молекул полимера ангидро- 5-В-глюкозы, имеющих в природном состоянии большую длину (коэффициент полимеризации [c.5]

Растворение природных полимеров облегчается тем, что их морфологическое строение обеспечивает высокоразвитую поверхность. Например, природные целлюлозные волоюна состоят из тонких фибриллярных образований, и проникновение жидкости в них осуществля-ется не только диффузионным путем, ио и путем капиллярного (вязкого) течения. Именно это обстоятельство обусловливает относительно быстрое протекание различных реакций. Например, в ходе реакций этерификации доступ реагента осуществляется не только путем молекулярной диффузии, но в первую очередь путем капиллярного течения реагента во внутренние области структуры целлюлозных волокон. Сохранение морфологии исходного волокна после этерификации обеспечивает такой же характер поступления и растворяющих агентов. С вопросом о механизме проникновения жидкости в природные полимеры связаны, таким образом, и реакционная [c.217]

Уже в работах Штаудингера [74] по ацетилированню целлюлозы отмечено, что морфология и надмолекулярная структура оказывают большое влияние на ход реакции и в зависимости от того, какие волокна подвергают ацетилированню — нативные или мерсеризованные, достигается различная степень превращения. Так, нативные волокна после ацетилирования в течение 24 ч содержат от 26,3 до 27,7% ацетатных групп, в то время как в мерсеризованные волокна в тех же условиях удается ввести лишь 14—16% этих групп. Соответственно целлюлозное волокно ацетилируется особенно быстро. [c.28]

МОРФОЛОГИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ВОЛОКНА [c.21]

При мерсеризации природной целлюлозы — хлопкового волокна и рами, бактериальных и животных целлюлозных мембран, очищенной древесной целлюлозы и т. д.— происходят изменения не только тонкой структуры (тина кристаллической решетки, размера кристаллитов и степени кристалличности), но и макроструктуры [117]. Мерсеризованное хлопковое волокно по морфологической структуре отличается от исходного волокна [118, 119], и эти отличия сказываются на реакционной способности. ГДеллюлозные волокна и пленка набухают в воде и других полярных жидкостях [120, 121]. Изменения в реакционной способности заметны еще в тех случаях, когда изменяется лишь морфология целлюлозного препарата. [c.51]

Литература, посвященная реакционной способности целлюлозы, весьма обширна [100] и обобщена в гл. V. В последнем обзоре Камбер-бирч [122] привел много случаев, когда морфология целлюлозного материала оказывает заметное влияние на условия протекания химических реакций. Например, в работе Ситча [123, 124] показано, что при этери-фикации диазометаном хлопкового волокна, мерсеризованного хлопкового волокна, медноаммиачного волокна, гидроцеллюлозы и хлопкового волокна, измельченного в шаровой мельнице, количество метоксильных групп составляет соответственно 7,0 14,9 18,6 5,9 и 20,6%. Ситч делает вывод, что степень метилирования при проведении реакции в одинако- [c.51]

Влияние способа инициирования и типа инициатора свободнорадикальной сополимеризации акрилонитрила с фибриллярной целлюлозой на свойства ткани, полученной из этого сополимера, про-иллюстрируется данными табл. 4 [31]. Молекулярный вес привитого сополимера изменяется от 3,3 10 до 5,9-10 и зависит от способа инициирования и условий эксперимента. Между молекулярным весом привитого сополимера и свойствами ткани на его основе нет определенной зависимости. При условиях реакции сополимеризации Б получаются модифицированные ткани с более высокими значениями разрывной прочности, сопротивления раздиру и истиранию при изгибах и в плоскости. Улучшение свойств обусловлено отчасти влиянием условий эксперимента на морфологию волокон, а также тем, что поперечное сечение волокон круглое и привитой полимер распределен однородно по поперечному сечению. При условиях реакции А начальная форма поперечного сечения целлюлозных волокон пе изменяется, а привитой полимер концентрируется в наружных слоях волокна. Ткань, полученная этим методом, характеризуется повышенным сопротивлением истиранию при изгибах и в плоскости и более высокой разрывной прочностью по сравнению с контрольной тканью (из немодифицированной хлопковой целлюлозы). Однако ее сопротивление раздиру меньше, чем у контрольного образца, а сопротивление истиранию при изгибах ниже, чем у образца, полученного в условиях Б. Метод Б может быть развит в непрерывный процесс, при котором ткань вначале погружают в раствор винилового мономера и затем облучают. При всех указанных способах получения сополимеров происходит уменьшение молекулярного веса целлюлозы вследствие окислительной деструкции. [c.229]

До сих пор не существует четкого представления о морфологии плотных мембран в стеклообразном состоянии. Последние данные, полученные для нескольких целлюлозных пленок с помощью электронной микроскопии, согласуются с представлением о плотной структуре как состоящей из беспорядочно плотно упакованных полусферических субъячеек [21]. Шен и Крстцмар впервые изучили эти глобулярные субъячейки [21] и установили, что они являются слишком маленькими, чтобы включать в себя всю молекулу, и предположили, что отдельная полимерная цепь образует ряд ячеек, сравнимый с нитью гранул. Иех и Гейл [18] обнаружили подобные структуры, названные Кейтом глобулярными кристаллитами [22], в полиэтилентерефталате их диаметр был 75 А, а среднее расстояние между центрами — 125 А. Этим глобулам приписали некий паракристаллический порядок. Когда такие мембраны отжигают при температурах, близких к температуре стеклования (65 °С), глобулы перемещаются относительно друг друга и агрегируют в кластеры диаметром от 5 до 10 глобул. В этот момент с помощью дифракции электронов и Х-лучей регистрируется наличие кристалличности. При длительной термообработке появляются первые симптомы роста сферолитов, которые затем могут быть зафиксированы. Оказывается, что в волокнах глобулы сами ориентируются в ряды, поперечные оси волокна. Отжиг при 154 °С приводит к образованию сферолитов, составленных из ламелей. Холодная вытяжка аморфных пленок (аморфных в том смысле, что они являются прозрачными и в них не обнаруживают кристалличности при рентгеноструктурном анализе) является причиной ориентации глобул. Термообработка при температуре, близкой к температуре плавления, вызывает ориентацию и приводит к образованию глобул с заметно увеличенными размерами. [c.234]

Укварт подробно изучал систему целлюлоза — вода, и в одной из последних его работ [131] отчетливо показано, каким образом вещества, вызывающие набухание, воздействуют на морфологическое строение целлюлозы. Из производственного опыта давно известно, что, для того чтобы сохранить высокую реакционную способность целлюлозного материала, его не следует сушить, а надо вытеснять воду другими растворителями. При ацетилировании, например, для этого используют обычно уксусную кислоту. Классические работы Штаудингера с сотр. [132, 133] хорошо иллюстрируют различные случаи влияния морфологии на реакционную способность макромолекул полимеров. В этих работах рассматривались различия морфологического строения 1) природных целлюлозных волокон различной макроструктуры (хлопковое волокно, волокна рами, льна и конопли) 2) природных волокон — мерсеризованных и высушенных и 3) высушенных волокон — как природных, так и мерсеризованных,— инклюдированпых различными растворителями. Инклю-дирование осуществляли замачиванием волокон в воде и последующей полной экстракцией воды определенным растворителем, который затем удалялся при сушке волокна. Если инклюдирующий реагент не смешивался с водой, проводилась последовательная замена растворителей. Высушенная инклюдированная целлюлоза содержит несколько процентов последнего растворителя, который может быть удален лишь при повторной обработке целлюлозы водой или другим веществом, вызывающим набухание. [c.53]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология