Реакции деструкции целлюлозы

Оценена роль воды в привитой сополимеризации Исследовано влияние растворителя и предварительной обработки на реакцию прививки Изучено влияние растворителя, кислорода и других факторов на побочные реакции деструкции целлюлозы [c.85]

Реакции деструкции целлюлозы 287 [c.287]

Б. РЕАКЦИИ ДЕСТРУКЦИИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ 1. ГИДРОЛИЗ [c.287]

Одним из видов химической деструкции целлюлозы является гидролиз. Под гидролизом понимают процесс взаимодействия целлюлозы с водой с образованием в пределе простых сахаров. При этом разрываются гидролизные связи между звеньями и присоединяется молекула воды в местах разрыва. Реакция гидролиза катализируется ионом водорода, который в водной среде существует в виде иона гидроксония [НзО]" . [c.295]

Деструкция, являясь одним из видов старения полимеров, — довольно распространенная реакция в химии высокомолекулярных соединений. Она может играть как положительную роль (например, для установления строения полимеров, получения некоторых индивидуальных веществ из природных полимеров аминокислот из белков, глюкозы из крахмала и целлюлозы и т. д.), так и отрицательную. Являясь необратимой химической реакцией, деструкция приводит к нежелательным изменениям в структуре полимеров при их эксплуатации. Это необходимо учитывать при использовании полимерных материалов в строительстве, когда они подвергаются многим неизбежным отрицательным воздействиям. Факторы, приводящие к деструкции полимеров, можно разделить на физические (тепло, свет, ионизирующее излучение, механическая энергия и др.) и химические (гидролиз, алкоголиз, окисление и т. д.). [c.409]

Гидролиз древесины и другого растительного сырья используют в гидролизных производствах, а также в анализе древесины (для определения содержания и состава полисахаридов и определения лигнина). При варке целлюлозы в кислой среде (например, при кислой сульфитной варке) протекают реакции гидролитической деструкции гемицеллюлоз, приводящие к их удалению, и нежелательные реакции частичной деструкции целлюлозы, приводящие к снижению выхода, СП и потере прочности. Перед сульфатной варкой целлюлозы для химической переработки, как уже упоминалось выше, проводят предгидролиз растительного сырья. [c.297]

Остающиеся в отстоявшейся жижке в эмульгированном состоянии нелетучие смолистые вещества входят в состав так называемой растворимой смолы. Она образуется в основном из полисахаридов и содержит левоглюкозан - продукт термической деструкции целлюлозы - и другие соединения, получающиеся при вторичных реакциях конденсации. От- [c.361]

Классификация химических реакций целлюлозы как полимера рассмотрена выше в разделе, посвященном особенностям химических реакций полисахаридов древесины (см. П.3.1). У технической целлюлозы, выделенной из древесины, наибольшее значение из полимераналогичных превращений на практике имеют реакции функциональных групп. К этим реакциям относятся реакции получения сложных и простых эфиров, получения щелочной целлюлозы, а также окисление с превращением спиртовых групп в карбонильные и карбоксильные. Из макромолекулярных реакций наиболее важны реакции деструкции. Реакции сшивания цепей с получением разветвленных привитых сополимеров или сшитых полимеров пока имеют ограниченное применение, главным образом, для улучшения свойств хлопчатобумажных тканей. Реакции концевых групп используются в анализе технических целлюлоз для характеристики их степени деструкции по редуцирующей способности (см. 16.5), а также для предотвращения реакций деполимеризации в щелочной среде. Как и у всех полимеров, у целлюлозы одновременно могут протекать реакции нескольких типов. Так, реакции функциональных групп, как правило, сопровождаются побочными реакциями деструкции. [c.544]

При механической деструкции целлюлозы возможен разрыв не только гликозидных связей, но и связей С-С в пиранозных циклах. Под воздействием тепловой энергии происходит термическая деструкция целлюлозы, а также ее эфиров. В технологии целлюлозно-бумажного производства и при эксплуатации изделий из целлюлозы и искусственных полимеров на ее основе эта реакция нежелательна, так как она приводит к снижению показателей качества, в том числе прочности. Поэтому важное значение приобретает термостойкость изделий из целлюлозы и ее производных. Специально термическую деструкцию целлюлозы, как уже говорилось, осуществляют при пиролизе древесины (см. 11.12.1). [c.544]

В химии целлюлозы, как и у других полимеров, если исходить из особенностей протекания у них химических реакций, отличающих эти реакции от реакций низкомолекулярных соединений, используемая терминология приобретает определенный условный характер. Под химической реакцией понимают взаимодействие функциональных групп полимера (спиртовых групп у целлюлозы) и связей между мономерными звеньями в цепях (гликозидных связей в цепях целлюлозы) с конкретными химическими реагентами. Образование из полимера с помощью химических реакций другого полимера или других продуктов называют химическим превращением. Основные химические превращения целлюлозы - образование искусственных полимеров, т.е. производных целлюлозы, и реакции деструкции. Обработку исходного полимера (целлюлозы) определенными химическими реагентами в конкретных условиях с целью химического превращения, например, получения необходимого производного, называют химическим процессом (процесс нитрования, процесс ацетилирования и т.д.). [c.546]

Если у низкомолекулярных соединений от полноты обратимой реакции зависит выход продукта, определяемый состоянием равновесия, то у целлюлозы полнота химического превращения (как в обратимых, так и в необратимых реакциях) определяет не выход продукта, а его степень замещения. На выход же производного целлюлозы по отношению к исходному сырью, кроме степени замещения, значительное влияние оказывают побочные реакции деструкции. [c.546]

При размоле, как и при гетерогенном гидролизе целлюлозы, достигается предельная степень полимеризации (ПСП). Образующиеся в результате гомолитического расщепления цепей макрорадикалы могут вступать в реакции рекомбинации. При достижении ПСП, по-видимому, устанавливается равновесие между реакциями деструкции макромолекул целлюлозы и рекомбинации макрорадикалов. [c.574]

В производстве целлюлозу нитруют смесью азотной кислоты, серной кислоты и воды. В этих условиях, кроме реакции нитрования, протекают побочные реакции образование сложных эфиров серной кислоты - неполных сульфатов гидролитическая деструкция целлюлозы, катализируемая серной кислотой окислительная деструкция под действием [c.596]

Наряду с ферментативной деструкцией реакция кислотного гидролиза является наиболее важной и типичной реакцией деструкции гликозидов, дисахаридов, олигосахаридов и полисахаридов. Гидролиз полисахаридов древесины — целлюлозы и полиоз — проводят в технических процессах и при анализе древесины. При варке и отбелке целлюлозы в кислой среде гидролитическое воздействие нежелательно [72, 95], а при осахаривании древесины для получения высокого выхода глюкозы требуется полный гидролиз целлюлозы (см. 18.3). [c.216]

Реакции термической деструкции целлюлозы не ограничиваются расщеплением молекулярных цепей. Происходят также реакции дегидратации и окисления. Расщепление цепей и дегидратация со- [c.266]

Первичные реакции фотолитической деструкции целлюлозы можно представить в виде следующих уравнений [351 [c.286]

Хотя деструкция часто является нежелательной побочной реакцией, ее нередко проводят сознательно для частичного снижения степени полимеризации, чем облегчаются переработка и практическое использование полимеров. Например, в производстве лаков на основе эфиров целлюлозы, когда непосредственное растворение этих веществ дает слишком вязкие растворы, неудобные для нанесения покрытий, исходную целлюлозу подвергают предварительной деструкции. Частичная деструкция (пластикация) натурального каучука на вальцах облегчает его переработку в резиновые изделия. Реакция деструкции используется для установления химического строения полимеров, для получения ценных низкомолекулярных веществ нз природных полимеров (гидролитическая деструкция целлюлозы или крахмала в глюкозу, белков в аминокислоты), при синтезе привитых и блок-сополимеров и т. д. Изучение деструкции дает возможность установить, в каких условиях могут перерабатываться и эксплуатироваться полимеры оно позволяет разработать эффективные методы защиты полимеров от различные воздействий, найти способы получения полимеров, которые мало чувствительны к деструкции, и т. д. Знание механизма и закономерностей деструкции дает возможность усилить или ослабить ее по желанию в зависимости от поставленной задачи. [c.621]

Гидролитическая деструкция целлюлозы в гомогенных средах протекает по закону случая. Статистика и кинетика этого процесса могут быть изучены при помощи методов, аналогичных тем, которые используются при теоретическом анализе реакции поликонденсации. Рассмотрим полимер с бесконечно большим числом равноценных валентных связей в основной цепи. Если вероятность разрыва любой связи равна р, то вероятность того, что разрыв не произойдет, будет 1 — р. При деструкции до образования х-мера необходимо, чтобы две связи разорвались (вероятность р ) и х—1 связей оставались без изменения [вероятность (1—рУ - [c.624]

Методика экспериментов. Для исследования химической структуры сополимеров целлюлозы часто применяют метод инфракрасной спектроскопии. Обычно наряду с реакциями сополимеризации, инициированными свободными радикалами, происходит окислительная деструкция целлюлозы, и соответственно увеличение поглощения в области характеристических полос групп С=0 [5]. Ковалентные связи между целлюлозой и полимером могут быть качественно идентифицированы с помощью ИК-спектроскопии. Типичные данные для сополимера целлюлозы с акрилонитрилом приведены в табл. 2. [c.224]

Книга посвящена процессам деструкции (разрушения) полимеров—одному из важнейших разделов химии высокомолекулярных соединений, имеющему большое теоретическое и особенно практическое значение. Содержит шесть глав, в которых обстоятельно изложена классификация видов деструкции под действием физических и химических факторов рассмотрены процессы деполимеризации полиметилметакри-дата, полистирола, полиэтилена, политетрафторэтилена и других высокомолекулярных веществ, реакции деструкции цепей высокомолекулярных соединений—целлюлозы, сложных полиэфиров и поливинилацетата под влиянием различных деструктирующих агентов кроме того, в книге описаны процессы, вызываемые действием кислорода, серы н озона при воздействии их па различные полимеры. [c.4]

При использовании в качестве катализатора серной кислоты скорость ацетилирования в уксуснокислой среде удваивается при повышении температуры на 10 фад в интервале от 30 до 50 °С. Обычно в ацетилирующую смесь вводят до 15% H2SO4 (от массы целлюлозы).Увеличение содержания в реакционной смеси серной кислоты и повышение температуры усиливают гидролитическую деструкцию целлюлозы. Скорость реакции ацетилирования резко возрастает также в присутствии аминов. [c.322]

Мехаввзм термической деструкции целлюлозы вследствие большого числа параллельно и последовательно протекающих реакций и значительного количества продуктов пиролиза не может быть описан конкретными структурными формулами. Кроме того, состав промежуточных соединений и образующих- [c.618]

Реакции деструкции и сшивания протекают одновременно, однако в зависимости от химического строения полимеров одна из них может резко преобладать. Деструкции подвергаются главным образом полимеры а, а-замещенных этиленовых углеводородов (полиметилметакрилат, полиизобутилен, поли-а-метилстирол), целлюлоза, галогенсодержащие полимеры (поливинилхлорид, по-ливинилиденхлорид, политетрафторэтилен). Почти у всех этих полимеров невысокие значения теплоты полимеризации, а при их пиролизе образуется большое количество мономера (см. табл. 15.1). [c.245]

При гидролизе целлюлозы происходит разрып глюкозидкой связи между элементарными звеньями в макромолекуле, причем легче этот процесс протекает в присутствии кислот (HjSO,, H l, НзРОч). В принципе реакцию можно довести до образования глюкозы, но обычно образуются промежуточные сахариды, построенные по типу целлюлозы, или более высокомолекулярные продукты. Процесс гидролиза в значительной степени зависит ог степени упорядоченности макромолекул целлюлозы. Чем меньше эта упорядоченность, тем более доступны участки макромолекул в неупорядоченных областях атаке гидролизующих агентов. По типу кислотного гидролиза целлюлозы протекает микробиологическая деструкция ее под действием природных ферментов. Деструкция целлюлозы под действием щелочей протекает при повышенных температурах, и реакция идет уже по типу [c.255]

МЕРРИФиадл реакция, см. Пептиды. МЕРСЕРИЗАЦИЯ (от имени Дж. Мерсера). 1. Один из этапов технол. процесса получения прядильного р-ра в пром. произ-ве вискозных волокон и нитей. Осуществляют обработкой целлюлозы (гл. обр. древесной) водным р-ром NaOH (220-260 г/л) при 20-25 °С. При М. происходят основная хим. р-ция-образование щелочной целлюлозы, побочная р-ция-окислит, деструкция целлюлозы изменение структуры-переход от структурной модификации целлюлозы I к щелочной целлюлозе, сопровождающийся уменьшением интенсивности межмол. взаимодействия и увеличением активной пов-сти набухание и частичное растворение целлюлозы. Отношение объема жидкости к массе целлюлозы (модуль ванны) гфи М. зависит от аппаратурного оформления процесса напр., при М. в прессах он составляет 18-20 л/кг, на установках непрерывной М.-14-40 л/кг. Продолжительность М, 15-60 мин. [c.36]

Однако в ряде случаев реакции деструкции используют для получения из природных полимеров ценных ннзко-молекулярных веществ, напрнмер глюкозы из целлюлозы и крахмала, для частичного снижения молекулярной массы ко.чимеров в целях облегчения их переработки, для определения строения высокомолекулярных соединений. [c.192]

При действии на полимеры ионизирующих излучений с высокой энергией (у-лучей, быстрых электронов, рентгеновских лучей и др.) происходят деструкция и сшивание цепей, разрушение кристаллических структур и прочие явления. Под действием излучений макромолекулы полимера ионизируются и возбуждаются. Возбужденная молекула может распадаться на два радикала, т.е. деструктироваться А Я, +. Реакции деструкции и сшивания идут параллельно, а какому именно процессу подвержен тот или другой полимер зависит от его химического строения и значения теплот полимеризации. Так, деструкции более подвержены полимеры 2,2-замещенных этиленовых углеводородов (полиметилметакрилат, полиизобутилен, поли-а-метилстирол), целлюлоза, галогенсодержащие полимеры, которые имеют невысокие теплоты полимеризации. Полимеры с большой теплоюй полимеризации, не имеющие четвертичных атомов углерода в цепи, при облучении в основном сшиваются, а количество разорванных и сшитых связей зависит от интенсивности облучения. [c.113]

Характер термических превращений при более высокой температуре зависит от температуры и скорости нагрева. При так называемой низкотемпературной термической обработке, т.е. при температурах 200...230°С, деструкция целлюлозы происходит в основном за счет аморфной части. Степень полимеризации падает уже довольно быстро и достигается ПСП, зависящая от происхождения целлюлозы и ее полиморфной модификации. Кристаллическая часть в этих условиях сохраняется. При низкотемпературной деструкции реакции расщепления цепей по гликозидным связям сопровождаются реакциями дегидратации, а в присутствии кислорода - и реакциями окисления. В результате реакций дегидратации в качестве летучего продукта выделяется вода, но частично происходит и распад глюкопиранозных звеньев, о чем свидетельствует образование СО и низкомолекулярных летучих альдегидов. Окисление спиртовых групп приводит к появлению в звеньях карбонильных и карбоксильных групп. Развитию реакции дегидратации способствует медленный нагрев. В результате низкотемпературной обработки получается так называемая ангидроцел-л юл оза, отличающаяся ИК-спектром и свойствами от исходной целлюлозы. [c.356]

При пиролизе древесины общая картина процесса усложняется, так как реакции деструкции гемицеллюлоз и целлюлозы, а также дигнина протекают вместе. Образующиеся продукты могут вступать в разнообразные вторичные реакции. [c.359]

Химические изменения могут происходить в результате взаимодействия функциональных групп целлюлозы с гидроксидом натрия, реакций (1-элиминирования и под действием кислорода воздуха. Последние две гру ты химических реакций рассматривают как побочные процессы, приводящие к деструкции целлюлозы. Однако их роль возрастает при повышении температуры (см. 11.11.2) или при улучшении контакта с кислородом воздуха (см. 21.1). Первая группа взаимодействий, приводящая к образованию щелочной целлюлозы, исследована достаточно подробно. Однако, обратимость протекающих химических реакций, отсутствие четких стехиометрических соотношений в продуктах взаимодействия, включение в спруктуру целлюлозы помимо щелочи молекул воды затрудняют установление состава щелочной целлюлозы и типа образующегося соединения. [c.564]

Избирательное окисление альдегидных групп. Хлористая кислота НСЮ2, ее соли (хлориты) и диоксид хлора СЮг в мягких условиях окисляют главным образом альдегидные группы (схема 21.1). Реакция избирательного окисления в целлюлозе концевых редуцирующих групп антрахиноном или полисульфидами приводит к стабилизации целлюлозы при варках в щелочной среде (см. 11.11.2). Реакция окисления концевых альдегидных групп может быть использована для определения степени деструкции целлюлозы [30]. [c.580]

Используемые при отбелке технических целлюлоз кислород, озон и пероксид водорода образуют ряд активных интермедиатов, в том числе свободнорадикальных (НО , НОО", О2 ), способных не только взаимодействовать с остаточным лигнином, но и вызывать деструкцию целлюлозы (см. 13.3.2 и 11.11.2). Наиболее интенсивно деструкция целлюлозы мод действием кислорода происходит в щелочной среде в результате реакции р-элиминированмя карбонилсодержащих продуктов окисления (см. схемы [c.584]

Серная и хлорная кислоты кроме каталитического действия способствуют набуханию целлюлозы и делают ее более доступной для уксусного ангидрида. Возможно также, что кислоты вызывают слабый поверхностный гидролиз целлюлозного волокна, что также способствует проникновению ацетилирующего реагента. Хлорная кислота более активна как катализатор и не дает побочных реакций. Поэтому ее расход составляет 0,5... 1% от массы целлюлозы по сравнению с 1...10% расхода серной кислоты. Однако и тот и другой катализатор имеют свои преимущества и недостатки. Обе кислоты кроме основной реакции этерификации катализируют побочную реакцию ацетолиза целлюлозы. Поэтому ацетилирование обычно ведут при невысокой температуре (не более 50°С), в противном случае образуются не ацетаты целлюлозы, а ацетилированные продукты сольволитической деструкции. Ацетолизу помимо повышения температуры способствует увеличение количества катализатора. [c.605]

Деструкция целлюлозы и полиоз в щелочной среде — важный фактор при сульфатной и натронной варках (см. 16.4), делигнификации кислородом (см. 16.7) и горячем щелочном облагораживании в производстве целлюлозы для химической переработки. Начальной стадией реакции является сольватация гидроксильных групп ионами гидроксила, приводящая к набуханию полисахарида. При воздействии щелочных растворов на полисахариды при повышенной температуре происходит большое число превращений. Наиболее важные из них растворение недеградированных полисахаридов деполимеризация с редуцирующего конца (так называемая реакция п и л и н г а), продолжающаяся до образования щелочеустойчивых концевых групп щелочной гидролиз гликозидных связей и отщепление ацетильных групп деградация и дальнейший распад растворенных полисахаридов, гидролизованных фрагментов и моносахаридов, полученных в результате пилинга [91, 92, 98]. Из этих реакций к потере полисахаридов и уменьшению длины цепей целлюлозы приводят главным образом реакции пилинга и гидролиза. [c.238]

Кроме перечисленных выше кислот, в качестве продуктов ще-I лочной деструкции целлюлозы, гексозанов и пентозанов получаются муравьиная и уксусная кислоты, а также небольшие количества дикарбоновых кислот [70, 71, 75, 76]. Муравьиная-кж лйта-обра- уется вследствие реакций пилинга, а уксусная — в результате отщепления ацетильных групп от ксиланов "Древестш- лиственных пород и от маннанов древесины хвойных пород это отщепление происходит уже на самых ранних стадиях щелочной варки. Цепи перешедшего в раствор дезацетилированного ксилана могут адсор- бироваться целлюлозными волокнами [5, 13, 107, 108]. Звенья глюкуроновой кислоты в основном теряются при максимальной тем- [c.240]

Глубокая деструкция целлюлозы и других полисахаридов происходит под действием полиферментных систем В природе, повидимому, отсутствуют универсальные индивидуальные ферменты способные достаточно быстро расщепить полисахариды до со-ответствуюшлх мономеров, действуя эффективно на всех этапах реакции Вместо этого в деструкции участвуют полиферментные [c.4]

Природная целлюлоза под влиянием различных воздействий (химических, механических и др.) сравнительно легко деструктируется до фрагментов, отличающихся уже значительно большей устойчивостью к. деструкции. При мягких условиях деструкции в гетерогенной среде, например при гидролизе разбавленными кис-лоталш, реакция деструкции совершенно четко разделяется на две кинетические стадии — быструю и медленную (рис. 1.7). [c.13]

Деструктированная путем гидролиза целлюлоза ранее называлась гидроцеллюлоза. Это название, ставшее в настоящее время историческим, можно объяснить тем, что при расщеплении глюкозндной связи в воде продуктом реакции является целлюлоза с разорванными цепями, к которым присоединены по месту разрыва ГJIЮкoзидныx связей остатки воды. Таким образом, можно сказать, что гидроцеллюлоза — название более общее, собирательное и обозначающее смесь продуктов деструкции целлюлозы, получаемых в водной среде, в то время как термин микрокристаллическая целлюлоза является, [c.13]

I. Мерсеризованная 17.5%-ным раствором NaOH целлюлоза отжималась до 3-кратной массы и обрабатывалась в измельчителе типа Вернера и Пфлейде-рера сухой натриевой солью монохлоруксусной кислоты ( Ha l OONa) при температуре 313 К в течение 30 мин. Затем реакционная смесь выдерживалась в стационарных условиях цри 295 К и в течение 24 ч в закрытом сосуде. За это время происходит окислительно-щелочная деструкция целлюлозы степень полимеризации снижается с 1200 до 300—400 и растворимость образцов КМЦ в воде улучшается. По этому способу алкилирование протекает при максимальных концентрациях действующих масс (целлюлозы и монохлоруксусной кислоты), в результате чего достигается высокая степень алкилирования. Однако условия смешения компонентов реакции не благоприятствуют получению равномерно алкилированных образцов Na-КМЦ. [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология