Целлюлоза степень кристалличности

При гидролизе целлюлозы, хлопковой или древесной, сначала целлюлоза утрачивает волокнистую структуру и превращается в гидроцеллюлозу - смесь неизмененной целлюлозы с продуктами различной степени гидролиза. Гидроцеллюлоза имеет пониженную среднюю степень полимеризации, но более высокую степень кристалличности по сравнению с исходной целлюлозой. Реакция на этой стадии гидролитической деструкции протекает довольно быстро. Дальнейший гидролиз кристаллической части целлюлозы в разбавленных кислотах при кипячении идет очень медленно (практически реакция останавливается) и для увеличения его скорости требуется повышение температуры до 160... 190 С. [c.291]

Резкие изменения структуры целлюлозных материалов, интенсивности взаимодействия между макромолекулами или элементами надмолекулярной структуры и, соответственно, реакционной способности этих материалов в различных реакциях этерификации или 0-алкилирования происходят в результате обработки аминами (стр. 142). Амины образуют с целлюлозой молекулярные соединения. В результате возникновения водородных связей ОН-групп целлюлозы с молекулами аминов разрушаются межмолекулярные водородные связи, резко снижается степень кристалличности целлюлозы, изменяется рентгенограмма (появляется рентгенограмма аморфной целлюлозы, характеризуемая отсутствием отчетливых рефлексов). Так, в результате обработки хлопковой целлюлозы этиламином (4 ч при 4°С) и последующей сушки волокна при нормальной температуре (во избежание значительной рекристаллизации целлюлозы) степень кристалличности целлюлозы, определяемая методом рентгеноструктурного анализа з снижается с 86 до 30%- Чем меньше молекулярный вес первичного амина, применяемого для обработки, тем больше достигаемый эффект. После обработки метиламином, например, происходит почти полная аморфизация целлюлозы. При переходе от первичных к вторичным и, особенно, к третичным аминам, для которых образование водородных связей с ОН-группами целлюлозы затруднено, эффект резко снижается. [c.83]

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]

Образец целлюлозы Степень кристалличности, % Число линий в спектре ЭПР Относительная интенсивность сигнала [c.283]

Наряду с изменением химического состава изменяется и структура целлюлозы. Степень кристалличности целлюлозы, определяемая рентгенографическим методом, снижается незначительно, в то время как доступность, характеризуемая количеством сорбированного иода (гл. 1, стр. 78), увеличивается Цем больше доза излучения, тем сильней выявляется этот эффект (табл. 31). [c.193]

Кристалличность целлюлозы. Степень кристалличности различна для различных типов целлюлозы может изменяться при физической и химической обработке. [c.104]

Волокнистая целлюлоза. Продажные препараты с таким названием сохраняют описанную выше структуру относительно длинных нитей с аморфными участками, хотя и они проходят специальную обработку для увеличения степени кристалличности и освобождения [c.50]

Степень кристалличности и степень ориентации целлюлозы [c.242]

При оценке СК по наиболее точному методу кривую зависимости интенсивности дифрагированных лучей от угла рассеяния (см. рис. 9.5) разбивают на две части -кристаллические пики и рассеяние аморфной частью (пунктирная линия). У высокоориентированной целлюлозы (хлопковой, рами) в интервале углов рассеяния до 34° имеются три кристаллических максимума при углах 20, равных 22,6 16,2 14,6 и аморфное гало с максимумом при 20 = 19°. Проводят линию, отделяющую фоновое рассеяние, через точки кривой при 20 4 и 32 . Степень кристалличности рассчитывают по интегральной интенсивности рассеяния как отношение площадей кристаллических пиков к общей площади под кривой рассеяния за вычетом фонового рассеяния СК = 8к/(8к За), где 8к и 5, — соответственно суммарная площадь кристаллических пиков и площадь, ограниченная кривой рассеяния аморфной части. Иногда вместо степени кристалличности определяют так называемые индексы кристалличности, например, отношение интенсивности кристаллического пика при 20 = 22,6 , за вычетом максимальной интенсивности аморфного гало I, при 20 = 19 , к I, (Т - 1а)Лк. Ошибки в определении фонового рассеяния, возникновение диффузного рассеяния, обусловленного дефектами кристаллической решетки и паракристаллической частью, приводят к недостаточной точности определения СК рентгенографическими методами. [c.243]

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

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]

Гидрофильность целлюлозы и других полисахаридов древесины обусловлена большим числом гидроксильных групп в макромолекулах. При этом сорбционная способность целлюлозы зависит от плотности упаковки и уменьшается с увеличением степени кристалличности. Если принять условно сорбцию воды хлопковой целлюлозой за единицу, то различные образцы целлюлозы можно расположить в порядке убывания сорбции в следующий ряд регенерированная целлюлоза (1,86) > мерсеризованная хлопковая целлюлоза (1,46) > древесная целлюлоза (1,22) > хлопковая целлюлоза (1,00) > целлюлоза рами (0,89). [c.265]

Определение характеристик надмолекулярной структуры. В заводской практике ограничиваются определением степени набухания целлюлозы в растворах гидроксида натрия. В научных исследованиях применяют рентгеноструктурный анализ для определения степени кристалличности и размеров кристаллитов, ИК-спектроскопию для характеристики водородных связей, гидролиз до предельной степени полимеризации (см. 20.1), также характеризующей длину кристаллитов и др. [c.542]

МКЦ представляет собой чистую целлюлозу с высокой степенью кристалличности (0,63...0,83), высокой плотностью и в то же время с высокой удельной поверхностью. Средняя СП различных продуктов лежит в интервале 60...350. МКЦ не растворима в воде, но образует с ней устойчивые гели, а при измельчении в воде дает коллоидные растворы. МКЦ устойчива к органическим растворителям. Она не имеет ни запаха, ни вкуса и не токсична для человека, что обусловливает ее разнообразное применение в качестве добавки к пищевым продуктам. МКЦ обладает высокой реакционной способностью по отношению к реакциям этерификации, алкилирования, окисления и лр [c.578]

Сен и Вудс [126] нашли, что диффузионное отражение на рентгенограмме неотбеленного джута было связано с присутствием лигнина и гемицеллюлоз. После их удаления степень кристалличности целлюлозы возрастала до уровня, близкого уровню для хлопка. Лигнин действовал подавляюще на набухание кристаллов, необходимое для перехода целлюлозы в ее гидратную форму. Находясь между цепями целлюлозы и гемицеллюлоз, лигнин препятствовал любой тенденции перехода к состоянию более высокой организованности. [c.207]

Состоит G-слой из концентрических ламелл и целлюлозных фибрилл, расположенных в направлении оси волокна [5, 11, 50]. Целлюлоза имеет высокую степень кристалличности, а содержание полиоз и лигнина составляет всего лишь несколько процентов [31, 40, 53]. Толщина G-слоя вдоль волокон тяговой древесины варьирует, достигая максимальной в средней части [56]. [c.15]

Кристаллическая структура целлюлозы не изменяется или даже более упорядочивается до определенной температуры (порядка 200 °С) в зависимости от условий термообработки. Степень кристалличности щелочеустойчивой целлюлозы из древесины ели, подвергнутой термообработке при температуре до 200 °С, увеличивается благодаря преимущественной деструкции менее упорядоченных молекул [161. По другим данным [72], нагревание хлопковой целлюлозы до 160 " С приводит к увеличению доли аморфной части с возрастанием температуры и продолжительности обработки, тогда как нагревание вытянутого вискозного волокна до 200 °С вызывает увеличение размеров кристаллитов и степени кристалличности [3]. Степень кристалличности целлюлозы при термообработке сначала увеличивается (до 120—160 °С), а затем снижается (рис. 12.6) [51]. Температура, при которой достигается максимальное значение степени кристалличности, зависит от влажности образца целлюлозы. [c.266]

Сравнительное исследование, проведенное на кристаллических модификациях целлюлозы II, III и IV, полученных из хлопковой целлюлозы в волокнистой и микрокристаллической форме, показало меньшую термостабильность целлюлозы III по сравнению с целлюлозами I, II и IV [11 ]. Реакции, приводящие к образованию левоглюкозана, происходят преимущественно в кристаллических участках. В опытах с микрокристаллическими образцами обнаружили, что для целлюлозы II выход левоглюкозана меньше, чем из других модификаций. Сравнение результатов для волокнистых и микрокристаллических образцов позволило установить, что аморфная часть волокна замедляет образование левоглюкозана. С увеличением степени кристалличности выход левоглюкозана возрастает. [c.268]

Сравнение ЭПР-спектров показало, что у различных целлюлоз при облучении УФ-светом генерируются радикалы одного и того же типа, но на их образование влияют степень кристалличности, тип решетки и взаимное расположение целлюлозных молекул. Образование свободных радикалов приблизительно коррелирует с соотношением аморфной и кристаллической частей (табл. 13.2) [381 [c.283]

Корреляция сигналов ЭПР со степенью кристалличности для различных целлюлоз [38] [c.283]

При облучении целлюлозы максимум на кривой распределения по СП смещается в сторону более низких значений, а фракции коротких цепей становятся все более однородными по длине (рис. 13.9) [58, 74, 85]. Чем выше СП исходной целлюлозы, тем чувствительнее она к деструкции. Степень кристалличности, по-видимому, не оказывает влияния на кинетику радиолитической деструкции. При облучении хлопкового линтера и декристаллизованной целлюлозы в дозах до 0,5 МДж/кг получаются почти идентичные кривые изменения СП [73]. [c.295]

Как было показано, метод прессования таблеток особенно ценен при исследовании волокон целлюлозы [90, 91] и шерсти [113], для которых размалывание может привести к изменению степени кристалличности. Показатели преломления КВг и этих волокон довольно близки, поэтому относительно крупные частицы дают удовлетворительные спектры. [c.94]

Изменение структуры целлюлозы в результате облучения существенно зависит от типа структурной модификации исходной целлюлозы. Так, при облучении хлопковой целлюлозы степень кристалличности не изменяется или несколько понижается, в то время как для гидратцеллюлозы, регенерированной из щелочной целлюлозы, наблюдается повышение степени кристалличност - [c.194]

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]

С увеличением степени окисления целлюлозы раствором перйодата натрия (т. е. с увеличением содержания альдегидных групп в окисленной целлюлозе) степень кристалличности целлюлозы, опредаленная рентгенографическим методом, закономерно снижается. Так, например, в результате обработки хлопковой цел- [c.214]

Соотношение кристаллических и аморфных участков изменяется в зависимости от природы исходной целлюлозы. Степень кристалличности может составлять от 70% для природных волокон до 10% для аморфной целлюлозы, полученной при сухом измельчении вискозного волокна. Для регенерированной целлюлозы или омыленных ацетатов целлюлозы она составляет около 40%. Под действием различных химических и физических факторов (например, температуры) степень кристалличности может изменяться. [c.106]

Поскольку из-за нечеткой границы кристаллических областей трудно говорить об абсолютных значениях степени кристалличности при разных методах определения, то чаще всего имеют дело с величинами, получаемыми рентгенографическим путем. Вследствие регулярной синдиотактической структуры молекулы целлюлозы и ее жесткости, а также большой возможности для образования боковых связей за счет водородных мостиков, ван-дер-ваальсовых, десперсионных и резонансных сил тенденция к кристаллизации у целлюлозы очень сильно выражена. Например, как указывалось выше, у природной целлюлозы степень кристалличности достигает 70%. При мерсеризации она снижается до 50%. [c.60]

На основании данных по сорбции воды целлюлозой, хитином и хитозаном [110] оценена их степень кристалличности, которая составила соответственно 60-70, 60 и 35-40%, т.е. у хитозана степень кристалличности наименьшая. Это подтверждают и данные по энтальпиям взаимодействия указанных полимеров с водой [111], на основании которых можно предполагать, что степень кристалличности уменьшается в ряду целлюлоза > хитин > хитозан. [c.388]

Позднее с получением данных о низком содержании в целлюлозе малоупорядоченной части возникла концепция однофазной кристаллической системы с дефектами кристаллической решетки. Следует подчеркнуть, что возникновение двух концепций было связано с использованием различных методов оценки степени кристалличности целлюлозы (см. 9.4.4), результаты которых не согласовывались друг с другом. [c.238]

Степень кристалличности варьирует от 80—70 % для семенных волосков хлопка и лубяных волокон (рами) до 70—60 % для древесной целлюлозы регенерированная целлюлоза (вискозное волокно) имеет степень кристалличности около 45 %. Промежуточное положение занимает волокно фортизан, получаемое дезацети-лированием ацетата целлюлозы, со степенью кристалличности 74 %. При исследовании удельной поверхности кристаллической части были получены несколько более высокие значения степени кристалличности у природной целлюлозы 96—89 %, у регенерированной 85—65 % [174]. Ниже приведены значения степени кристалличности различных целлюлоз, % [75, 76, 85]. [c.76]

Реакционная способность целлюлозы зависит от доступности функциональных групп или гликозидных связей для химического реагента. В зависимости от различий в доступности в целлюлозе можно условно выделить легкореагирующую, труднореагирующую и нереагирующую части. Различают три вида доступности целлюлозы доступность поверхности волокна доступность поверхности микрофибрилл доступность макромолекул (их функциональных групп). При этом доступность каждого вида различна в аморфных и кристаллических частях. Необходимо подчеркнуть, что степень кристалличности не всегда находится в прямой связи с доступностью. [c.550]

При образовании гидратцеллюлозы изменяется кристаллическая структура целлюлозы. Происходит переход кристаллической решетки целлюлозы I (через промежуточные производные - щелочную целлюлозу, сложные эфиры, донорно-акцепторные комплексы) в решетку целлюлозы И. Изменение положения целлюлозных цепей в элементарной ячейке и перераспределение водородных связей приводят и к увеличению содержания аморфной части в целлюлозе (уменьшению степени кристалличности), а также к общему разрыхлению структуры целлюлозы вследствие увеличения межкристаллитных пространств. Регенерирован[(ая И1 растворов целлюлоза оказывается при этом наименее упорядочепио , имеющей меньшую степень кристалличности по сравнению с мерсерию-ванной целлюлозой. [c.572]

Установлено, что частичный гидролиз природной целлюлозы разбавленными минеральными кислотами приводит к материалу с высокой степенью кристалличности, поскольку гидролитическое расщепление происходит преимущественно в аморфных участках. Такой материал содержит примерно 200 остатков глюкозы на полимерную цепь, и его обычно называют кристаллической целлюлозой [11]. Некоторые фирмы выпускают ее под названием авицел (Ау1се1). [c.109]

Степень кристалличности (степень упорядоченности), показывающую долю кристаллической части в образце целлюлозы, можно рассчитать вычитанием фонового рассеяния из всей кривой, используя или высоту пика (002), или интегральную площадь [106, 208]. Для определения степени кристалличности применяли также ИК-спектроскопию, используя отношение интенсивностей определенных полос поглощения [4, 46, 135]. Разработан метод, заключающийся в совместном определении набухания в NaOH и водоудержания [95]. [c.76]

Интенсивная механическая обработка снижает степень кристалличности целлюлозы, и после размола в шаровой мельнице в течение нескольких часов образцы целлюлозы оказываются полностью аморфизованными [2, 189]. При увлажнении сухой размолотой целлюлозы степень ее кристалличности возрастает. Если аморфизация была неполной, восстанавливается кристаллическая структура целлюлозы I. Полностью аморфизованная природная целлюлоза после увлажнения рекристаллизуется с образованием решетки целлюлозы II [19]. Увеличение степени кристалличности це)1люлозы при смачивании водой объясняется передвижением воды пз менее ориентированных участков в более ориентированные, что вызывает уменьшение размеров кристаллитов, которое, однако, сопровождается увеличением степени кристалличности [166]. [c.77]

Реакция идет полностью гетерогенно в случае частичного гидролиза целлюлозы в разбавленных кислотах и приводит к получению так называемой гидроцеллюлозы — продукта с пониженной СП (псп, см. 4.3.3), но с более высокой степенью кристалличности [58]. При классическом ацетолизе под действием уксусного ангидрида в присутствии концентрированной H2SO4 в резз ьтате одновременных реакций гидролиза и ацетилирования образуется октаацетат целлобиозы [10]. [c.219]

Облучение целлюлозы в дозах до 0,5 МДж/кг не оказывало влияния на степень кристалличности, а при увеличении дозы до 1 МДж/кг наблюдалось лишь незначительное ее увеличение [85]. Облучение целлюлозы II снижает степень кристалличности. Оценка степени кристалличности методом рентгенографического анализа указывает, по-видимому, лишь на кажущуюся неноврежденность структуры целлюлозы. Уже после мягкой механической обработки происходит разрушение кристаллической структуры и появляется рентгенограмма аморфной целлюлозы. Высказывают предположение [30], что высокие дозы гамма-облучения одинаково воздействуют на кристаллические и аморфные области. В результате возникает множество дефектов кристаллической структуры на всем протяжении фибрилл, но последние сохраняют свою исходную форму. Однако даже слабое внешнее воздействие, например обработка ультразвуком в течение нескольких минут, показывает, что после облучения фибриллы фактически представляют собой ряды из коротких фрагментов, способных легко разупорядочиваться (рис. 13.10). [c.295]

Для увеличения доступности целлюлозы к действию ферментов предлагали различные химические и физические способы предварительной обработки, которые рассмотрены в обзоре [125]. Кроме упомянутого выше предгидролиза, в процессе осахаривания древесины можно применять, например, набухание в растворах щелочей или аммиака, пропаривание, обработку газообразным диоксидом серы или его раствором [78]. Эти способы могут оказаться полезными и для получения кормовых добавок из древесины лиственных пород (осиновых или буковых опилок) [36, 85, 106], Рекомендуют также растворять целлюлозные материалы в кадоксене или ЖВНК, а затем осаждать аморфную целлюлозу, которая оказывается более реакционноспособной и легче гидролизуется ферментами [114]. Из механических и других физических способов предварительной обработки можно назвать размол в вибромельнице [126, 141, 166, дефибрирование [174] и облучение электронами [5]. У целлюлозы снижают степень кристалличности и степень полимеризации, что приводит к увеличению скорости гидролиза и выхода его продуктов. Однако из-за высокого расхода энергии все эти способы в настоящее время неэкономичны. [c.410]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология