Целлюлозные ориентация

Инфракрасные спектры широко применяются для функционального анализа полисахаридов " , например для определения полноты метилирования (см. стр. 495) или образования других типов производных по гидроксильным группам, для обнаружения сложноэфирных, амидных группировок, сульфатов и т. д. В наиболее простых случаях с помощью инфракрасной спектроскопии можно выяснить конфигурации гликозидных связей в молекуле полисахарида. Метод предложен также для изучения межмолекулярных взаимодействий в полисахаридах например, отношение интенсивностей полос поглощения О—Н и О—В в спектрах образцов целлюлозы, обработанных тяжелой водой для замещения всех доступных атомов водорода гидроксильных групп на дейтерий, может служить мерой кристалличности полисахарида . Наиболее интересные данные о конформациях и ориентации полисахаридных цепей может дать изучение дихроизма в инфракрасных спектрах напряженных пленок полисахарида . Таким способом была подтверждена правильность приведенной выше конформации целлюлозы. Метод применим для исследования сложных природных полисахаридных комплексов с помощью этого метода удалось показать, например, что в растительном материале многие гемицеллюлозы ориентированы вдоль целлюлозных фибрилл - 168 [c.517]

А что произойдет, если деполимеризовать все микротрубочки кортикальной системьл, обработав растительную ткань колхицином (разд. 10.3.1) Влияние такой обработки на последующее отложение целлюлозы не столь однозначно, как можно было бы ожидать. Колхицин не подавляет образование новых целлюлозных мшсрофибрилл, и в некоторых случаях клетки могут продолжать откладывать микрофибриллы, ориентированные в прежнем направлении. Однако любые изменения в расположении микрофибрилл, связанные с индивидуальным развитием клетки, полностью блокируются. Например клетка ксилем1л, у которой в норме на определенной стадии развития должны возникать регулярно расположенные утолщения клеточной стенки, в присутствии колхицина образует лишь неупорядоченные отложения внеклеточного материала. Таким образом, ранее существовавшая ориентация микрофибрилл может сохраняться и без микротрубочек, но любая стадия клеточного развития, связанная с отложением микрофибрилл, ориентированных по-иному, требует наличия интактных микротрубочек, определяющих эту новую ориентацию (риа 19-45). [c.193]

Микрофибриллы в клеточной стенке располагаются с различной степенью упорядоченности (см. 8.6.2). В первичной стенке образуется простая многослойная сетчатая структура с предпочтительной ориентацией микрофибрилл, меняющейся по толщине стенки. Формирование такой структуры осуществляется на стадии увеличения поверхности клетки и может происходить в результате растяжения клетки. Микрофибриллы откладываются на растущую поверхность стенки перпендикулярно оси растяжения, но по мере роста клетки их ориентация меняется. Степень изменения ориентации будет наибольшей у микрофибрилл наружной части растущей поверхности, где они будут иметь предпочтительную ориентацию вдоль оси растяжения, и уменьшается по мере перехода к внутренней части первичной стенки, где микрофибриллы преимущественно ориентированы в поперечном направлении. Кроме этого, в первичной стенке у многих клеток имеются продольные тяжи из параллельно ориентированных микрофибрилл. Вторичная стенка отличается более высоким содержанием микрофибрилл, которые располагаются в отдельных слоях параллельно друг другу под определенным углом к оси клетки. Таким образом, биосинтез целлюлозы должен обеспечить получение линейного гомополисахарида со сравнительно большой степенью полимеризации, образование целлюлозных микрофибрилл и их ориентацию в клеточной стенке. Это весьма сложный процесс, многие детали которого до сих пор неясны. [c.335]

Определение теплот растворения подвергнутых растяжению гидрат-целлюлозных волокон, в четвертичном аммониевом основании показало, что при изменении степени ориентации от О до 120% значения интегральных теплот растворе 1Ия остаются практически постоянными, равными 34,5 кал/г. [c.372]

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]

Процесс растворения полимера начинается с набухания, т.е. с проникновения малых молекул растворителя в полимер. Растворитель как бы растворяется в массе полимера, и полимер увеличивается в объеме. При этом форма образцов изотропных полимеров не изменяется. Анизотропные полимерные материалы (ориентированные пленки и особенно волокна, а также образцы древесины) в разных направлениях набухают неодинаково размеры образца в направлении, перпендикулярном оси ориентации, увеличиваются значительно больше, чем вдоль оси иногда вдоль оси размер образца даже уменьшается (например, при набухании целлюлозных волокон в растворе гидроксида натрия). [c.160]

Микрофибриллы в ламеллах клеточной стенки имеют спиральную ориентацию, которую характеризуют углом их наклона по отношению к оси волокна. Слои клеточной стенки и отдельные ламеллы различаются ориентацией целлюлозных микрофибрилл (рис. 8.12, а). У трахеид и волокон либриформа характер ориентации микрофибрилл примерно одинаков. [c.219]

Бумажная хроматография. Используется чаще всего для качественного анализа органических соединений вследствие трудоемкости разделения больших количеств вещества. В качестве неподвижной фазы применяется целлюлоза, гидратированная молекулами воды. Предполагается, что активным компонентом этой фазы является вода, закрепленная водородными связями на слабосвязанных гидроксильных группах молекул целлюлозы. Молекулы целлюлозы вступают друг с другом в очень сильное межмолекулярное взаимодействие, которое определяется структурой целлюлозного материала, ориентацией и конформацией молекул целлюлозы. Наряду с сильно связанными ОН-группами целлюлозы, занятыми в наиболее прочных водородных связях, имеются умеренно связанные и свободные гидроксильные группы [c.97]

Целлюлозные волокна обладают значительной анизотропией свойств, что доказывается большим значением двойного лучепреломления. Анизотропия свойств является следствием преимущественной ориентацией кристаллических участков, а также цепей, находящихся в аморфных областях, вдоль оси волокон. [c.22]

Первые рентгенограммы целлюлозы были получены в самом начале развития рентгеновского метода исследования структуры кристаллов. Картина дифракции представляла собой, как известно, систему размытых рефлексов. Формальное применение к целлюлозе теории рассеяния рентгеновских лучей па низкомолекулярпых кристаллах привело к выводу о том, что расширение интерференционных пятен обусловлено очень малыми размерами кристаллов целлюлозы и что вырождение интерференционных колец в пятна и дуги связано с высокой степенью ориентации этих кристаллов в волокне. Такой вывод хорошо согласовался с наличием у целлюлозных волокон двойного лучепреломления света, которое считалось ранее для однородных систем неотъемлемым свойством кристаллической фазы. [c.81]

Распределение и ориентация целлюлозных фибрилл по отношению к оси клетки на примере древесины показаны на рис. 1.1. Там же представлена субмикроскопическая организация клеточной стенки. [c.12]

На основании приведенных данных нам кажется, что процесс ориентации целлюлозного волокна при его растяжении представляет собой процесс упругого растяжения, подобно процессу растяжения каучука. Скорость [c.26]

В результате многих экспериментальных работ, проведенных в последние годы как авторами статьи [1], так и другими, главным образом советскими, учеными 12], по структуре гидратцеллюлозных волокон и пленок из эфиров целлюлозы, соответствующих сравнительно малым степеням ориентации, в настоящее время вряд ли у кого-либо из исследователей возникают сомнения в аморфном строении этих полимерных веществ. Пос.пе этих работ точно так же мож но считать твердо установленным факт обратимости переходов в изотропное состояние подобного рода ориентированных целлюлозных волокон и пленок. [c.60]

Механизм упрочнения искусственных целлюлозных волокон детально рассмотрен нами во многих работах [1, 2], в которых показано, что условием повышения прочности волокна в процессе его формования служит ориентация ценей при растяжении набухшего гидратцеллюлозного волокна в условиях, допускающих течение материала. Высокие вытяжки набухших гидратцеллюлозных волокон неизбежно должны сопровождаться выпрямлением целлюлозных цепей, что в свою очередь должно весьма своеобразно отразиться на релаксационных процессах. [c.269]

Целлюлозные микрофибриллы в составе клеточной стенки часто имеют вполне определенную ориентацию. Но от чего зависит их расположение Это важный вопрос, потому что, как мы увидим позже, ориентация целлюлозных микрофибрилл играет решающую роль в определении формы растительных клеток. Ответ на этот вопрос был подсказан тем фактом, что большинство микротрубочек в кортикальном слое цитоплазмы ориентировано так же, как и целлюлозные микрофибриллы, образующиеся в данное время в данном участке клетки. [c.192]

Согласованная ориентация микротрубочек, расположенных у внутренней поверхности плазматической мембраны, и целлюлозных микрофибрилл, образующихся на ее наружной стороне, характерна для многих клеток различного типа и разной ( рмы (см., например рис. 19-44). Это явление наблю- [c.192]

Характерная особенность ПАН-волокна как исходного сырья, применяемого для получения углеродных волокон, состоит в том, что предварительно зациклизованные макромолекулы, являюшиеся предматериалом, расположены параллельно друг другу и оси волокна. Вытягивание при окислении и образование межмолекулярных связей способствуют сохранению ориентации макромолекул. Благодаря этому в дальнейшем облегчается образование организованной формы углерода и упрощается технологический процесс получения углеродного, особенно высокопрочного волокна. В этом заключается существенное преимущество ПАН-волокна перед гидрат-целлюлозным. [c.61]

Процесс деформации сопровождается не только ориентацией сегментов макромолекул пли кристаллитов в направлении приложенных усилий, но и изменением межмолекулярных взаимодействий, что отражается на физико-механических свойствах полимера. Согласно Липатову [50], на начальных стадиях деформации происходит возрастание объема растянутого полимера, которое указывает на разрыв в результате деформации части связей между молекулами полимера. Такой разрыв приводит к увеличению среднего расстояния между звеньями соседних полимерных цепей. В работе Уэйтхема и Герроу [53] было показано, что при растяжении целлюлозных волокон до удлинения 5 /о энтропия возрастает, что связано с разрушением исходной структуры волокна до того, как начинается собственно ориентация. Аналогичные представления возникли при исследовании ориентации полиамидных волокон Б зависимости от степени деформации [54—56]. На определенной стадии деформации авторы наблюдали появление такой структурной модификации, которая свидетельствует о разрушении кристаллитов. Дальнейшая деформация приводит к выпрямлению участков цепей и нх ориентации в направлении растяжения. Этот процесс создает предпосылки для установления нового порядка в расположении цепей, которое при благоприятных условиях может привести к равновесию, характеризующемуся повыиленнем плотности упаковки. [c.77]

При производстве дренажных труб в качестве вспененного внутреннего слоя используют отходы ПВХ. Другим примером экономии полимерного материала и снижения себестоимости ябляется армирование ПВХ рубленными волокнами (например, целлюлозными) с одновременной их ориентацией [116]. Достигается снижение себестоимости труб на 20% при значительном улучшении их свойств, которые приведены ниже (числитель - армированные трубы, знаменатель - неарми-рованные) [c.269]

Рис. 19-12. Формирование вторичной клеточной стенки волокна (схематичесжий поперечный раз-рез) В данном случае три новых слоя материала клеточной стенки откладывались в первичной стенке. Поскольку ориентация целлюлозных микрофибрилл в каждом слое различи клеточная стенка в конструктивном отношении напоминает многослойную фанеру. У миогих волокон образование вторичной клеточной стеики завершается гибелью клетки.

Стенкн сосудов и паренхимных клеток по ориентации микрофибрилл несколько отличаются от стенок волокон. Определенные особенности в ориентации целлюлозных микрофибрилл характерны для клеточных стенок реактивной древесины. В стенках трахеид сжатой древесины в слое 82 угол ориентации близок к 45°, т.е. намного больше, чем у нормальной древесины. В стенках волокон тяговой древесины в О-слое микрофибриллы ориентированы почти параллельно оси волокна. Изучение окаймленных пор показало, что в торусах мембран наблюдается кольцевая ориентация микрофибрилл целлюлозы, а в окружающей торус маргинальной (краевой) зоне мембраны тяжи микрофибрилл ориентированы радиально и удерживают торус. В заболонной древесине торусы не лигнифицнрованы отложение в них лигнина происходит при образовании ядровой или спелой древесины. [c.222]

Модель Фенгела объясняет существование фибриллярных элементов разного размера и учитывает также расположение лигнина (см. рис. 9.4, в). В этой модели элементарные фибриллы и элементы меньшей толщины (около 3 нм) отделены друг от друга тонкими слоями гемицеллюлоз, а микрофибрилла в целом (поперечные размеры 25x25 им) окружена паракристаллической частью с внедренными в нее гемицеллюлозами и связанным с ними лигнином. Полученные в последнее время результаты электронно-микроскопических исследований свидетельствуют в пользу формы поперечного сечения элементарных фибрилл, близкой к квадратной. Микрофибриллы собираются в более крупные агрегаты - фибриллы (макрофибриллы), окруженные лигноуглеводной матрицей. В матрице вблизи целлюлозных фибрилл цепи гемицеллюлоз ориентированы параллельно направлению фибрилл. По мере удаления от поверхности фибриллы ориентация гемицеллюлоз исчезает. [c.241]

Этот Опыт свидетельствует о том. что гнлрзт-целлюлозное волокно во Всем интервале ориентации от изотропного состояния до высокоориентированного не изменяет своего фазового состояния [c.372]

По данным авторов работ [74, 75, 77, 279], в процессе щелочной варки не наблюдается кристаллизация, а, вероятно, происходит некоторая ориентация (упорядочение) макромолекул сорбируемого глюкуроноксилана на поверхности целлюлозных микрофибрилл. [c.322]

Помимо ориентации и поперечного сшивания эффективным примером повышения прочности является графитизация — нагревание полимерного материала в среде инертного газа до тех пор, пока в результате отщепления атомных группировок от основных цепей не образуются связи С—С, характерные для графита. Так, фирма Union arbide сообщила о получении волокна Торнелл [626, с. 3] посредством контролируемого пиролиза целлюлозных материалов. Значение Ор для такого волокна составляет при комнатной температуре 280 МПа, модуль упругости — 3500 МПа, плотность — около 1500 кг/м . Волокна обладают достаточной гибкостью, что позволяет получать прочные и нехрупкие полимерные материалы. [c.297]

Причина более низкой пластичности исходных целлюлозных волокон по сравнению с пластичностью фибрилл не ясна. Однако, может быть, что при образовании волокон в природе прп наложении друг на друга большого количества цепеобразных молекул целлюлозы сильно полярные гидроксильные группы, расположенные вдоль цепей, испытывают настолько большое взаимное притяжение, что оно вызывает поворот молекул, приводящий к более или менее полной нейтрализации силовых полей вокруг полярных групп. Такая ориентация приводит к минимуму количества направленных наружу гидроксильных групп на молекулах, расположенных по поверхности волокна. Результатом этого является понинчвние активности и, j eflOBaTenbHO, пластичности этой поверхности, фибриллирование при размоле неизбежно ведет к обнажению тех молекулярных поверхностей, которые в исходном волокне были в непосредственном соприкосновении с другими молекулами целлюлозы. Можно ожидать, что подобные поверхности могут обладать относительно высокой склонностью к реакции с водой. Химическое превращение целлюлозы в растворимые производные указывает на то, что размол очень мало или совсем не влияет на основную структуру молекулы целлюлозы, т. е. длина цв и вероятно остается неизмененной. [c.353]

Прочность волокон искусственного шелка, кроме зависимости ют длины целлюлозной цепи, тесно связана со степенью ориентации цепей целлюлозы в выпряденной нити. Так, обычный искусственный шелк имеет структуру, подобную изображенной на рис. 1, а, тогда как полностью ориентированные волокна изображены на рис. 7, б. При прядении с вытяжкой, обусловливающей принудительную ориентацию, можно получить очень крепкие волокна, прочность на разрыв которых почти втрое выше, чем у нормальных волокон, хотя растяжимость значительно снижена. В случае ориентированных волокон цепи оказывают одна на другую взаимно усиливающее действие, так что в них пе обнаруживается тенденции к течению, как это имеет место в неориентированном волокне (рис. 7, а) после перехода предела текучести внешнего слоя. Аналогично ведет себя целлофан, у которого прочность на разрыв большая в направлении, в котором происходило течение при формовании, и меньшая — в перпендикулярном на-яравлении. [c.378]

Это представление о физической структуре волокна совершенно отличается от того, что вытекало из мицеллярпой теории Марка—Мейера. По Марку-Мейеру, в идеальном волокне мицеллы расположены совершенно правильно и параллельно оси волокна, наподобие кирпичеобразной кладки. Такое волокно является фактически монокристаллом и, следовательно, термодинамически устойчивой системой, обладающей минимумом свободной энергии. Реальные волокна отличаются от идеального лишь тем, что в них некоторая часть мицелл дезориентирована относительно оси волокна, вследствие чего в системе возникают поверхности раздела между кристалликами, свободная энергия системы возрастает и поэтому она не является равновесной. Отсюда следует, что при любом процессе, самопроизвольно протекающем в волокне, ориентация его может только повышаться. Но если целлюлозные гели рассматривать как высокоструктурированпые жидкости, то ориентация цепей главных валентностей не будет вести к образованию монокристалла, а лишь к изменению характера среднестатистического распределения их направлений относительно оси волокна. Таким образом, новейшие представления о природе целлюлозы выдвинули вопрос об устойчивости ориентации и характере ее изменения под влиянием различных воздействий, способных вызвать нарушение структуры целлюлозы как псевдокристаллического вещества, обла- [c.18]

Любопытно, что процесс ориентации и дезориентации целлюлозного волокна описывается так же, как процесс растян ения и сжатия каучука. Исходное волокно дает небольшое количество сравнительно широких дебаев-ских колец. При растяжении волокно удлиняется, причем на рентгенограмме появляется ])яд новых интерференций, отвечающих более высоким индексам, а кольца постепенно распадаются па отдельные пятна вся рентгеновская картина становится значительно более резкой. С течением времени волокно сокращается и возвращается в прежнее состояние для целлюлозы течение этого процесса происходит лишь гораздо медленнее. Описанные процессы при нагревании набухшего в воде высокоориентированпого волокна протекают в течение 4—6 час., в то время как для каучука этот процесс при комнатной температуре протекает чрезвычайно быстро. [c.26]

Рентгенографическая картина этих волокон показывает, что нам удалось имитировать на гидратцеллюлозе природную целлюлозу и получить подобие не только в структуре, но и в степени ориентации цепевидных молекул в волокне. Структурное сходство подтверждается совпадением основных межплоскостных расстояний, приведенных в таблице, а высокая степень ориентации — ярко выраженной текстурой. В связи с этим, естественно, возникает вопрос — в чем же состоит различие и сходство между искусственным и природным целлюлозным волокном. [c.63]

Однако анизотропные тела проявляют особенности в процессе линейного теплового расширения многие высокоориентироваппые полимеры при нагревании в определенных температурных интервалах показывают в направлении ориентации обратимые сокращения. Такое явление на природных целлюлозных волокнах было обнаружено еще Генстенбергом и Марком в 1928 г. [1]. В последнее время указанное поведение ориентированных полимеров было отмечено и на ряде других полимеров полиэтилене, полипропилене, поливиниловом спирте, полнтрифторэтилепе и поликапроамиде. [c.332]

Общий результат большинства цитируемых работ — очень хорошая ориентация кристаллитов с-осями вдоль направления растяжения, причем кристаллиты достаточно хорошо выстраиваются вдоль оси волокна после прорастания шейки. Степень разориентации в высокоориентированных волокнах и пленках не превышает нескольких градусов. В некоторых полимерах, например, природных целлюлозных волокнах, ПЭТФ, дополнительно определенные кристаллографические плоскости кристаллитов в соседних микрофибриллах могут подстраиваться друг к другу, образуя слоистые структуры. [c.112]

Известно, что в целлюлозных волокнах макромолекулы расположены параллельно. Если приведенная выше теория справедлива, то фиксированные на целлюлозных волокнах молекулы красителя также должны быть ориентированы параллельно и, следовательно, они должны обнаруживать дихроизм. Действительно, цвет, т.е. ноглощепие света в распространенной сопряженной системе, обусловлен возбуждением тс-электронов этой системы. Эти электроны возбуждаются светом с плоской поляризацией только тогда, когда электрическое колебание света параллельно главной оси молекулы, и не возбуждаются в том случае, если электрическое колебание происходит в направлении, перпендикулярном оси. Так как электрический вектор поляризованного света находится под прямым углом к плоскости поляризации, следует ожидать, что волокна целлюлозы, окрашенные субстантивным красителем, будут сильнее поглощать поляризованный свет, направленный перпендикулярно к оси волокна, чем свет, направленный параллельно оси. Этот эффект дихроизма и наблюдался на опыте. При этом установлено, что ориентация молекул красителя, а следовательно, и волокон равна 73% у волокон рами и всего 12—43% у волокон вискозы (Престон). [c.478]

Способность микротрубочек кортикального слоя влиять на ориентацию образующихся целлюлозных мнкрофибрилл указывает на то, что эти микротрубочки каким-то образом-прямо иля косвенно-связаны с внеклеточными компонентами, находящимися по другую сторону плазматической мембраны. Молекулярная основа зтой связи неясна. Напомним, что цитоскелет животных клеток тоже имеет какую-то связь с компонентами внеклеточного матрикса и влияет на их взаимную ориентацию (см. разд. 113.3). [c.193]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология