Размол природной целлюлозы

Многочисленные исследования надмолекулярной структуры природного полисахарида целлюлозы [51] показали, что высокоориентированные или кристаллические участки микрофибрилл чередуются с аморфными, при этом соотношение этих участков в целлюлозах различного происхождения не одинаково. При сухом размоле природной целлюлозы возрастает относительное количество аморфной части, сопровождающееся изменениями физических свойств плотности, инфракрасных спектров, максимумов интенсивности на рентгенограммах и др. [c.152]

Вопрос о фазовом соотношении природной и регенерированной целлюлозы сложный и в настоящее время окончательно не решен. Тем не менее целлюлоза может быть получена как в упорядоченном, так и в крайне неупорядоченном, практически аморфном состоянии. Фазовый переход аморфной фазы в кристаллическую происходит скачкообразно. В результате размола природной целлюлозы ее прочность и кристалличность снижаются и соответственно возрастает ее аморфность. [c.12]

Особый способ получения набухшей гидратированной целлюлозы - массный размол в воде. Длительный (70...150 ч) интенсивный размол целлюлозной суспензии в воде приводит к образованию гидратированной целлюлозной слизи. Степень набухания целлюлозы будет зависеть от расхода энергии на размол и его продолжительности. При интенсивном размоле рентгенограмма кристаллической структуры исчезает и появляется рентгенограмма аморфной целлюлозы. После обработки размолотой целлюлозы горячей водой (70°С и выше) снова появляется рентгенограмма кристаллической структуры, по уже не природной целлюлозы (целлюлозы I), а гидратцеллюлозы (целлюлозы И). Однако получение гидратцеллюлозы способом механического размола сопровождается значительной деструкцией. Возрастает медное число целлюлозы и уменьшается вязкость растворов. По-видимому, при размоле происходит гидролитическая, окислительная и, главным образом, механическая деструкция. После длительного размола целлюлоза может полностью растворяться в водных растворах гидроксида натрия. [c.574]

Процесс механохимической деструкции целлюлозы в мельнице ударного типа был исследован Гессом . Уже при сравнительно непродолжительном размоле (1ч при 20 °С) природная целлюлоза теряет упорядоченную кристаллическую структуру, и исчезает характерная для хлопкового, волокна рентгенограмма. Если обработать размолотую целлюлозу водой или другими полярными Жидкостями, особенно при повышенной температуре, происходит рекристаллизация целлюлозы, но образуется другая структурная модификация целлюлозы — появляется рентгенограмма гидратцеллюлозы. [c.185]

Размол целлюлозы приводит к значительному понижению вязкости растворов целлюлозы, что свидетельствует о деструкции целлюлозы при этом процессе. Это имеет место для препаратов природной целлюлозы и гидратцеллюлозы с различной степенью полимеризации, а также для простых эфиров целлюлозы (метил-целлюлоза). [c.185]

Следует заметить в заключение этого (раздела, что при продолжительной варке при высоких температурах не происходит заметных переходов в кристаллических модификациях целлюлозы. В природной целлюлозе мы встречаемся только с модификацией целлюлоза 1. При варке может происходить частичная аморфизация материала, хотя (В общем степень кристалличности в целлюлозном волокне, извлеченном из древесины, достаточно высока и достигает 50—60%. Только при последующих механических воздействиях в мокром состоянии (размол при производстве бумаги) степень кристалличности несколько снижается. При очень интенсивном сухом размоле получается аморфная целлюлоза, которая, однако, при увлажнении вновь дает четкие рентгенограммы целлюлозы, причем преобладает уже модификация целлюлоза П, а общая степень кристалличности резко снижается. [c.174]

Полученные данные представляют существенный интерес. Уже при сравнительно непродолжительном размоле (1 час при 20°) природная целлюлоза теряет упорядоченную структуру, и характерная для хлопкового волокна отчетливая рентгенограмма исчезает. Если обработать измельченную целлюлозу, полностью потерявшую упорядоченную структуру, водой при 70° или даже при 20°, то снова происходит упорядочение структуры волокна. Однако при этом образуется другая структурная модификация целлюлозы — появляется рентгенограмма не природной целлюлозы, а гидратцеллюлозы. Механическое измельчение целлюлозы является первым и пока единственным случаем, при котором переход структурной модификации природной целлюлозы в модификацию гидратцеллюлозы происходит без химического воздействия на целлюлозу. [c.228]

Размол целлюлозы приводит к значительному понижению вязкости растворов целлюлозы, что свидетельствует о деструкции целлюлозы при этом процессе. Понижение вязкости происходит наиболее интенсивно в начальной стадии процесса размола, причем это явление имеет место у препаратов природной целлюлозы (хлопок, рами, древесная целлюлоза) и гидратцеллюлозы (вискозный шелк) с различной степенью полимеризации, а также у эфиров целлюлозы (метилцеллюлоза) (рис. 53). [c.229]

Было показано, что в родственных с целлюлозой соединениях существует система водородных связей, отдельные части которой взаимосвязаны друг с другом и которая весьма чувствительна к структурным факторам. Поэтому следовало ожидать существенного различия в построении водородных связей в разных структурных модификациях целлюлозы. Приведенные на рис. 2 спектры волокон природной целлюлозы и гидратцеллюлозы подтверждают этот вывод. Если каждой физической структуре соответствует свое особое построение водородных связей, то справедлив и обратный вывод — для получения соединения с новой структурой необходимо разрушение ранее существовавшей системы водородных связей. Действительно, гидратцеллюлозную структурную модификацию целлюлозы получают либо омылением высокозамещенных эфиров целлюлозы, либо размолом природных волокон, либо обработкой природной целлюлозы концентрированными щелочами. В последнем случае, как показано в работе [99], наблюдается сильное уменьшение интенсивности полосы гидроксилов, включенных в водородную связь. Следовательно, методы получения новых структур целлюлозы во многом определяются способами разрыва водородных связей. Поэтому производные целлюлозы, полученные в гетерогенных и гомогенных условиях (с сохранением и без сохранения волокнистой структуры), должны различаться не только химическими факторами, но и структурными особенностями. Это находит отражение и в различии водородных связей этих продуктов (рис. 3). [c.152]

Повышение реакционной способности и растворимости целлюлозы в результате механической деструкции объясняется, повидимому, тем, что при размоле целлюлозы происходит, наряду с разрывом связей в макромолекуле, более полное разрушение морфологической структуры природного целлюлозного волокна, а такл<е водородных связей между макромолекулами целлюлозы. При обработке целлюлозы водой, благодаря увеличению подвижности отдельных звеньев макромолекул набухшей целлюлозы, водородные связи между макромолекулами целлюлозы частично восстанавливаются, а реакционная способность и растворимость препаратов размолотой целлюлозы соответственно понижаются. [c.230]

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]

В 20-х годах рядом исследователей была установлена идентичность химической природы гидрата целлюлозы и природной целлюлозы и их различие только в характере упаковки цепей. Химическая теория уступила место прямо противоположной ей физической теории . Согласно этой теории при размоле происходит расщепление, фибриллизация волокна, а при отливе листа переплетение, свойлачивание волокнистых элементов, что и определяет прочность листа. Одновременно указывалось на возможность частичной растворимости целлюлозы и склеивания этими продуктами взаимопереплетенных волокон. Однако растворимость в воде оказалась ничтожной, а взаимопереплетение сомнительным объяснением высокой прочности листа. [c.205]

Теплота смачивания целлюлозы изменяется также после ее размола в коллоидной мельнице и последующего кипячения в воде. Природная целлюлоза, подвергнутая размолу, при ротором полностью исчезает упорядоченность структуры, обладает наиболее высокой теплотой смачивания, на 5—б кал1моль превышающей теплоту смачивания гидратцеллюлозы. После кипячения этого препарата в воде степень упорядоченности макромолекул снова повышается (препарат дает рентгенограмму гидратцеллюлозы), а интегральная теплота смачивания значительно снижается (на 3—А кал моль), что дает возможность сделать вывод о повышении прочности связи между макромолекулами после этой обработки (см. стр. 51). [c.60]

Последний способ получения гидратцеллюлозы представляет особый интерес, так как он показывает возможность перехода природной целлюлозы в гидратцеллюлозу без химических обработок. Подробные исследования изменения свойств целлюлозы при размоле ее в коллоидной или вибрационной мельнице(гл. 4) показали, что при размоле морфологическая структура целлюлозы полностью разрушается, и уже после часового размалывания волокна рентгенограмма целлюлозы приобретает вид, характерный для рентгенограмм полностью аморфных полимеров. При обработке размолотой целлюлозы горячей водой происходит упорядочение макромолекул и снова появляется рентгенограмма во-лoкJ a, но уже не природной целлюлозы, а гидратцеллюлозы [c.67]

Известным подтверждением положения о различной прочности межмолекулярных связей в различных препаратах целлюлозы являются данные об интегральной теплоте смачивания хлопка и вискозного шелка. Теплота смачивания хлопка составляла 10,1 кал г, вискозного шелка — 22,4 кал/г. Аналогичные результаты получены другими исследователями например, по данным Baбe , теплота смачивания вискозного шелка составляет 20,3 кал г, а хлопковой целлюлозы—10 кал1г. Эти различия в значениях теплот смачивания полимеров одного и того же химического состава объясняются значительно большей прочностью связей между макромолекулами хлопковой целлюлозы. Теплота смачивания целлюлозы изменяется также после ее размола в коллоидной мельнице и последующего кипячения в воде. После размола целлюлоза теряет упорядоченную структуру, что характеризуется исчезновением рентгенограммы волокна. Наиболее высоким значением теплоты смачивания обладает природная целлюлоза, подвергнутая размолу. Эти значения на [c.67]

Природный Л., не изолированный из растительной ткани, нерастворим в органич. растворителях. В водных р-рах щелочей Л. растворяется только при длительном воздействии и при нагревании. Природный Л. приобретает способность частичной растворимости в органич. растворителях после интенсивного размола древесной муки на шаровой вибрационной мельнице в индифферентной жидкости, напр, в толуоле. После достаточно длительного размола еловой древесины моншо извлечь диоксаном при комнатной темп-ре до 50% содержащегося в ней Л. (т. наз. лигнин Бьёрк-мана). Этот Л., по-видимому, является наименее химически измененным видом изолированного Л. В спирте этот природный Л. растворяется в очень незначительных количествах. Для выделения Л. из растительных тканей с помощью спиртов (алкоголиз) или фенола необходимо присутствие минеральных к-т и более или менее длительное кипячение. При этом Л. претерпевает значительные изменения и вступает со спиртами во взаимодействие. Аналогично получают фонол-и диоксан-Л. Природный Л. растворяется в т. наз. гидротропных р-рах (напр., водные р-ры Ка-соли бензол- или толуолсульфокислот) при нагревании и под давлением. Л. из таких р-ров может быть выделен разбавлением их водой (гидротропный Л.). В виде кальциевых солей лигносульфоновых к-т Л. получается в качестве отхода при произ-ве целлюлозы по сульфитному способу. Этот способ заключается в варке древесины при темп-ре ок. 140° с бисульфитом кальция или других оснований в присутствии свободного ЗО . При сульфатной варке древесины Л. растворяется в щелочной варочной жидкости и может быть высажен из нее нодкислением раствора (щелочной Л., сульфатный Л.). [c.479]

Интересные данные об изменении структуры высокоориентированных препаратов природной и гидратцеллюлозы в результате их размола были получены Нельсоном и О Коннором методом ИК-спектроскопии. Согласно полученным ими даннымпри снижении степени ориентации целлюлозы и особенно при ее размоле изменяется характер ИК-спектров целлюлозы — уменьшается интенсивность полосы поглощения лри 1429 сл" и увеличивается интенсивность полосы при 897 см К Кроме того, эти материалы различаются по интенсивности полос при 1163 и 1111 м- . Для аморфной целлюлозы отсутствуют отчетливые полосы в области 1315—1375 которые характерны для спектров препаратов кристаллической целлюлозы. [c.48]

Для каждого вида Б. установлена норма степени помола массы, от к-рой зависят ее физико-механич. свойства способность растягиваться, сопротивление разрыву, излому, раздиранию. Впитывающая способность находится в обратной зависимости от степени гидратации массы при размоле. Воздухопроницаемость Б. достигает нуля обычно при помоле 70— 85°П1Р и зависит от химич. состава целлюлозы и природных свойств волокна. Прозрачность Б. повышается с размолом массы. Сила сцепления между вологг-иами зависит гл. обр. от степени гидратации волокон при размоле, а также от структуры и свойств поверхности волокон. Характеристика размолотого волокна в Б. приводится в таблице. [c.240]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология