Структура - целлюлозное волокно
Cтраница 1
Структура целлюлозных волокон обусловливает как физические свойства природного волокна, так и его поведение по отношению к некоторым химическим реагентам. Изучение структуры макромолекул может быть углублено посредством микроскопических исследований в естественном или поляризованном свете нативных волокон, а также набухших и окрашенных. [1]
 |
Гипотетическая модель энзимокомплекса при синтезе целлюлозы по Мюлеталеру.| Поперечное сечение филярных и ламеллярных элементов строения вторичной стенки нативных волокон целлюлозы. [2] |
Фибриллярность структуры целлюлозных волокон в настоящее время не вызывает никаких сомнений. Однако строение и размеры фибрилл, как и более тонких элементов их структуры, находятся еще в стадии изучения и дискуссии. [3]
В структуре целлюлозных волокон всегда имеется сеть тончайших субмикроскопических капилляров, наличие которой обусловлено спецификой природного состояния целлюлозной системы и ее ролью в жизни растений. И совершенно очевидно, что наличие этой капиллярной системы после выделения целлюлозы из растений и удаления значительной части спутников целлюлозы во время очистки, зависит от условий обработки, промывки и сушки. И в связи с этим в целлюлозном волокне после этих процессов может либо сохраниться исходная капиллярность или даже увеличиться, либо ( что бывает чаще в обычных технических условиях) уменьшиться, так как подвижность цепевых молекул целлюлозы в жидких активных средах очень велика и в процессах набухания и отбухания в них возможно перераспределение в расположении целлюлозных молекул и фибрилл в структуре волокна и в какой-то степени сжатие межфибриллярных или даже меж-кристаллитных пространств. [4]
Сильное влияние на структуру целлюлозных волокон и их гидрофильные свойства могут оказывать также такие процессы, как замораживание в воде и действие ультразвука, что будет показано в следующих разделах. [5]
На основе современных представлений структура целлюлозного волокна гетерогенна. Целлюлоза, как и другие высокомолекулярные вещества, содержит в своей структуре большое число прерывающихся высококристаллических областей, которые разделены областями более низкой кристалличности. Обилие полярных гидроксильных групп в цепевых молекулах целлюлозы приводит к появлению больших сил межмолекулярного взаимодействия. [6]
Еще сравнительно недавно при исследовании структуры целлюлозных волокон уделялось внимание так называемым элементам поперечной структуры волокна. [7]
Можно было бы предположить, что структура активированного целлюлозного волокна вообще неустойчива из-за того, что цепи целлюлозных молекул, освобожденные при действии метиламина ( и его вытеснения) от сильного межмолекулярного взаимодействия, при наличии сильно развитой внутренней поверхности находятся в высокоэластическом состоянии, обладают большой подвижностью и стремлением к сближению до достижения устойчивого равновесного состояния, вследствие чего снова увеличивается когезия между цепями, капилляры постепенно замыкаются и доступная внутренняя поверхность уменьшается. Очевидно, такие явления должны иметь место, но они в значительной степени связаны с влиянием окружающей среды, от природы которой зависит гибкость и подвижность молекул целлюлозы или их сегментов. [8]
Сложной и трудно поддающейся глубокому изучению является структура целлюлозного волокна, и по сути дела ни один из факторов, характеризующих структуру, не является выясненным сколько-нибудь отчетливо. И в то же время ясно, что каждый из факторов - и природная морфология, и расположение макромолекул в тончайших фибриллярных образованиях, и конформация макромолекул в различных структурных модификациях, и кон-формация ее элементарных звеньев в окружении различных сред, и способы, которыми осуществляются внутри - и межмолекулярные взаимодействия, - все это может оказывать влияние на реакционную способность целлюлозы. [9]
Если процесс замораживания оказывает влияние на состояние структуры целлюлозного волокна, то это должно сказаться на способности волокна связывать воду. Следовательно, изменение количества связанной воды ( в частности, незамерзающей) в волокнах может в какой-то степени характеризовать изменение их структуры ( большую или меньшую уплотненность) после замораживания. В результате некоторых исследований [434] удалось показать, что замораживание оказывает сложное влияние на высокомолекулярные гидрофильные системы, набухшие в воде. [10]
Приведенные данные об ослабевающем эффекте воздействия на структуру целлюлозного волокна аминов с увеличивающимся углеводородным радикалом, на первый взгляд, находятся в противоречии с данными Дэвиса и др. [659] ( см. выше, стр. Однако следует иметь в виду, что указанные исследователи проводили расчеты межплоскостных расстояний по появляющимся новым рефлексам на рентгенограмме целлюлозы и в то же время отмечали, что даже в случае действия пропиламина на целлюлозу ( не говоря уже о последующих аминах) на рентгенограмме сохраняются еще очень интенсивные рефлексы исходной целлюлозы. Авторы [659] также объясняют тот факт, что высшие первичные амины не вызывают непосредственного набухания целлюлозы, чисто стерическим эффектом. Молекулярные размеры высших аминов препятствуют их прониканию в целлюлозную решетку до тех пор, пока она не будет вскрыта в определенной степени обработкой жидким аммиаком или одним из низших первичных аминов. [11]
Выше было показано, насколько глубокие изменения претерпевает структура целлюлозных волокон под влиянием простейших аминов; там же было обращено внимание на то, что конечное состояние структуры в сильнейшей степени зависит от того, каким способом осуществлялось удаление амина из волокна. [12]
Кинетика процесса нитрации в большой мере зависит от структуры целлюлозного волокна. [13]
Таким образом, изучение ряда свойств, характеризующих структуру целлюлозных волокон, - плотности, интенсивности рассеяния рентгеновских лучей, сорбции паров азота, гидрофиль-ности и др., совершенно однозначно показывают, что слабо окси-этилированные волокна ( в частности, с содержанием около 8 % оксиэтоксильных групп) имеют весьма разрыхленную структуру. [14]
Другие литературные данные также свидетельствуют о наличии в структуре целлюлозных волокон сети тончайших субмикроскопических капилляров. В живых растениях они способствуют проникновению питательных веществ во все части растения и их росту, в них же откладываются и различные спутники целлюлозы. Несомненно, остаются эти капилляры и в волокнах целлюлозы после удаления из нее сопутствующих веществ в процессе химической очистки. От методов последней в значительной степени зависит, насколько капиллярная структура волокна сохранится. [15]
Страницы: 1 2 3 4