|
|
|
Главная --> Справочник терминов Целлюлоза представляет Ответ. Целлюлоза подвергается более интенсивному гидролизу в серной кислоте, нежели в фосфорной. Шелк Шардонне, медно-аммиачный шелк и вискозный шелк в химическом отношении представляют собой регенерированную, переосажденную целлюлозу, и для них не могут совершенно бесследно пройти те различные химические воздействия, которым целлюлоза подвергается в процессе переработки. Они обладают признаками некоторого неглубокого расщепления: слегка повышенной восстановительной способностью, большей гигроскопичностью и увеличенной восприимчивостью к красителям. Некоторые из этих особенностей отчасти объясняются тем, что физическое строение искусственного шелка отличается от строения волокна природной целлюлозы. Мельчайшие частицы целлюлозы, ее мицеллы, или кристаллиты, расположены в нитях искусственного шелка в большей или меньшей степени беспорядочно, а не ориентированы вдоль оси волокна, как в природной целлюлозе. На физические свойства волокна оказывает влияние ослабление связей между мицеллами и увеличение активной поверхности. Это приводит к повышению адсорбционной способности искусственного шелка по отношению к воде и красителям, а также к уменьшению химической и механической прочности. Устойчивость искусственных и природных волокон целлюлозы по отношению к действию ферментов тоже не одинакова: волокна искусственного шелка при действии «целлюлазы», содержащейся в улитках и других беспозвоночных, сравнительно легко и полно превращаются в сахара, тогда как расщепление природной клетчатки (хлопка) происходит значительно медленнее. В первом из них спирт образуется также при брожении Сахаров, которые, однако, получаются из непищевого сырья — из клетчатки (целлюлозы), т. е. в конечном итоге из дерева. Для этого целлюлоза подвергается под действием сильных кислот гидролизу с образованием глюкозы. Источником глюкозы могут служить также «сульфитные щелока» — отход бумажно-целлюлозной промышленности. Получаемый таким путем «гидролизный спирт» содержит несколько повышенный процент примесей (метанол, альдегиды, в особенности фурфурол). Перед варкой целлюлоза подвергается предтидролизу —обра-этке раствором 0,3—0,5%-ной [-1*50< при 100—120 °С в течете 2—5 ч. По окончании процесса предсозревания щелочная целлюлоза подвергается обработке сероуглеродом. При взаимодействии сероуглерода с целлюлозой образуется к с а и т о 1- е н а т ц е л л ю л о -зы--сложный эфир целлюлозы и дитиоугольной кислоты. Целлюлоза подвергается аналогичной реакции, образуя ксантогенат целлю- Общая (эмпирическая) формула целлюлозы - (СбНюО5)п, или [СбН7О2(ОН)з]„. Степень полимеризации п природной целлюлозы зависит от вида растения. Так, у хлопковой целлюлозы она составляет 15000...20000, у древесной 5000...10000. Степень полидисперсности природной целлюлозы невелика. Предполагают, что целлюлоза в первичной стенке полидисперсна, а во вторичной стенке близка к монодисперсной. В процессе выделения из древесной ткани целлюлоза подвергается некоторой деструкции, и ее неоднородность по молекулярной массе возрастает. Перед варкой целлюлоза подвергается предгидролизу — обработке раствором 0,3—0,5%-ной H2SO4 при 100— 120°С в течение 2—5 ч. После мерсеризации и отжима щелочная целлюлоза подвергается измельчению для увеличения скорости проникновения (диффузии) сероуглерода к целлюлозным волокнам при проведении последующего процесса — ксантогенирования. При этом ускоряется реакция этерификации и повышается однородность получаемого ксантогената целлюлозы. Если исключить из технологического процесса операцию измельчения, то этерификация из-за уплотненности отжатой щелочной целлюлозы будет идти медленно и неравномерно. По окончании процесса предсозревания щелочная целлюлоза подвергается обработке сероуглеродом. При взаимодействии сероуглерода с целлюлозой образуется ксантогенат целлюлозы—сложный эфир целлюлозы и дитиоугольной кислоты. Перед варкой целлюлоза подвергается предгидролизу — обработке раствором 0,3—0,5%-ной H2SO4 при 100—120°С в течение 2—5 ч. Плотность упаковки р структурных элементов в гидратцеллюлозе несколько меньше, чем в нативной. Целлюлоза представляет собой аморфно-кристаллический полимер. Она ограниченно набухает в воде; в разбавленных растворах щелочей способна интенсивно набухать. Целлюлоза растворима в следующих растворителях: Кислоты: Целлюлоза представляет собой белое вещество, нерастворимое в большинстве обычных растворителей; она лишь в ничтожной степени восстанавливает фелингову жидкость и окрашивается в синий цвет водным раствором иода в хлористом цинке. Лучшим растворителем для клетчатки является аммиачный раствор окиси меди, в котором она растворяется в значительном количестве. Кислоты вновь осаждают ее из этого раствора. Концентрированные растворы некоторых солей металлов, например роданистого кальция Ca(SCN)2, также способны при нагревании заметно растворять этот углевод; кроме того, он несколько растворим в холодном растворе едкого натра (при —10°). Целлюлоза представляет собой полисахарид, который, как и крахмал, состоит из остатков D-глюкозы. Однако в отличие от крахмала эти остатки связаны между собой не а-(1,4')-, a р-(1,4')-глюкозидными связями. Казалось бы, такое незначительное, на первый взгляд, отличие в строении молекул целлюлозы и крахмала не может привести к какому-то разительному различию между ними. Однако целлюлоза даже внешне отличается от крахмала. Молекулярная масса целлюлозы превышает 1000000 (для очищенной целлюлозы — от 50000 до 150000). Макромолекуляр-ные цепи целлюлозы имеют линейное строение: Целлюлоза представляет собой 1,4-р-о-глюкан, т. е. полисахарид, который состоит из одинаковых звеньев о-глюкозы, соединенных в неразветвленную молекулу посредством р-1,4-связей. Очень большое практическое значение имеют производные целлюлозы, поскольку в отличие от самой целлюлозы они растворяются в некоторых обычных растворителях, что открывает возможность различных применений. Эти производные получаются в результате модификации гидроксильных групп молекул целлюлозы (превращение в ксантогенаты, этерификация уксусным ангидридом или азотной кислотой, образование простых эфиров). Так, например, при получении вискозного шелка и целлофана сначала целлюлозу переводят в натриевую соль, так называемую алкалицеллюлозу, из которой под действием сероуглерода образуется растворимый ксантогенат натрия (разд. 6.2.12). Из ксантогената опять регенерируют целлюлозу в виде волокон (вискозный шелк) или пленки (целлофан). Ацетилированием целлюлозы получают ацетатный шелк. Вискозный и ацетатный шелк служат важным сырьем для текстильной промышленности. Нитраты целлюлозы используются как взрывчатые вещества и как лаки. Смесь нитрата целлюлозы и камфоры дает целлулоид, один из первых пластиков, недостатком которого является высокая горючесть. К важным производным целлюлозы относятся и ее эфиры, например метиловые или бензиловые (загустители в текстильной и пищевой промышленности, вещества, используемые при склеивании бумаги, и добавки в лакокрасочные материалы). Целлюлоза представляет собой линейный стереорегулярный (синдиотактический) природный полисахарид, построенный из ангидри* дов Д-глюкопиранозы, связанных 1->4-3-глюкозидными связями: Целлюлоза представляет собой очень длинные цепи остатков глюкозы, соединенные в положениях 1 и 4 так же, как в молекуле амилозы; отличается от амилозы лишь тем, что глюкоза в целлюлозе находится не в а-, а в {3-форме: Окисление целлюлозы. При действии на целлюлозу различных окислителей (влажный хлор и его окислы, перекись водорода, марганцовокислый калий) происходит постепенно окисление целлюлозы с образованием различных видов оксицеллюлозы. Окси-целлюлоза представляет собой смесь неизмененной целлюлозы с продуктами ее окисления. Оксицеллюлоза содержит вещества с альдегидными и карбоксильными группами; она восстанавливает фелингову жидкость, окрашивается фуксинсернистой кислотой в малиновый цвет и часто растворяется в щелочах. Целлюлоза представляет собой линейный полимер, составленный из единиц ?>-глюкозы, которые связаны р-1->4-связями. Данная теория, однако, не могла объяснить некоторые особенности поведения целлюлозы, например, обязательную стадию набухания перед растворением. Было непонятно, почему вообще возможно набухание, то есть какими силами удерживаются мицеллы при проникновении растворителя в целлюлозное волокно и почему оно не распадается сразу на отдельные мицеллы. Определенная на основании результатов рентгенографических измерений длина мицелл составляла примерно 50...60 нм, что соответствовало степени полимеризации молекул всего лишь около 100. Однако работы Штаудингера по вязкости растворов целлюлозы вскоре показали, что целлюлоза представляет собой типичный полимер и ее СП в действительности намного выше. Первоначальная мицеллярная теория подвергалась критике, и понятие мицеллы в результате работ отечественных исследователей (Роговин, Н. Никитин, Шарков и др.) и зарубежных (Фрей-Висслинг, Ренби, Престон и др.) было пересмотрено. Марк и Мейер изменили свои взгляды на кристаллическую структуру целлюлозы, а результаты рентгенографических измерений получили иную трактовку. Была предложена новая мицеллярная теория строения целлюлозы - теория аморфно-кристаллического строения. По всей вероятности, целлюлоза представляет собой сложную аморфно-кристаллическую систему, в которой обе фазы неоднородны. Результаты исследования структуры целлюлозы, полученные Иоеловичем, позволяют устранить кажущиеся противоречия. Он предложил разделить целлюлозу на кристаллическую и некристаллическую части, выделив в последней истинно аморфную, частично упорядоченную и паракристалличе-скую части (см. 9.4.5). В кристаллических участках целлюлозы, как и у всех полимеров, неизбежны дефекты кристаллической решетки (см. 5.3). Целлюлоза — полимер природного происхождения, главная составная часть хлопка, древесины и других растительных материалов. Целлюлоза представляет собой полисахарид, состав которого выражается общей формулой (СбНюО5)п, где п =10 000 -~ -7-15000. Строение целлюлозы может быть представлено формулой:  Целлюлозы содержащие Целлюлоза клетчатка Целлюлозными волокнами Целлюлозно бумажного Центрального отопления Цепторные заместители Цианистого триметилена Циклические ангидриды Циклические полуацетали |
- |
Навигация