химический каталог




Химия древесины и целлюлозы

Автор В.М.Никитин, А.В.Оболенская, В.П.Щеголев

спектрами.

\ЛЛ. СТРОЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ МИКРОФИБРИЛЛ I НАДМОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ)

Надмолекулярная структура целлюлозы является одним из самых сложных и противоречивых вопросов в химии древесины. Существуют две основные теории строения целлюлозы:

1. Теория кристаллического строения, которую в свою очередь можно условно подразделить на теорию аморфно-кристаллического строения, рассматривающую целлюлозу как двухфазную систему, и теорию кристаллического строения, рассматривающую целлюлозу как однофазную систему (одна кристаллическая фаза с дефектами кристаллической решетки).

2. Теория аморфного строения.

Большинство исследователей придерживается теории кристаллического строения целлюлозы. Поэтому дальнейшее изложение свойств и поведения целлюлозы в физико-химических процессах и химических реакциях будет основываться на этой теории. Однако ряд советских исследователей (В. А. Каргин с сотрудниками) выдвинули теорию аморфного строения целлюлозы. Существование Двух различных теорий строения целлюлозы в определенной мере связано с различием взглядов на строение кристаллических полимеров.

Теория кристаллического строения. Рентгенографические и другие исследования целлюлозных волокон показали,' что им свойственна кристалличность. Современная теория кристаллического строения целлюлозы сложилась не сразу. В результате многочисленных работ ряда советских (3. А. Роговин, Н. И. Никитин, В. И. Шарков и др.) и зарубежных. (главным образом Фрей-Висслинг) исследователей была сформулирована теория аморфно-кристаллического строения целлюлозы (современная мицеллярная теория), согласно которой целлюлоза в растительных клеточных стенках находится в виде фибрилл, состоящих в свою очередь из микрофибрилл. Микрофибриллы состоят из чередующихся кристаллических (высокоупорядоченных) участков (кристаллитов, или мицелл) и аморфных (менее упорядоченных) участков в соответствии с моделью «бахромчатой фибриллы» Фрей-Вислинга (см. рис. 6). Трехмерный дальний порядок в расположении цепей в кристаллитах поддерживается за счет межмолекулярных сил — сил Ван-дер-Ваальса и главным образом водородных связей. По 3. А. Роговину, мицеллы (или кристаллиты) — это отдельные участки непей, в которых расстояния между цепями минимальны, и которые вследствие этого обладают высшей кристаллографической ориентацией и максп-мальной энергией связи.

101

В аморфных участках стройный трехмерный порядок отсутствует и сохраняется лишь общая продольная направленность цепей. В этих участках довольно легко могут проходить реакции взаимодействия целлюлозы с другими веществами.

Кристаллические и аморфные участки не имеют четких границ. Переход от упорядоченного расположения (трехмерной кристаллической решетки) к менее упорядоченному (аморфному) состоянию происходит постепенно.

Длина макромолекул значительно больше длины кристаллических участков. Следовательно, каждая цепь проходит последовательно ряд кристаллических и аморфных участков. При этом цепи могут прерываться не только в аморфных, но и в кристаллических участках. Это обусловливает большую прочность целлюлозного волокна, так как две цепи, концы которых лежат в кристаллической области, ведут себя как одна непрерывная цепь. Суммарная энергия водородных связей при этом оказывается значительно больше энергии химической связи.

Целлюлоза является ориентированным полимером,'поскольку все кристаллиты ориентированы в одном направлении вдоль микрофибрилл, которые располагаются в целлюлозном волокне также в определенном направлении, по спиралям вдоль волокна.

Вышеизложенная теория рассматривает целлюлозу как двухфазную аморфно-кристаллическую систему. В последнее время, особенно среди зарубежных исследователей, наметилась тенденция рассматривать целлюлозу как однофазную систему, состоящую из одной кристаллической фазы с дефектами кристаллической решетки.

Получены пряные доказательства равновесного кристаллического состояния целлюлозы. Были выделены монокристаллы не только трехэамещеиных эфиров целлюлозы, но и самой целлюлозы. Кроме того, удалось установить наличие фазовых переходов в целлюлозных материалах по резкому изменению некоторых термодинамических показателей. Обнаружено самопроизвольное упорядочение макромолекул в препаратах аморфной целлюлозы.

Следует заметить, что гипотезы разных исследователей о кристаллическом строении микрофибрилл целлюлозы существенно различаются и окончательная теория их строения еще не разработана.

Гесс с сотрудниками предполагали регулярное чередование кристаллических и аморфных участков постоянных размеров вдоль оси мнкрофибриллы (рис. 24, а); Фрей-Висслннг и 3. А. Роговин считают, что регулярного чередования кристаллических и аморфных участков нет (рис. 24, б).

В последнее время ряд авторов выдвигает различные модели складчатой структуры целлюлозы. Согласно этим моделям молекулы целлюлозы в микрофибриллах упакованы складкообраэно, по типу лент, причем в разных моделях складчатой структуры предусматриваются различная длина складок, разные ориентация с

страница 42
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

Скачать книгу "Химия древесины и целлюлозы" (7.01Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
плитка etruria
прокат проектор экран кожуховская
обманки катализаторов
товары для фитнеса в красноярске купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)