Определение степени полимеризации целлюлозы
Учим химию / Учим химию / Определение степени полимеризации целлюлозы Определение степени полимеризации целлюлозы

Молекулярная масса целлюлозы является одной из важнейших ее характеристик и в значительной степени определяет как области практического использования различных препаратов целлюлозы, так и физико-механические свойства получаемых из нее волокон и пленок. Целлюлоза - линейный гомополимер с одинаковыми звеньями и связями, поэтому размер ее цепной молекулы обычно характеризуют степенью полимеризации, т.е. числом звеньев в макромолекуле. Однако целлюлоза, подобно другим полимерам, полидисперсна, т.е. состоит из молекул различной длины, поэтому значения M или СП, определенные с помощью того или иного метода, являются средними величинами. Различают среднечисленную и среднемассовую молекулярные массы.

Среднечисленная молекулярная масса Mn представляет собой среднеарифметическую величину, определяемую числовыми долями макромолекул каждого размера:

где лДл,, л2, /I3.) - число молекул с молекулярной массой Ai,.

Среднемассовая молекулярная масса Mw - среднестатистическая величина, определяемая массовыми долями макромолекул каждого размера,

где Wi - массы фракций макромолекул с молекулярной массой MjiMl, M2, Ai3. .); масса каждой фракции равняется числу макромолекул в ней, умноженному на соответствующую молекулярную массу Wi = HiMi.

В практике чаще всего определяют средневязкостную молекулярную массу

где а - эмпирическая постоянная, характеризующая форму макромолекул для данной системы целлюлоза - растворитель при определенной температуре. Ее значение обычно больше 0,5 и меньше или равно 1,0.

Для полидисперсных полимеров  причем Mv ближе к Мш, чем к Mn. Отношение Mw/Mn служит характеристикой полидисперсности. Чем больше это отношение, тем больше неоднородность образца целлюлозы по молекулярной массе.

Значения СП целлюлозы изменяются в широких пределах в зависимости от происхождения образца и для природных древесных целлюлоз лежат в интервале 5000...10000. Химическая обработка древесины - варка, отбелка - сильно снижает степень полимеризации целлюлозы. Например, СП беленой сульфитной целлюлозы находится в пределах 1200...1800, а у соответствующей сульфатной целлюлозы 1000...1400. Таким образом, определение средней степени полимеризации целлюлозы позволяет достаточно точно охарактеризовать ее степень деструкции при различных химических, физических и биологических воздействиях.

Влияние степени полимеризации на отдельные стадии технологического процесса получения искусственных волокон и пленок и их качество неоднозначно. Установлено, что увеличение степени полимеризации целлюлозы благоприятно сказывается на механических свойствах искусственных вискозных волокон, в частности на усталостной прочности. Однако при этом резко возрастает вязкость вискозы и затрудняется ее переработка. С увеличением степени полимеризации также понижается растворимость целлюлозы и ее производных. Поэтому при производстве целлюлозы для химической переработки степень полимеризации регулируется до оптимального значения, определяемого параметрами технологического процесса. В зависимости от области применения целлюлозы ее СП изменяется в пределах от 600 до 1500. В литературе также отмечается, что целлюлоза с СП свыше 1500 устойчива к укорочению волокон в процессе размола, а волокна целлюлозы с СП, составляющей около половины этого значения, легко укорачиваются.

    Смотрите также

    Обмен углеводов в организме животного
    Углеводы, класс органических веществ, которые характеризуются тем, что при одной альдегидной или кетонной группе имеют несколько спиртовых групп (альдегидополиспирты или кетополиспирты) ...

    Биокерамика на основе фосфатов кальция
    В последние годы значительное внимание уделяется созданию керамических материалов медицинского назначения, предназначенных для использования при реконструкции дефектов костных тканей, образу ...

    Обсуждение результатов
    Полученные ранее на кафедре ХТООС МИТХТ им. М.В.Ломоносова данные [25, 26] показывают, что в системах KI - PdI2 – фенилацетилен (ФА) и KI - PdI2 – метилацетилен (МА) наблюдаются развитые релаксацио ...