Состав целлюлозного материала, предназначенного для этерификации

Показатели	Линт	Древесная целлюлозы
- целлюлозы, %	97-98	92-93
лигнин, %	-	не > 0.4
Минеральные вещества,%		не > 0.5
пентозаны, %	-	1-3
Жиры, воск, смолы,%	0.2-0.5	не > 0.5
полиозы, %	-	0 -5

Химические свойства целлюлозы

Ц- имеет низкую термоустойчивость: начинает разрушаться уже при

100 ⁰С, при 170-180 ⁰С, происходит разрушение цепей макромолекулы, обугливание , при температуре выше 400 ⁰С происходит возгорание.

Целлюлоза нерастворима в воде и органических растворителях (спирт,эфир,ацетон...). Растворима в реактиве Швейцера( раствор соли или гидроксида меди в концентрированном аммиаке), водном растворе ZnCI2 концентрированных минеральных кислотах (Н2SO4, HCI, H3РO4).

Действие растворов минеральных кислот. Нагревание Ц в растворе ми

неральных кислот приводит к разрушению цепи - гидролизу, который можно

остановить на промежуточной стадии. При этом в качестве продукта реакции

получается дисахарид целлобиоза , гидролиз последнего приводит к образова

нию -D-глюкозы:

Наиболее легко гидролиз Ц идет под действием растворов минеральных кислот

Н2SO4, HCI, HNO3 , несколько медленнее H3PO4

целлобиоза -D-глюкоза

Химическая суть гидролиза макромолекулы Ц под действием кислот заключается в протонировании по кислородному мостику 1-4 и последующем разрыве связи между остатками глюкозы:

Действие щелочей. Без доступа воздуха Ц практически не подвергается действию разбавленных щелочей даже при температурах 100-130 ⁰С. Концентрированные щелочи, например NaOH, уже на холоде вызывают глубокие изменения Ц. Ц в водных растворах щелочей сильно набухает, степень набухания зависит от концентрации и температуры ( с понижением температуры он увеличивается).

Взаимодействие Ц с щелочью называется мерсеризацией

Можно считать установленным , что при действии шелочи на целлюлозу происходит замещение атомов водорода в части гидроксильных групп на

атом Na :

[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH --------- [C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O

Возможно и образование молекулярного соединения:

[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH --------- [C6H7O2(OH)3NaOH]n

Не исключается возможность образования обоих соединений одновременно. Ц, которая образуется при обработке щелочью называется алкалицеллюлоза или щелочная целлюлоза. При обработке водой легко превращается в модифицированную Ц, так называемую гидратцеллюлозу, по химическому составу она соответствует исходной, но отличается типом кристаллической решетки. Под действием щелочи в гидратцеллюлозе протекают структурные изменения, в частности уменьшается СП (n), что определяет изменения в свойствах волокна, оно набухает, лучше окрашивается.

Окисление целлюлозы. При действии различных окислителей на Ц возможно протекание реакций окисления ОН-групп элементарного звена до альдегидных групп :

Окисление первичных ОН-групп до карбоксильных:

О кисление вторичных ОН-групп у С2 или уС2 и С3 одновременно

до кетогрупп например :

О дновременное окисление двух вторичных гидроксильных групп элементарного звена до альдегидных, сопровождающееся разрывом пиранозного цила:

При комбинированном действии окислителей может произойти дальнейше

о кисление альдегидных групп до карбоксильных :

В большинстве случаев при действии различных окислителей на Ц происходит одновременное окисление как первичных, так и вторичных гидроксильных групп с образованием в различном соотношении альдегидных, кето- и карбоксильных групп.

Возникающие в результате окислительных процессов новые функциональные группы изменяют свойства Ц и ее эфиров, в частности нитроцеллюлозы, так как дают начало новым изомеризационным гидролитическим и окислительным процессам, которые обуславливаются природой окислителя, характером среды и температурой.

Физико-химические свойства Ц, у которой гидроксильные группы замещенны другими функциональными группами, сильно изменяются. Такая Ц обладает повышенной чувствительностью к действию слабых растворов щелочей, к высокой температуре, значительно медленнее впитывает влагу. Производные оксицеллюлозы, например нитроэфиры, имеют пониженную чувствительность к растворам щелочей и даже к действию горячей воды.

У целлюлозы, окисленной двуокисью азота, наблюдается резкое понижениемеханических свойств. Так при кипячении Ц, содержащей более 3% карбоксильных групп она превращается в порошок, а если в волокне содержится более 13% карбоксильных групп, то окисленная Ц при нагревании в дистиллированной воде почти полностью растворяется. По мере увеличения степени окисления Ц ухудшаются ее впитывающие свойства. Если окисленную Ц сушить при 140С, то впитываемость ее становится нулевой.

Процесс проводится при повышенной температуре 80-120 С⁰.

Активность этерифицирующих реагентов тем больше, чем меньше молекулярный Препараты окисленной Ц особенно чувствительны к действию разбавленных растворов щелочей: они быстро и полностью растворяются в 0.5% растворе NaOH даже на холоду или при кипячении, а при нагревании при температуре выше 70С образцы распадаются (рассыпаются). При нитровании окисленной Ц образуется нитрооксицеллюлоза, которая также чувствительна к слабым растворам щелочей, воде и кислотам (растворяется).