ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Набухание и растворение целлюлозы в щелочах из "Химия целлюлозы" В растворах гидроокисей щелочных металлов определенной концентрации целлюлоза набухает очень сильно (масса набухшей целлюлозы достигает 2000% от массы исходной целлюлозы). Способность целлюлозы к набуханию в щелочи имеет большое значение в производстве вискозного волокна. В результате набухания целлюлозы в процессе мерсеризации облегчается удаление из нее низкомолекулярных фракций и гемицеллюлоз, а также диффузия сероуглерода в волокно при последующем ксантогенировании (гл. 6). [c.136] Степень набухания целлюлозы в щелочи зависит от температуры обработки, концентрации щелочи в растворе и вводимых добавок. С понижением температуры степень набухания целлюлозы в щелочи увеличивается. Так, например, если при 18°С увеличение диаметра хлопкового волокна в 12%-ном растворе едкого натра составляет 10%, то при 0°С оно составляет уже 48%, а при —10°С достигает 66%. Аналогичные данные получены при исследовании набухания сульфитной целлюлозы в щелочи. [c.136] Максимальное набухание хлопковой целлюлозы происходит при тех концентрациях щелочи, при которых появляется рентгенограмма щелочной целлюлозы. Эта концентрация зависит от характера целлюлозного материала и от температуры обработки (табл. 23). [c.136] Эти различия, по-видимому, объясняются различной степенью кристалличности этих препаратов и, соответственно, различной интенсивностью межмолекулярного взаимодействия, а также отличиями в их надмолекулярной структуре. [c.136] Сульфитная целлюлоза Вискозное волокно. [c.137] Различная степень набухания целлюлозы в растворах гидроокисей щелочных металлов объясняется различной гидратацией их ионов. При бесконечном разбавлении 1 г-ион лития связывает 120 моль воды, 1 г-ион натрия — 66, 1 г-ион калия — 16, 1 г-ион рубидия— 14, г-ион цезия — 13 моль воды. При повышении концентрации гидроокисей щелочных металлов в растворе набухание волокна (при той же температуре) понижается это объясняется понижением гидратации ионов щелочного металла. [c.137] Набухание целлюлозы в щелочи значительно изменяется при введении в раствор различных добавок. Так, например, при добавлении к раствору едкого натра различных солей, понижающих гидратацию ионов натрля, набухание целлюлозы в щелочи понижается. Уменьшение набухания тем значительнее, чем выше содержание солей в растворе (табл. 25). [c.137] Набухание уменьшается и при введении в водный раствор щелочи небольших количеств спиртов. Наоборот, в присутствии небольших количеств мочевины и тиомочевины набухание целлюлозы в щелочи увеличивается. [c.137] При мерсеризации в одних и тех же условиях природной и гидратцеллюлозы выделяется различное количество тепла, что объясняется, по-видимому, тем, что прочность связей между макромолекулами гидратцеллюлозы меньше и поэтому значения интегральной теплоты набухания выше (см. гл. 1, стр. 70). [c.138] Действие растворов щелочи на целлюлозу может вызывать не только ограниченное, но и неограниченное набухание целлюлозы, т. е. в определенных условиях целлюлоза растворяется в щелочи. Растворимость в щелочи зависит от степени полимеризации целлюлозы (с уменьшением степени полимеризации целлюлозы ее растворимость в щелочи повышается) и температуры мерсеризации. На использовании этой зависимости основан метод фракционирования целлюлозы путем ее последовательной обработки, растворами щелочи различной концентрации при разных температурах (см. гл. 1, стр. 33). [c.138] В табл. 26 приведены данные о зависимости максимального значения степени полимеризации природной целлюлозы, при котором происходит растворение целлюлозы, от концентрации щелочи и температуры обработки. [c.138] Растворяющая способность гидроокисей различных щелочных металлов, как и степень набухания в них целлюлозы, зависит от степени гидратации соответствующего катиона (см. стр. 137)- Найденные закономерности аналогичны приведенным выше для процесса набухания целлюлозы в растворах NaOH. [c.138] Повышение растворимости целлюлозы в щелочи может быть достигнуто за счет снижения интенсивности межмолекулярного взаимодействия (изменение структуры материала, размол целлюлозы) или введения в раствор различных добавок. [c.138] Понижение р астворимости целлюлозы в водных растворах NaOH после сушки объясняется значительным изменением капиллярно-пористой структуры волокна в результате резкого усиления межмолекулярного взаимодействия, приводящего к уплотнению поверхностных слоев волокна. [c.139] Из добавок, обусловливающих значительное повышение растворимости целлюлозы в щелочи, наибольший интерес представляет цинкат натрия. Как показали исследования Давидсона при добавлении 0,1—0,2 моль цинката натрия на 1 моль едкого натра растворимость целлюлозы в 2,5—3 М растворе едкого натра резко повышается. Повышение растворимости целлюлозы в растворах щелочи наблюдается и при добавлении мочевины и тиомочевины, хотя и в меньшей степени, чем при добавлении цинката натрия. [c.139] Заметное увеличение растворимости целлюлозы происходит и при добавлении к раствору NaOH небольших количеств гидроокиси бериллия (рис. 43). Причина специфического действия гидроокиси этого металла пока не установлена. Как видно из приведенных на рис. 43 -данных, растворимость целлюлозы заметно повышается при добавлении в раствор едкого натра 1% Ве(ОН)г (от массы раствора). Дальнейшее увеличение количества добавленного Ее (ОН) 2 (например, до 2,5 7о) почти не увеличивает количество растворившейся целлюлозы. [c.139] Вернуться к основной статье