Факторы, влияющие на состав алкалицеллюлозы

Факторы, влияющие на состав алкалицеллюлозы

О 10 20 30 40 SO Концентрация NaOH, %

Рис. 77. Зависимость количества щелочи, связанной целлюлозой, от концентрации щелочи в растворе (с учетом количества связанной воды).

1 — NaOH; 2 — Н20; з — общее количество NaOH.

Выше уже указывалось, что состав алкалицеллюлозы сильно зависит от условий ее получения. Основными факторами, оказывающими влияние на образование и состав алкалицеллюлозы, является концентрация ще­лочи в мерсеризующем растворе, температура щелочной обработки, ха­
рактер применяемой гидроокиси, особенности исходной целлюлозы, ха­рактер растворителя, в котором растворена щелочь. Варьируя условия, можно в широких пределах изменять соотношение скоростей образования соединения щелочи с целлюлозой и гидролиза этого соединения, а следо­вательно, и состав алкалицеллюлозы. Образование молекулярного соеди­нения целлюлозы и щелочи и некоторого количества алкоголята происхо­дит при действии щелочей любой концентрации. Однако при действии разбавленных растворов щелочи обратная реакция гидролиза алкалицел­люлозы протекает интенсивно благодаря наличию большого количества свободной воды, в результате чего получаются препараты алкалицеллю­лозы с малым количеством присоединенной щелочи. Рентгенограмма таких

Препаратов идентична рентгенограмме исход­ной целлюлозы.

Большое влияние на состав алкалицел­люлозы в процессе мерсеризации оказывает концентрация щелочи в растворе. Чем выше концентрация щелочи в растворе, тем менее интенсивно протекает процесс гидролиза и тем выше у получаемой алкалицеллюлозы.

Очень велико значение температуры об­работки в процессе получения алкалицеллю­лозы. Бидл и Стивене [4] изучали влияние температуры и концентрации щелочного рас­твора на процесс адсорбции щелочи волок­нами медноаммиачного шелка (регенериро­ванная целлюлоза). Результаты их исследо­ваний приведены на рис. 78. Приведенные на рисунке кривые показывают, что при обработке целлюлозы раство­рами щелочей различной концентрации в пределах температур от 5 до 40° наблюдаются максимумы гидратации и максимумы адсорбции щелочи и что эти максимумы больше при более низких температурах.

Роговин [1Z] рассматривает вопрос о влиянии температуры на процесс образования алкалицеллюлозы с точки зрения различия температурных коэффициентов скоростей образования соединений целлюлозы со щелочью и гидролиза этих соединений. При повышении температуры мерсеризации скорость процесса гидролиза увеличивается в большей степени, чем ско­рость образования молекулярных соединений. Поэтому минимальная концентрация едкого натра, необходимая для образования алкалицел­люлозы определенного состава, повышается. При понижении температуры мерсеризации величина у препарата, получаемого при обработке целлю­лозы щелочью одной и той же концентрации, повышается. Для получения при пониженных температурах щелочной целлюлозы с той же величиной у Можно понизить концентрацию щелочи при мерсеризации.

Если минимальная концентрация едкого натра, необходимая для об­разования алкалицеллюлозы (характеризующейся появлением новой рент­генограммы), при 20° составляет 16—18%, то при понижении температуры мерсеризации до 2° образование алкалицеллюлозы происходит уже при действии 12%-го раствора едкого натра, а при дальнейшем понижении температуры до —10° алкалицеллюлоза образуется уже при действии 6.5%-го раствора едкого натра. Данные Гинзберг и Роговина [1S] о влиянии температуры мерсеризации на состав алкалицеллюлозы приведены в табл. 51.

Таблица 51

Влияние температуры мерсеризации на состав алкалицеллюлозы

Концен­трация NaOH при мерсери­зации,

Г/л

Значение i при температуре мерсеризации

20°

—4°

45

20

24

110

60

100

210

95

1ЭЭ

330

120

160

Как видно из табл. 51, при мерсеризации целлюлозы концентрирован­ными растворами щелочи при низких температурах, т. е. в таких условиях,
при которых процесс гидролиза щелочной целлюлозы замедляется, можно получить щелочную целлюлозу с более высоким значением у. При низкой температуре образование щелочной целлюлозы с у = 100 происходит при обработке целлюлозы раствором, содержащим всего лишь 100—110 г едкого натра на литр раствора.

Факторы, влияющие на состав алкалицеллюлозы

Следует заметить, что хотя рассуждения о влиянии соотношения про­цессов образования щелочного соединения и его гидролиза на состав

Факторы, влияющие на состав алкалицеллюлозы

I__ I I I I 1 1 I—I—

О Ч 8 12 16 Го 24 1 5 9 13 17 21 Z5

% NaOH 6 рабнобесном PacmSope % NaOH В равновесном растборе

Факторы, влияющие на состав алкалицеллюлозы

T° PacwSopo T° Растбора

Рис. 78. Влияние температуры и концентрации на общее количество адсорбиро­ванной щелочи и воды регенерированной целлюлозой.

Алкалицеллюлозы в различных условиях мерсеризации п являются до­вольно убедительными, но несомненно, что, помимо этих процессов, на состав алкалицеллюлозы оказывает огромное влияние процесс набухания, связанный со способностью гидратированных ионов щелочи проникать в глубь структуры волокна; а этот процесс, по-видимому, в растворах ще­лочей тесно связан с количеством свободной воды в мерсеризующих раство­рах, способствующей рыхлению структуры целлюлозы и последующему проникновению щелочи и образованию алкалицеллюлозы.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв