Układ LiCl-DMAc Układ chlorek litu (LiCl) – N,N-dimetyloacetamid (DMAc) jest w ostatnich latach bardzo popularnym układem rozpuszczalnikowym celulozy.

Prezentacja na temat: "Układ LiCl-DMAc Układ chlorek litu (LiCl) – N,N-dimetyloacetamid (DMAc) jest w ostatnich latach bardzo popularnym układem rozpuszczalnikowym celulozy."— Zapis prezentacji:

1 Układ LiCl-DMAc Układ chlorek litu (LiCl) – N,N-dimetyloacetamid (DMAc) jest w ostatnich latach bardzo popularnym układem rozpuszczalnikowym celulozy. Po raz pierwszy użyty przez Ekmanisa w 1986r. Nie wpływa negatywnie na rozpuszczany materiał i nie powoduje jego degradacji nawet po upływie długiego czasu od rozpuszczania. Ponadto przeprowadza on łańcuchy celulozowe do roztworu w taki sposób, że powstaje jednorodna mieszanina. McCormick CL, Callais PA, Hutchinson Jr BH. Macromolecules 1985;18:2394. Turback AF. Tappi J 1984;67(1):94 El-Kafrawy A. J Appl Polym Sci 1982;27:2435 Morgenstern B, Kammer HW. Trends Polym Sci 1996;4(3):87

2 Układ LiCl-DMAc-celuloza
Czysty dimetyloacetamid nie rozpuszcza celulozy. Obecność chlorku litu powoduje powstawanie kompleksów aktywnych w rozpuszczaniu celulozy. .

3 Rozpuszczanie próbki celulozy
Decydującą rolę odgrywa etap aktywacji celulozy: pęcznienie celulozy pod wpływem rozpuszczalnika polarnego – rozrywanie wiązań wodorowych między łańcuchami celulozy wymiana rozpuszczalnika na mniej polarny, na końcu na DMAc – dodawany w celu uniknięcia odtworzenia wiązań wodorowych. A.-L. Dupont, Polymer 44 (2003) 4117–4126

4 Przegląd metod aktywacji i rozpuszczania celulozy w układzie DMAc
M. Strlič, J. Kolar, J. Biochem. Biophys. Methods 56 (2003) 265–279

5 Niektóre właściwości celulozy
Ciężar właściwy(c.wł) -na podstawie modelu jednostki krystalograficznej-teoretyczny-ciężar właściwy wynosi g/cm3.W praktyce „zanieczyszczenia” celulozy powodują obniżenie c.wł.do wartości g/cm3. Właściwości mechaniczne- włókna celulozowe odznaczają się dużą wytrzymałością na rozerwanie.Własność ta wynika z wewnętrznej budowy celulozy i jest spowodowana głównie istnieniem silnych wiązań wodorowych pomiędzy poszczególnymi łańcuchami cząsteczek.Wytrzymałość i wydłużenie włókien celulozy zależą min.od stopnia polimeryzacji celulozy. Własności optyczne-celuloza wykazuje dwójłomność optyczną spowodowaną anizotropowością układu.Współczynniki załamania światła w kierunku równoległym i prostopadłym do osi włókna mają różne wielkości.Zmiany w strukturze włókna powodują zmiany współczynników załamania światła w obu kierunkach przestrzennych. Higroskopijność-celuloza wykazuje zdolność adsorbowania wielu gazów i par.Proces pobierania par nazywamy adsorpcją, a proces wydzielania nazywamy desorpcją.W procesie adsorpcji wody przez celulozę istotną rolę spełniają grupy hydroksylowe. Pęcznienie – celuloza adsorbuje z roztworów wodnych wiele substancji zasady,sole a również wodę,adsorpcji towarzyszy tzw.pęcznienie.Włókna zwiększają swoje wymiary w kierunku poprzecznym i wzrasta ich objętość.Zmieniają się parametry siatki krystalicznej.

6 Krystaliczność celulozy a jej właściwości
stopień krystaliczności celulozy skłonność do pęcznienia sorpcja wody gęstość twardość wytrzymałość na rozerwanie

7 Rozpuszczalniki celulozy
W pewnych przypadkach pęcznienie celulozy jest pierwszym stadium jej rozpuszczania. Rozpuszczenie celulozy można osiągnąć działaniem wielu związków chemicznych przy odpowiednio dobranych warunkach stężenia i temperatury. Rozpuszczanie celulozy może się odbywać metodami bezpośrednimi lub pośrednimi. W metodach bezpośrednich celuloza wprost przechodzi do roztworu za pomocą : Kwasów- przy określonych stężeniach,czasie i temperaturze może nastąpić hydroliza celulozy .Jej efektem końcowym jest -D-glukopiranoza.Z tak rozpuszczonej celulozy nie da się odtworzyć celulozy pierwotnej. Cuoxam Związków o budowie kompleksowej np.: odczynnik Schweizera (cuoxam) odczynnik Traube (cuen) Opracowano wiele rozpuszczalników o tym charakterze zmieniając atomy miedzi na kobalt, cynk, nikiel i kadm. Cuen Odczynniki takie pozwalają określić masę cząsteczkową celulozy bez działania destrukcyjnego(beztlenowego) .Z tak rozpuszczonej celulozy da się odtworzyć celulozę pierwotną.

8 Określanie czystości (jakości) celulozy
W metodach pośrednich wykorzystana jest reakcyjność celulozy jako alkoholu zawierającego trzy grupy hydroksylowe, grupy te można podstawić np.:podstawnikami nitrowymi lub acylowymi. Tak otrzymana pochodna celulozy może się łatwo rozpuścić w standartowych rozpuszczalnikach np.:aceton, tetrahydrofuran. Określanie czystości (jakości) celulozy . Jakość celulozy określa zawartość jej frakcji ,.  celuloza-nie rozpuszczalna się w 17.5% NaOH.W jej skład wchodzi celuloza o wysokim stopniu polimeryzacji powyżej 200 oraz inne polisacharydy które są niejednokrotnie wbudowane w strukturę celulozy  celuloza-jest to część celulozy rozpuszczalna w 17.5% NaOH, ale wytrącić ją można po zakwaszeniu kwasem octowym. Stopień polimeryzacji wynosi od 30 do  celuloza – to część rozpuszczalnych składników, które nie wytrącają się przy zakwaszeniu kwasem octowym  i  celulozy składają się z sacharydów o niskim stopniu polimeryzacji. Do oceny jakości celulozy służy tzw .liczba miedziowa tj; ilość gramów miedzi zredukowanej w płynie Fehlinga przez 100g celulozy R-CHO +2 CuO  R-COOH + Cu2O

9 Alkaliceluloza Produkt przyłączenia wodnego roztworu NaOH lub KOH do celulozy,otrzymany działaniem wodnego roztworu tych substancji ,nazywamy alkalicelulozą(merceryzacją). Przypuszczalne sposoby wiązania zasady: Związki addycyjne (C6H10O5 ) · NaOH Tworzenie Alkoholanów (celulozanów) (C6H10O4 –OH)n + n NaOH  (C6H10O4 –ONa)n + n H2O W wyniku działania alkaliów następuje zmiana siatki krystalograficznej powstaje celuloza II o mniejszym stopniu krystaliczności (większy udział składników amorficznych). Celuloza I 8,35 10,3 7,9 84° Celuloza II 62° 10,3 8,1 9,1 Zmiany w strukturze włókna powodują zwiększoną higroskopijność, zdolność pęcznienia ,reakcyjność celulozy.