Материал

Число глюкозидных остатков

Необработанный хлопок

2500-3000

Очищенный хлопковый линт

900-1000

Очищенная древесная масса

800-1000

Регенерированная целлюлоза

200-400

Промышленный ацетат целлюлозы

150-270

Даже механический сдвиг, например при абразивном размельчении, приводит к уменьшению длины цепей. При уменьшении длины полимерной цепи ниже определенного минимального значения изменяются макроскопические физические свойства целлюлозы.

Окислительные агенты оказывают на целлюлозу воздействие, не вызывая расщепления глюкопиранозного кольца (рис. 4). Последующее действие (в присутствии влаги, например, при климатических испытаниях), как правило, приводит к разрыву цепи и увеличению числа альдегидоподобных концевых групп. Поскольку альдегидные группы легко окисляются до карбоксильных, содержание карбоксила, практически отсутствующего в природной целлюлозе, резко возрастает в условиях атмосферных воздействий и окисления.

Как и все полимеры, целлюлоза разрушается под воздействием атмосферных факторов в результате совместного действия кислорода, влаги, кислотных компонентов воздуха и солнечного света. Важное значение имеет ультрафиолетовая составляющая солнечного света, и многие хорошо защищающие от УФ-излучения агенты увеличивают срок службы изделий из производных целлюлозы. Кислотные компоненты воздуха, такие, как оксиды азота и серы (а они всегда присутствуют в атмосферном воздухе промышленных районов), ускоряют разложение, зачастую оказывая более сильное воздействие, чем солнечный свет. Так, в Англии было отмечено, что образцы хлопка, испытывавшиеся на воздействие атмосферных условий, зимой, когда практически не было яркого солнечного света, деградировали быстрее, чем летом. Дело в том, что сжигание зимой больших количеств угля и газа приводило к повышению в воздухе концентрации оксидов азота и серы. Кислотные поглотители, антиоксиданты и агенты, поглощающие УФ-излучение, снижают чувствительность целлюлозы к атмосферным воздействиям. Замещение свободных гидроксильных групп приводит к изменению такой чувствительности: нитрат целлюлозы деградирует быстрее, а ацетат и пропионат - медленнее.

Физические свойства. Полимерные цепи целлюлозы упакованы в длинные пучки, или волокна, в которых наряду с упорядоченными, кристаллическими имеются и менее упорядоченные, аморфные участки (рис. 5). Измеренный процент кристалличности зависит от типа целлюлозы, а также от способа измерения. По рентгеновским данным, он составляет от 70% (хлопок) до 38-40% (вискозное волокно). Рентгенографический структурный анализ дает информацию не только о количественном соотношении между кристаллическим и аморфным материалом в полимере, но и о степени ориентации волокна, вызываемой растяжением или нормальными процессами роста. Резкость дифракционных колец характеризует степень кристалличности, а дифракционные пятна и их резкость - наличие и степень предпочтительной ориентации кристаллитов. В образце вторичного ацетата целлюлозы, полученного процессом "сухого" формования, и степень кристалличности, и ориентация весьма незначительны. В образце триацетата степень кристалличности больше, но предпочтительная ориентация отсутствует. Термообработка триацетата при температуре 180-240??C заметно повышает степень его кристалличности, а ориентирование (вытягиванием) в сочетании с термообработкой дает самый упорядоченный материал. Лен обнаруживает высокую степень и кристалличности, и ориентации. См. также ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ; БУМАГА И ПРОЧИЕ ПИСЧИЕ МАТЕРИАЛЫ; ПЛАСТМАССЫ.

продукты замещения атомов водорода гидроксильных групп макромолекулы целлюлозы на алкильные (простые Ц. э.) или кислотные (сложные Ц. э.) остатки; общая формула [С₆Н₇О₂ (ОН)_3-к (OR) _k] _n, где R = - CH₃; -C₂H₅; -С (О) СН₃; -NO₂ и др.; к - число замещенных ОН-групп в одном элементарном звене (степень замещения). Ц. э. синтезируют с целью придания целлюлозе нового комплекса свойств, в частности растворимости и термопластичности.

Простые Ц. э. синтезируют О-алкилированием - взаимодействием щелочной целлюлозы главным образом с алкилгалогенидами (хлористый метил, хлористый этил). В качестве алкилирующих реагентов используют также окись этилена и её производные, акрилонитрил. Сложные Ц. э. получают этерификацией и ацилированием - взаимодействием целлюлозы с органическими или неорганическими кислотами, их ангидридами и хлорангидридами. Из Ц. э. с неорганическими кислотами наибольшее практическое значение имеют Ксантогенаты целлюлозы, применяемые в производстве вискозных волокон (См. Вискозные волокна) и целлофана (см. также Вискоза), а также Нитраты целлюлозы, используемые для получения бездымного пороха (См. Бездымный порох), Целлулоида, плёнок и лаков. Из Ц. э. с органическими кислотами по объёму производства первое место занимают ацетаты целлюлозы (см. Ацетилцеллюлоза); их применяют для получения искусственных волокон, плёнок и пластмасс. Известны также смешанные Ц. э., содержащие различные алкильные и ацильные заместители, например метилоксипропиловый Ц. э., ацетобутират целлюлозы.

Свойства Ц. э. зависят от степени замещения, природы радикала и степени полимеризации. Степень замещения (к) изменяется от 0,5-1,0 для низкоза-мещённых простых Ц. э. (например, Метилцеллюлоза, Этилцеллюлоза, Карбоксиметилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза) до 2,2-3,0 для высокозамещённых простых и сложных Ц. э. (например, этилцеллюлоза, цианэтилцеллюлоза, ацетаты и нитраты целлюлозы). Низкозамещённые простые Ц. э. растворимы в воде и водных растворах щёлочей, что позволяет использовать их как загустители и стабилизаторы эмульсий и суспензий в текстильной, бумажной, нефтяной, фармацевтической, пищевой и др. отраслях промышленности. Высокозамещённые простые и сложные Ц. э. растворяются в доступных органических растворителях и хорошо совмещаются с пластификаторами; их применяют для получения лаков и пластмасс (т. н. этролов (См. Этролы)).

Лит. см. при ст. Целлюлоза.

Л. С. Гальбрайх.