Возможность получения новых практически ценных свойств в результате обработки целлюлозных материалов, особенно волокон, полифункциональными реагентами, явилась объектом многочисленных исследований. Наибольший интерес представляет синтез материалов, устойчивых к сминанию (определение проводится по изменению угла восстановления [148]). Стил [149] считает, что образование химических поперечных связей между макромолекулами — наиболее эффективный, если не единственный, способ повышения эластичности целлюлозных препаратов. Ниже рассмотрены некоторые физико-химические и механические свойства сшитых целлюлозных материалов.[ ...]
Растворимость и набухание. Характерная особенность сшитых препаратов целлюлозы заключается в том, что даже при небольшом числе межмолекулярных поперечных связей модифицированные материалы нерастворимы в обычных растворителях, в которых растворяется целлюлоза; однако препараты, сшитые в мокром или набухшем состоянии, сильно набухают в воде. Сшитые бифункциональными соединениями целлюлозные материалы отличаются от монозамещенных производных по растворимости в медноаммиачном растворе [150] и в других растворителях.[ ...]
В результате сшивания препаратов в сухом состоянии их равновесное влагосодержание или кондиционная влажность в стандартных условиях (21 °С, относительная влажность 65%) существенно снижается. Это снижение значительно больше, чем можно было бы ожидать, учитывая уменьшение количества гидроксильных групп в макромолекуле целлюлозы. Кондиционная влажность целлюлозных материалов, сшитых в мокром (набухшем) состоянии, как правило, даже выше, чем исходной целлюлозы. Вероятно, наличие поперечных связей способствует сохранению структуры материала, изменившейся после набухания, и приводит к повышенному поглощению влаги. Влияние, которое оказывает процесс сшивания волокна или ткани в мокром состоянии на повышение равновесного влагопоглощения препаратов природной и регенерированной целлюлозы, несомненно, отличается от влияния, оказываемого обработкой аналогичными монофункциональными реагентами [60].[ ...]
Реакционноспособность. Реакционноспособность целлюлозы определяется скоростью диффузии реагентов внутрь материала и зависит от наличия и числа химических поперечных связей. Факторы, приводящие к понижению равновесной влажности и вообще влагопоглощения сшитой целлюлозы, аналогично влияют на понижение ее реакционной способности при взаимодействии с различными реагентами далее в набухшем состоянии.[ ...]
Установлено, что скорость и степень окисления гипохлоритом натрия сшитой формальдегидом хлопковой целлюлозы существенно понижаются с увеличением количества связанного формальдегида от 0,3 до 0,9% [158]. В этом же интервале степеней замещения происходит основное изменение механических свойств сшитых целлюлозных материалов. При исследовании механических свойств сшитого вискозного шелка был сделан вывод, что число поперечных связей достигает максимума, когда содержание связанного формальдегида 5%. При увеличении количества связанного формальдегида образуются более длинные поперечные связи [159]. Удельная поверхность набухшего в воде сшитого целлюлозного материала уменьшается с 116 до 17,5 м2/г при введении до 1% связанного формальдегида (определение по изменению сорбции азота) [160]. Равновесная сорбция прямого красителя понижается на 50% при введении в целлюлозный препарат путем обработки в сухом состоянии 1% связанного формальдегида. При сшивании целлюлозного материала формальдегидом в водном растворе способность материала к сорбции красителя остается неизменной.[ ...]
Если в водной среде сшитая целлюлоза сохраняет реакционно-способность, хотя и пониженную, то в неводных средах образование связей приводит к значительному снижению скоростей реакций. Сшитая целлюлоза практически не взаимодействует с растворами бензилхлорида [161] или фенилизоцианата [162] в пиридине даже в относительно жестких условиях.[ ...]
Было осуществлено метилирование хлопковой целлюлозы, содержащей окснметиленовые поперечные связи, однако скорость реакции существенно понижалась в процессе метилирования, особенно на последней стадии [163]. Сшитые материалы можно подвергать нитрации без заметного изменения числа поперечных связей [164].[ ...]
Устойчивость к действию микроорганизмов. Сшивание целлюлозы является эффективным способом придания ей устойчивости к действию микроорганизмов, причем устойчивость эта значительно выше, чем можно было бы ожидать, учитывая степень замещения гидроксильных групп макромолекулы целлюлозы. Это объясняется, вероятно, значительным затруднением диффузии соответствующих ферментов в сшитый волокнистый материал. Устойчивость к гниению хлопчатобумажной ткани, обработанной производными меламина, объясняется, по-видимому, образованием в модифицированной целлюлозе поперечных связей [165].[ ...]
В результате сшивания происходят существенные изменения механических свойств целлюлозных материалов, в том числе эластичности, т. е. способности изделия восстанавливать форму после сминания, и прочности, т. е. устойчивости к разрыву, раздиру и истиранию.[ ...]
Химические поперечные связи ограничивают возможность взаимного перемещения структурных элементов волокна при действии определенной нагрузки. Сшитая целлюлозная ткань обладает пониженным разрывным удлинением и повышенной эластичностью при относительно небольших удлинениях. Для практического использования способность изделия восстанавливать форму после сминания — более ценное свойство, чем устойчивость к смина-нию [40].[ ...]
Вернуться к оглавлению