W artykule przedstawiono hipotetyczny mechanizm procesu starzenia celulozy w wyniku utleniania w środowisku kwaśnym pod wpływem zanieczyszczeń zawartych w otaczającym powietrzu. Wykonano badania kinetyki depolimeryzacji celulozy rodzimej w obecności tlenków azotu. Niejednorodność celulozy rodzimej pod względem fizycznym oraz jej złożona struktura nadcząsteczkowa i supramolekularna wywierają znaczny wpływ na kinetykę utleniania i depolimeryzacji. Wykazano, że do obliczania stopnia polimeryzacji celulozy oraz celulozy utlenionej można wykorzystywać to samo równanie StaudingeraMarka-Houwinka. Stwierdzono, że przyłożenie zewnętrznego naprężenia wywiera znaczny wpływ na reaktywność gazy celulozowej podczas jej utleniania, co wynika z jej złożonej struktury nadczasteczkowej. W wyniku przyłożenia zewnętrznego naprężenia podczas selektywnego utleniania celulozy rodzimej otrzymano kwasy uronowe o wyższej zawartości grup karboksylowych i równocześnie niższej lepkości istotnej. Stworzono model matematyczny tzw. DP-peeling off model pozwalajacy na opisanie kinetyki depolimeryzacji celulozy w pełnym zakresie danych doświadczalnych. Zdefiniowano parametry analityczne oznaczane za pomocą spektroskopii UV-VIS w celu oceny jakości celulozy utlenionej (OC). Opisano także nowe parametry jakościowe do charakteryzowania celulozy utlenionej oraz wskazujące na polidyspersyjność próbek celulozy utlenionej, zawartości wolnych kwasów glukuronowych, zawartości grup karboksylowych oraz składników destabilizujących. Umożliwiło to zbadanie i opisanie mechanizmów procesu degradacji podczas utleniania celulozy w środowisku kwaśnym, po której następuje dalszy rozpad w środowisku wodnym.
EN
The hypothetical mechanism of degradation and destruction of cellulose aging process during its acid oxidation process under the influence of air pollution is presented. The kinetics and mechanism of depolymerisation during nitroxidemediated oxidation of native cellulose was studied under various conditions. Physical heterogeneity of the native cellulose and its complicated hypermolecular and supramolecular structure exerts a marked influence upon the kinetics of oxidation and depolymerisation of cellulose. The feasibility of using the same StaudingerMark-Houwink equation to calculate the degree of polymerization of cellulose and the degree of polymerization of oxidized cellulose is demonstrated. It was shown also a strong influence of the external tension application on cellulose gauze reactivity during its oxidation from reason of its complicated hypermolecular structure. By application of external tension during selective oxidation of native cellulose were obtained cellouronic acids with higher carboxyl groups content but also lower of its intrinsic viscosity. The mathematical model – so-called DPpeeling off model - was derived to describe the kinetics of cellulose depolymerisation in full extent of experimental data. Newly defined analytical parameters evaluated with UV-VIS spectroscopy for determination of quality oxidized cellulose (OC) are described. New quality parameters for characterisation of oxidized cellulose as the parameter characterising the polydispersity in OC samples, the content of free glucuronic acid in OC, the share of COOH groups in OC and the content of destabilizing components in OC are shown. It allowed us to study and describe a mechanism of degradation processes during an acid oxidation of cellulose followed by its further destruction in water medium.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.