Курс органической химии - Каррер П.
Скачать (прямая ссылка):
Ослабленную и частично расщепленную кислотами целлюлозу называют г и д'р о ц е л л ю л о з о и, а подвергнутую действию окислителей — оксицеллю лозой. Как гидро-, так и оксицеллюлоза ие являются однородными соединениями и представляют собой смеси неизмененной целлюлозы с продуктами ее расщепления. Они играют некоторую роль при разрушении ткани.
Действие холодной концентрированной щелочи также вызывает изменение волокон целлюлозы. Они присоединяют щелочь и при этом сильно сморщиваются; последующая промывка водой позволяет удалить связанную щелочь, причем волокно приобретает некоторый блеск и повышенную восприимчивость к красителям и влаге. Этот процесс, открытый Мерсером и получивший название «мерсеризации», приобрел практическое значение для предварительной обработки волокна перед крашением. Причина явления мерсеризации еще не выяснена; по-видн-
454
Гл. 21. Углеводы
мому, различия между природной и мерсеризованной целлюлозой объясняются физическими, а именно кристаллографическими, изменениями при мерсеризации, так как рентгенограммы обоих продуктов различны.
Искусственный шелкИскусственный шелк является продуктом переработки природной целлюлозы. Принцип приготовления искус-ственного шелка состоит в том, что клетчатку или ее производные переводят в раствор, который затем через так называемые фильеры продавливают тонкими струйками в соответствующие осадители. В этих растворах осаднтелей происходит быстрая коагуляция, быстрое осаждение целлюлозы (или ее производных), которая в результате получается в виде тонких нитей.
Существуют следующие четыре вида искусственного шелка:
а) Искусственный шелк Ш а р д о н н е. Его получают из нитроцеллюлозы (стр. 462) со средним содержанием азота, т. е. из препаратов, растворимых в смеси спирта и эфира (коллоксилин). Спирто-эфирньш раствор нитроцеллюлозы продавливают через фильеры либо сухим способом прядения, либо мокрым способом (в воду); в первом случае происходит быстрое испарение растворителя, во втором случае он вымывается водой и получается нитроцеллюлозная нить. Непосредственно эту нить вследствие ее легкой воспламеняемости еще нельзя использовать для получения искусственного шелка; ее необходимо предварительно денитровать, что достигается путем обработки сульфгидратом натрия или аммония ЫН45Н. которые восстанавливают и отщепляют нитрогруппы. Следовательно, нить Шардонне состоит из регенерированной переосажденной целлюлозы.
б) М е д н о а м м и а ч н ы й шелк (01апгзт.011). Для получения этого вида искусственного шелка целлюлозу растворяют в аммиачном растворе окиси меди [Си(ЫНз)4](ОН)2 (реактив Швейцера), а затем продавливают через фильеры в кислую ванну, содержащую серную кислоту, кислые соли и т. п. Вследствие нейтрализации медноаммиач-ного комплекса целлюлоза выпадает из раствора и при соответствующих условиях может быть получена в виде нити.
в) Вискозный шелк. Его получают из ксантогената целлюлозы, с которым мы познакомились выше (стр. 463). Раствор ксантогената, прошедший стадию старения и достигший высокой степени вязкости, пропускают через фильеры в осадительную ванну, содержащую серную кислоту или соли (сульфаты, бисульфаты и т. п.). Осажденная таким способом нить в большинстве случаев состоит еще из ксантогената. Для превращения его в целлюлозу нить нуждается в дальнейшей обработке, которая заключается, например, в том, что наматывание на катушки производится в сернокислотной ванне.
г) Ацетатный шелк. Этот более новый вид искусственного шелка получают из ацетилцеллюлозы путем растворения ее в органических растворителях (хлороформе, ацетоне) и последующего продав-ливания через фильеры в осадительную ванну. Нить получающегося
1 Р. Н. Hermans, Physics and Chemistry of Cellulose Fibres with particular Reference to Rayon, N. Y„ Amsterdam, 1949; R. W. Moncrieff, Artificial Fibres, N. Y., 1951; O. Faust, Kunstseide, IV und V Aull, Dresden und Leipzig, 1931 [О. Фауст, Искусственный шелк, 1930]; Fritz Ohl, Die Kunstseiden. Nitrat-, Acetat-, Ather-, Viscose- und Kupferkunstseide, Leipzig, 1931; Thomas Woodhouse, Artificial Silk or Rayon, its Manufacture and Uses. 2nd ed., London, 1929; Paul August Koch, Kunstseiden und Zellwollen, ihre Herstellung, Eigenschaften und Prufung, Munchen, 1938; Willi Siegle, Die Kunstfaser. Wie werden Kunstseide und Zellwolle hergestellt und verarbeitet? Stuttgart, 1938.
465
ацетатного шелка состоит из ацетилцеллюлозы, сохранившей свои ацетильные группы. Поэтому, в отличие от первых трех видов искусственного шелка, этот шелк представляет собой не регенерированную целлюлозу, а ее эфир.
Искусственные шелка обладают большим блеском и гибкостью, т. е. теми свойствами, которые характерны для натурального шелка. Однако в химическом отношении они не имеют ничего общего с настоящим шелком, который является белковым веществом. От него они невыгодно отличаются недостаточной прочностью, изнашиваемостью и большей чувствительностью к влажному воздуху и воде.
Шелк Шардонне, медно-аммиачный шелк и вискозный шелк в химическом отношении представляют собой регенерированную, переосажденную целлюлозу, и для них не могут совершенно бесследно пройти те различные химические воздействия, которым целлюлоза подвергается в процессе переработки. Они обладают признаками некоторого неглубокого расщепления: слегка повышенной восстановительной способностью, большей гигроскопичностью и увеличенной восприимчивостью к красителям. Некоторые из этих особенностей отчасти объясняются тем, что физическое строение искусственного шелка отличается от строения волокна природной целлюлозы. Мельчайшие частицы целлюлозы, ее мицеллы, или кристаллиты, расположены в нитях искусственного шелка в большей или меньшей степени беспорядочно, а не ориентированы вдоль осп волокна, как в природной целлюлозе. На физические свойства волокна оказывает влияние ослабление связей между мицеллами и увеличение активной поверхности. Это приводит к повышению адсорбционной способности искусственного шелка по отношению к воде и красителям, а также к уменьшению химической н механической прочности. Устойчивость искусственных и природных волокон целлюлозы по отношению к действию ферментов тоже не одинакова: Еолокна искусственного шелка при действии «целлюлазы», содержащейся в улитках и других беспозвоночных, сравнительно легко н полно превращаются в сахара, тогда как расщепление природной клетчатки (хлопка) происходит значительно медленнее.
