| Обратная связьРассылка
Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.
АНАЛИЗ КОРРЕЛЯЦИИ МЕЖДУ КРИСТАЛЛИЧНОСТЬЮ И СОРБЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ЯМР
Предложена модель надмолекулярной организации целлюлозы, которая учитывает наличие щелевидных пор между ее структурными элементами. Анализ изотермы сорбции паров воды на волокнах нативной целлюлозы методами 1Н ЯМР-релаксации и спектроскопии показал, что формирование монослоя Ленгмюра осуществляется в два этапа: из паровой фазы водного адсорбтива до p/ps = 11%, а затем из квазижидкой фазы полислоев адсорбата вплоть до максимального гигроскопического влагосодержания. На основе данных модифицированного метода CPMG с коротким временным интервалом между радиочастотными импульсами обнаружены три адсорбционных слоя воды на образцах целлюлозы. Для каждого из этих слоев определены влагосодержания и соответствующие им времена спин-спиновой релаксации. Представлены два новых подхода для расчета константы адсорбционного равновесия адсорбированной воды. Установлена корреляция между константой адсорбционного равновесия и степенью кристалличности целлюлозы. Дан термодинамический расчет величины расклинивающего давления со стороны адсорбированной воды, которое приводит к уменьшению степени кристалличности целлюлозы в ходе равновесного увлажнения.
Ключевые слова: целлюлоза, адсорбция воды, константа адсорбционного равновесия, кристалличность, ядерный магнитный резонанс.
ANALYSIS OF CORRELATION BETWEEN CRYSTALLINEITY AND SORPTION PROPERTIES OF CELLULOSE BASED ON NMR DATA
The model of cellulose supramolecular organization that takes into account the presence of slit-like pores between its structural elements is proposed. Analysis of the isotherm of water vapor sorption on native cellulose fibers by 1H NMR-relaxation and spectroscopy showed that the formation of Langmuir monolayer occurs in two stages: from the vapor phase of aqueous adsorptive to p/ps = 11%, and then from the quasi-liquid phase of adsorbate polylayers up to the maximum hygroscopic moisture content. Based on data of the modified CPMG method with the short time interval between radiofrequency pulses, three adsorption water layers were found on cellulose samples. For each of these layers, the moisture content and the corresponding spin-spin relaxation times were determined. Two new approaches are presented for calculating the adsorption equilibrium constant of adsorbed water. The correlation has been established between the adsorption equilibrium constant and the crystallinity of cellulose. The thermodynamic calculation of proppant pressure from the side of adsorbed water, which leads to the decrease in cellulose crystallinity during equilibrium moistening, was given.
Keywords: cellulose, water adsorption, adsorption equilibrium constant, crystallinity, nuclear magnetic resonance.
