Центральный Дом Знаний - Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров

Информационный центр "Центральный Дом Знаний"

Заказать учебную работу! Жми!



ЖМИ: ТУТ ТЫСЯЧИ КУРСОВЫХ РАБОТ ДЛЯ ТЕБЯ

      cendomzn@yandex.ru  

Наш опрос

Я учусь (закончил(-а) в
Всего ответов: 2654

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


Форма входа

Логин:
Пароль:

Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров

Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. 
Учебник для вузов. СПб.: СПбЛТА, 1999, 628 с.

В учебнике в достаточно компактной четкой форме излагается на современном уровне обширный по тематике материал Особое внимание уделено строению макромолекул и физической структуре полимеров как основе для понимания структуры и свойств синтетических полимеров н высокомолекулярных компонентов древесины. Рассмотрены процессы синтеза полимеров, в том числе биосинтеза природных полимеров Детально излагаются свойства синтетических полимеров, используемых при получении разнообразных материалов н изделий на основе древесины и продуктов се переработки Учебник содержит необходимые сведения по анатомии древесины и строению клеточной стенки Значительное месю отводная изложению теоретических основ процессов химической переработки древесины и ее компонентов. 
Учебник предназначается для студентов лесотехнических специальностей "Технология химической переработки древесины" и "Технология деревообработки", в том числе при подготовке бакалавров и мат петров по направлению "Химическая технология и биотехнология", а также будет полезным для аспиранюв. инженеров, научно-технических работников, специализирующихся в данных областях.


ПРЕДИСЛОВИЕ

В данном учебнике изложены основы химии и физико-химии поли­меров, химии древесины и ее основных компонентов.

Сама древесина представляет собой природный полимерный компо­зиционный материал, основные компоненты которого являются высокомо­лекулярными соединениями. Древесина является ценным возобновляемым углеродсодержащим сырьем, химической переработкой которого получа­ют более 20 тысяч наименований различных материалов, продуктов и из­делий.

Химия древесины и синтетических полимеров является теоретиче­ской основой процессов химической технологии производства целлюлозы, бумаги, лесохимических продуктов, продуктов гидролиза, древесных плит и пластиков, защиты древесины, материалов и изделий деревообработки.

Учебник написан в соответствии с программой курса «Химия древе­сины и синтетических полимеров» и предназначен для студентов специ­альностей «Технология химической переработки древесины» (26.03), «Технология деревообработки» (26.02) лесотехнического профиля. Освое­ние студентами данного курса основывается на предшествующих дисцип­линах химического цикла (неорганической, аналитической, органической, физической и коллоидной химии, физико-химических методах анализа) и обеспечивает теоретическую базу технологических специальных дисцип­лин.

В учебнике изложены основы химии и физики полимеров с целью последующего изучения химии древесины и ее компонентов. Это позволя­ет студентам приобрести знания о строении, составе и свойствах древеси­ны, усвоить современные представления о химическом строении, физиче­ской структуре и химизме превращений основных компонентов древесины в процессах ее переработки и уяснить главные направления использования древесины и ее компонентов. Получить необходимые сведения о синтезе полимеров и возможных направлениях их применения в лесной индустрии. Освоить основные методы физико-химического анализа полимеров, разде­ления древесины на компоненты и их анализ. Заложить основы научно обоснованного подхода к переработке древесины как комплексу ресурсос­берегающих экологически безопасных производств.

Учебник позволяет в рамках учебной программы направленно орга­низовать самостоятельную работу студентов как для углубленной прора­ботки дисциплины, так и для выполнения научно-исследовательских kvd-совых работ.

Основу книги составили курсы лекций по химии и физике полиме­ров и химии древесины, читаемые авторами в Московском государствен­ном^ университете леса, С.-Петербургской государственной лесотехниче­ской академии и С.-Петербургском государственном технологическом университете растительных полимеров.

Книга может быть полезна для подготовки специалистов по много­уровневой системе, а также специалистов, занимающихся производством различных материалов и изделий из древесины и синтетических полиме­ров, а именно, аспирантам, преподавателям, научным работникам и инже­нерам.

Часть первая написана профессором Азаровым В.И. (МГУЛ), часть вторая - профессором Азаровым В.И. и доцентами Буровым А.В (СПбГТУРП) и Оболенской А.В. (СПбЛТА), части третья и четвертая -доцентами Буровым А.В. и Оболенской А.В. Все замечания и пожелания по данному учебнику будут с благодарностью приняты авторами.

Авторы выражают глубокую признательность сотрудникам кафедр, принимавших участие в обсуждении и оформлении рукописи учебника, в особенности профессору М.Я. Зарубину и доцентам З.П. Ельницкой и Н.Г. Костюкевич. Авторы особо благодарны АО «Котласский ЦБК», лично начальнику НИЛ Н.В. Балакшиной и техническому директору И.И.'Ярмо­линскому, а также ОАО «Сыктывкарский ЛПК», АОЗТ АО Тхоместь (Нов­город) и Хвойненскому лесхозу за помощь в осуществлении издания учеб­ника.


ОГЛАВЛЕНИЕ:
Предисловие................................................................................,..................................... з
Введение .......................................................,..................................................................... 5
ЧАСТЬ 1. Основы химии полимеров
Глава 1. Общие представления о полимерах .......................................................... 10
1.1. Структура и классификация полимеров ...................................................... 11
1.1.1. Химическое строение макромолекул .................................................. 12
1.1.2. Особенности линейных, разветвленных и сетчатых полимеров ....... 14
1.2. Стереорегулярность и пространственная изомерия полимеров ................ 16
Глава 2. Получение полимеров ................................................................................. 18
2.1. Полимеризация ............................................................................................... 19
2.1.1. Радикальная полимеризация ................................................................. 20
2.1.2. Ионная полимеризация .......................................................................... 30
2.1.3. Полимеризация циклических мономеров ............................................ 36
2.1.4. Способы проведения полимеризации ................................................... 37
2.2. Сополимеризация ........................................................................................... 38
2.3. Поликонденсация ........................................................................................... 41
2.3.1. Типы реакций поликонденсации .......................................................... 42
2.3.2. Закономерности реакций поликонденсации ........................................ 44
2.3.3. Способы проведения поликонденсации ............................................... 48
2.4. Полиприсоединение ....................................................................................... 50
Глава 3. Осиозные классы синтетических полимеров ........................................ 51
3.1. Карбоцепные полимеры ............................................................................... 52
3.1.1. Полимерные углеводороды ................................................................... 52
3.1.2. Полимеры галогенпроизводных непредельных углеводородов ........ 56
3.1.3. Полимеры акриловой и метакриловой кислот и их производных .. . 57
3.1.4. Полимерные спирты, их сложные эфиры и ацетали ........................... 59
3.1.5. Фенолоальдегидные олигомеры и полимеры ...................................... 62
3.2. Гетероцепные полимеры............................................................................... 67
3.2.1. Карбамидо- и меламиноформальдегидные олигомеры и полимеры .. 68
3.2.2. Сложные олигоэфиры и полиэфиры ..................................................... 82
3.2.3. Полиамиды .............................................................................................. 89
3.2.4. Полиуретаны ........................................................................................... 91
3.2.5. Эпоксидные олигомеры и полимеры .................................................... 94
Глава 4. Химические реакции полимеров ............................................................... 98
4.1. Химические превращения, не приводящие к изменению длины макро­молекул ............................................................................................................ 99
4.1.1. Полимераналогичные превращения ..................................................... 99
4.1.2. Внутримолекулярные превращения ..................................................... 101
4.2. Химические превращения, приводящие к увеличению степени полиме­ризации и молекулярной массы .................................................................... Ю2
4.2.1. Сшивание макромолекул ....................................................................... 102
4.2.2. Отверждение олигомеров и полимеров ................................................ 105
4.3. Химические превращения, приводящие к уменьшению степени полиме­ризации и молекулярной массы .................................................................... 107
4.3.1. Химическая деструкция ......................................................................... 108
4.3.2. Термическая деструкция ........................................................................ Ш
4.3.3. Фотодеструкция ...................................................................................... 112
4.3.4. Радиационная деструкция ...................................................................... ИЗ
4.3.5. Механическая деструкция ..................................................................... 114
4.4. Старение и стабилизация полимеров ........................................................... 115
ЧАСТЬ II. Основы физико-химии полимеров Глава 5. Физическая структура полимеров ............................................................ 118
5.1. Форма и гибкость макромолекул .................................................................. 118
5.2. Внутримолекулярное и межмолекулярное взаимодействие в полимерах 126
5.3. Надмолекулярная структура полимеров ...................................................... 129
5.3.1. Агрегатные и фазовые состояния полимеров ...................................... 130
5.3.2. Аморфное состояние полимеров ........................................................... 134
5.3.3. Кристаллическое состояние полимеров .............................................. 136
5.3.4. Ориентированное состояние полимеров .............................................. HI
5.4. Методы исследования структуры полимеров ............................................. 143
5.4.1. Электронная микроскопия ..................................................................... 144
5.4.2. Рентгеноструктурный анализ ................................................................ 144
5.4.3. Инфракрасная спектроскопия ............................................................... 146
Глава 6. Релаксационные состояния и свойства полимеров .............................. 147
6.1. Релаксационные состояния и температуры перехода из одного состоя­ния в другое .................................................................................................... 148
6.2. Деформация полимеров в различных релаксационных состояниях ......... 153
6.3. Термомеханический метод исследования полимеров ................................ 157
Глава 7. Растворы полимеров ................................................................................... 159
7.1. Механизм растворения полимеров ............................................................. 159
7.2. Свойства разбавленных растворов по.шмеров ............................................ 163
7.3. Свойства концентрированных растворов полимеров ................................. 167
7.4. Пластификация полимеров.......................................................................... 169
7.5. Молекулярная масса и неоднородность полимеров по молекулярной
массе ............................................................................................................... '70
7.6. Методы определения молекулярной массы полимеров ............................. 173
ЧАСТЬ III. Структура, химия и физика древесины и ее компонентов
Глава 8. Состав и строение древесины .................................................................... 178
8.1. Древесные растения и другие виды растительного сырья ......................... 178
8.2. Строение дерева ............................................................................................. '82
8.3. Химический состав древесины ..................................................................... 183
183
8.3.1. Компоненты древесины .........................................................................
8.3.2. Химический состав древесины хвойных и лиственных пород .......... 188
8.4. Строение древесины ......................................................................................
8.4.1. Макроскопическое строение .................................................................
8.4.2. Анатомическое строение древесины .................................................... ^
8.5. Кора и древесная зелень ................................................................................ ^
8.5.1. Строение коры ........................................................................................
8.5.2. Химический состав коры ....................................................................... ^
8.5.3. Древесная зелень ....................................................................................
8.6. Строение и состав клеточной стенки ...........................................................
8.6.1. Слои клеточной стенки и распределение компонентов древесины .. 4 8 6 2. Ультраструктура клеточной стенки ......................................................
8.7. Значение строения и состава древесины в химической и химико-меха­нической переработке ....................................................................................
, Глава 9. Химическое строение и физическая структура целлюлозы 225 9.1. Химическое строение целлюлозы ................................................................ -­9 2 Конформационные превращения целлюлозы ............................................. -
9.3. Межмолекулярное взаимодействие в целлюлозе. Водородные связи ...... 2лj
9 4 Надмолекулярная структура целлюлозы .....................................................
9.4.1. История исследований надмолекулярной структуры целлюлозы lib
9.4.2. Строение целлюлозных микрофибрилл ............................................... -J
9.4.3. Применение рентгеноструктурного анализа для исследования кри- ^ ^ сталлической структуры целлюлозы .............................................................. -
9.4.4. Степень кристалличности и степень ориентации целлюлозы ........... -4­9.4.5. Релаксационное состояние целлюлозы и структура ее некристалли- ^
ческих областей ................................................................................................
9.4.6. Полиморфные модификации целлюлозы .............................................1
Глава 10 Физические и физико-химические свойства древесины 253
10.1. Влияние структуры древесины на ее свойства ............................................253
10.1.1. Плотность, пористость и проницаемость древесины .........................
10.1.2. Механические свойства .........................................................................
10.1.3. Тепловые и электрические свойства .............................■■.....................
10.2. Влажность древесины и взаимодействие древесины с водой ................... 259
10 2 1 Гетерокапиллярная структура древесины и ее значение ....................260
10 2 2 Особенности поглощения гигроскопической и свободной воды и
.................. 261
сушки древесины .........................................................................
10 2 3 Сорбционные свойства древесины и ее компонентов......................... 1Ы
...... 268
Глава 11. Полисахариды древесины................268
11.1. Холоцеллюлоза ...........................................................................
11.2. Гемицеллюлозы и другие нецеллюлозные полисахариды .........................^
11.2.1. Особенности строения, классификация и номенклатура ................... 270
11.2.2. Гемицеллюлозы древесины хвойных и лиственных пород ............... 276
11.2.3. Методы выделения гемицеллюлоз .......................................................
11 .3. Особенности химических реакций полисахаридов древесины ................. 278
11.3.1. Классификация химических реакций полисахаридов древесины как полимеров ............................................................................................................ 279
11.3.2. Особенности химических превращений полисахаридов как полиме­ров ........................................................................................................................ 281
11.3.3. Классификация химических реакций полисахаридов древесины как органических соединений ..................................................................................282
11.4. Установление химического строения полисахаридов ................................282
11.5. Легко- и трудногидролизуемые полисахариды древесины. Кислотный гидролиз.......................................................................................................... 283
11.5.1. Гидролитическая деструкция полисахаридов древесины .................. 287
11.5.2. Гидролиз полисахаридов древесины разбавленными и концентри­рованными кислотами ........................................................................................290
11.5.3. Продукты гидролиза растительного сырья и их использование ...... 298
11.6. Пентозаны и их определение в древесине ................................................... 298
11.6.1. Определение содержания пентозанов в древесине ............................. 299
11.6.2. Методы определения фурфурола ..........................................................302
11.7. Основные полисахариды гемицеллюлоз ..................................................... 303
11.7.1. Ксиланы ................................................................................................... 303
11.7.2. Маннаны .................................................................................................. 306
11.8. Водорастворимые нецеллюлозные полисахариды ..................................... 310
11.8.1. Крахмал. Глюканы ................................................................................. 311
11.8.2. Галактаны. Арабиногалактаны ............................................................. 313
11.8.3. Арабинаны .............................................................................................. 317
11.9. Полиурониды .................................................................................................. 319
11.9.1. Уроновые кислоты в древесине и их определение............................. 319
11.9.2. Пектиновые вещества ............................................................................ 321
11.9.3. Камеди и слизи ....................................................................................... 324
11.10. Биосинтез полисахаридов ............................................................................. 325
11.10.1. Особенности биосинтеза в растениях ................................................ 325
11.10.2. Биосинтез углеводов ............................................................................ 330
11.10.3. Катаболизм углеводов ..........................................................................338
11.11. Химические превращения полисахаридов древесины в процессах ее де-
лигнификации ................................................................................................. 341
11.11.1. Реакции полисахаридов в кислой среде ............................................. 342
11.11.2. Реакции полисахаридов в щелочной среде ........................................ 345
11.12. Термическая деструкция полисахаридов древесины ................................. 353
11.12.1. Механизм термической деструкции полисахаридов ........................ 355
11.12.2. Продукты термической деструкции полисахаридов ........................ 361
I лака 12. Лигнин............................................................................................................ 362
12.1. Обшие понятия о лигнине .,........................................................................... 362
! 2 1.1. Структурные единицу лигнина ............................................................ 363
I 2.1.2. Природный лигнин и препараты лигнинов ......................................... 364
12.2. Методы выделения лигнина .......................................................................... 366
12.2.1. Получение препаратов лигнина ............................................................ 366
12.2.2. Выделение препаратов нерастворимых лигнинов .............................. 367
12.2.3. Выделение препаратов растворимых лигнинов .................................. 369
12.2.4. Технические лигнины ............................................................................ 371
12.3. Определение лигнина в растительных тканях ............................................ 373
12.4. Химическое строение лигнина ..................................................................... 375
12.4.1. Ароматическая природа и элементный состав лигнина ..................... 375
12.4.2. Функциональные группы лигнина ........................................................376
12.4.3. Основные типы связей и димерных структур в лигнине ................... 385
12.5. Биосинтез лигнина ......................................................................................... 390
12.5.1. Образование монолигнолов..................................................................390
12.5.2. Дегидрогенизационная полимеризация монолигнолов и образова­ние лигнина ......................................................................................................... 392
12.5.3. Схемы строения лигнина ....................................................................... 403
12.6. Лигноуглеводный комплекс..........................................................................407
12.7. Физические и физико-химические свойства лигнинов .............................. 411
12.7.1. Растворимость препаратов лигнина.................................................... 411
12.7.2. Молекулярная масса и полидисперсность лигнинов ..........................413
12.7.3. Спектральные характеристики лигнинов .............................................414
12.7.4. Сорбционные свойства .......................................................................... 421
12.7.5. Термопластичность лигнинов ............................................................... 421
12.8. Химические реакции лигнина .......................................................................422
12.8.1. Особенности химических реакций лигнина как полимера ................ 423
12.8.2. Классификация химических реакций лигнина как органического соединения......................................................................................................... 426
12.8.3. Реакционная способность лигнина и механизмы его химических реакций ................................................................................................................ 427
12.8.4. Взаимодействие лигнина с электрофильными реагентами ................430
12.8.5. Взаимодействие лигнина с нуклеофильными реагентами ................. 433
12.8.6. Кислотно-основное взаимодействие .................................................... 442
12.8.7. Окисление лигнина ................................................................................ 443
12.8.8. Действие хлора и азотной кислоты на лигнин .................................... 448
12.8.9. Сольволитическая деструкция лигнина ............................................... 452
12.8.10. Реакции конденсации лигнина и взаимодействие лигнина с фено­лами ......................................................................................................................455
12.8.11. Термическая деструкция лигнина .......................................................457
Глава 13. Химические превращения лигнина в процессах делигнификации .... 462
13.1. Химические реакции лигнина под действием сульфитных варочных растворов ......................................................................................................... 465
13.1.1. Реакции сульфирования .........................................................................466
13.1.2. Реакции деструкции и конденсации ..................................................... 469
13.1.3. Строение и свойства лигносульфонатов .............................................. 472
13.2. Химические реакции лигнина под действием щелочных варочных рас­творов .............................................................................................................. 473
13.2.1. Действие раствора гидроксида натрия .................................................475
13.2.2. Реакции лигнина при сульфатной варке .............................................. 478
13.2.3. Щелочные варки с антрахиноном .........................................................481
13.2.4. Строение и свойства щелочных лигнинов ...........................................484
13.3. Химические реакции лигнина при окислительной делигнификации ....... 485
13.3.1. Действие на лигнин хлорсодержащих окислителей ........................... 485
13.3.2. Действие на лигнин кислородсодержащих окислителей ................... 489
Глава 14. Экстрактивные вещества ...........................................................................496
14.1. Классификация экстрактивных веществ древесины .................................. 497
14.2. Распределение в дереве и практическое значение экстрактивных ве­ществ ................................................................................................................499
14.3. Выделение и разделение экстрактивных веществ ...................................... 502
14.4. Гидрофобные экстрактивные вещества ....................................................... 505
14.4.1. Терпены и терпеноиды. Смоляные кислоты. Стерины ...................... 505
14.4.2. Жирные кислоты, жиры, воски ............................................................. 516
14.5. Гидрофильные экстрактивные вещества. Фенольные соединения. Тан-нины .................................................................................................................519
14.5.1. Биосинтез фенольньгх соединений ....................................................... 520
14.5.2. Фенольные соединения .......................................................................... 521
14.5.3. Флавоноиды ............................................................................................ 523
14.5.4. Таннины ...................................................................................................524
14.6. Минеральные компоненты ............................................................................ 527
14.7. Особенности химического состава экстрактивных веществ коры ............528
14.8. Экстрактивные вещества древесной зелени................................................. 530
14.8.1. Фотосинтетические пигменты .............................................................. 531
14.8.2. Витамины ................................................................................................ 534
14.8.3. Липиды .................................................................................................... 534
14.9. Химические превращения экстрактивных веществ в процессах делигни­фикации ........................................................................................................... 536
ЧАСТЬ IV. Свойства, химические реакции и производные целлюлозы
Глава 15. Технические целлюлозы и их анализ ....................................................... 539
Глава 16. Химические реакции целлюлозы ..............................................................543
16.1. Химические реакции целлюлозы как полимера ..........................................544
16.2. Особенности химических реакций целлюлозы ........................................... 546
16 3. Реакционная способность целлюлозы и особенности реакций ее функ­циональных групп .......................................................................................... 549
16 4. Типы производных целлюлозы .....................................................................552
16.5. Редуцирующая способность целлюлозы ..................................................... 553
I 1ава 17. Растворы целлюлозы .................................................................................. 554
17.1. Растворители целлюлозы и механизм растворения .................................... 555
17.2. Растворение целлюлозы в щелочных растворах комплексов поливален­тных металлов ................................................................................................ 556
17.3. Растворение целлюлозы в водных кислотных растворителях ...................559
17.4. Растворение целлюлозы в неводных системах ........................................... 561
17.5. Определение степени полимеризации и молекулярной неоднородности целлюлозы .......................................................................................................562
Глава 18. Действие растворов щелочей на целлюлозу ........................................... 563
18.1. Щелочная целлюлоза ..................................................................................... 564
18.2. Набухание и растворимость технической целлюлозы в растворах щелочей ........................................................................................................... 569
Глава 19. Гидратцеллюлоза ......................................................................................... 570
Глава 20. Гидролитическая деструкция.....................................................................574
20.1. Гидролиз целлюлозы под действием концентрированных и разбавлен­ных минеральных кислот .............................................................................. 575
• 20.2. Микрокристаллическая целлюлоза .............................................................. 578
Глава 21. Окисление целлюлозы ................................................................................ 579
21.1. Окисление функциональных групп и окислительная деструкция целлю­лозы ................................................................................................................. 579
21.2. Оксицеллюлоза и ее свойства ....................................................................... 585
Глава 22. Сложные эфиры целлюлозы ...................................................................... 585
22.1. Эфиры целлюлозы и неорганических кислот ............................................. 586
22.1.1. Ксантогенаты целлюлозы и получение вискозного волокна ............. 586
22.1.2. Нитраты целлюлозы ............................................................................... 595
22.2. Эфиры целлюлозы и органических кислот ................................................. 601
22.2.1. Ацетаты целлюлозы ............................................................................... 602
22.2.2. Сложные эфиры целлюлозы и других органических кислот .............607
Глава 23. Простые эфиры целлюлозы ....................................................................... 608
23.1. Способы получения простых эфиров целлюлозы .......................................609
23.1.1. Алкирование с расходом гидроксида натрия ...................................... 609
23.1.2. Алкилирование без расхода гидроксида натрия ................................. 611
23.2. Свойства простых эфиров целлюлозы ......................................................... 612
23.3. Представители простых эфиров целлюлозы ............................................... 614
23.3.1. Алкилцеллюлозы ....................................................................................614
23.3.2. Гидроксиалкилцеллюлозы .....................................................................614
23.3.3. Цианэтилцеллюлоза ............................................................................... 615
23.3.4. Карбоксиметилцеллюлоза ..................................................................... 616
23.4. Новые направления получения и использования простых эфиров цел­люлозы ............................................................................................................ 617
Список рекомендуемой литературы ................................................................................. 619
Оглавление .......................................................................................................................... 621


Loading

Календарь

«  Август 2019  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Архив записей

Друзья сайта

  • Заказать курсовую работу!
  • Выполнение любых чертежей
  • Новый фриланс 24