Sellýuloza β-1,4-glikozid baglanyşyklary bilen birleşdirilen köp sanly glýukoza birliklerinden ybarat çylşyrymly polisakariddir. Ösümlik öýjük diwarlarynyň esasy düzüm bölegi bolup, ösümlik öýjük diwarlaryna berk gurluş goldawy we berklik berýär. Uzyn sellýuloza molekulýar zynjyry we ýokary kristallylygy sebäpli güýçli durnuklylyga we erginsizlige eýe.
(1) Sellýulozanyň häsiýetleri we eremeginde kynçylyk
Sellýulozanyň eremegini kynlaşdyrýan aşakdaky häsiýetleri bar:
Cryokary kristallylyk: Sellýuloza molekulýar zynjyrlary wodorod baglanyşyklary we van der Waals güýçleri arkaly berk panjara gurluşyny emele getirýär.
Polimerizasiýanyň ýokary derejesi: sellýulozanyň polimerizasiýa derejesi (ýagny molekulýar zynjyryň uzynlygy) ýokary, adatça ýüzlerçe müňlerçe glýukoza birlikleri bolup, molekulanyň durnuklylygyny ýokarlandyrýar.
Wodorod baglanyşygy ulgamy: Wodorod baglanyşyklary sellýuloza molekulýar zynjyrlarynyň arasynda we içinde giňden bar, umumy erginler tarapyndan ýok edilmegini we dargamagyny kynlaşdyrýar.
(2) Sellýulozany eredýän reagentler
Häzirki wagtda sellýulozany netijeli eräp bilýän belli reagentler esasan aşakdaky kategoriýalary öz içine alýar:
1. Ion suwuklyklary
Ion suwuklyklary, adatça pes üýtgäp durýan, ýokary ýylylyk durnuklylygy we ýokary sazlaşykly organiki kationlardan we organiki ýa-da organiki däl anionlardan ybarat suwuklyklardyr. Käbir ion suwuklyklary sellýulozany eredip biler we esasy mehanizm sellýuloza molekulýar zynjyrlarynyň arasyndaky wodorod baglanyşyklaryny kesmekdir. Sellýulozany eredýän umumy ion suwuklyklary:
1-Butil-3-metilimidazolium hlorid ([BMIM] Cl): Bu ion suwuklygy, wodorod baglanyşyk kabul edijileri arkaly sellýulozadaky wodorod baglanyşyklary bilen täsirleşip, sellýulozany eredýär.
1-Etil-3-metilimidazolium asetat ([EMIM] [Ac]): Bu ion suwuklygy, ýumşak şertlerde sellýulozanyň ýokary konsentrasiýasyny eräp biler.
2. Amin oksidant ergini
Dietilamin (DEA) we mis hloridiň garyşyk ergini ýaly amin oksidant erginine, sellýulozany eräp bilýän güýçli çözüji ulgam bolan [Cu (II) -amonium ergini] diýilýär. Okislenme we wodorod baglanyşygy arkaly sellýulozanyň kristal gurluşyny ýok edýär, sellýuloza molekulýar zynjyryny has ýumşak we ereýär.
3. Lityum hlorid-dimetilasetamid (LiCl-DMAc) ulgamy
LiCl-DMAc (litiý hlorid-dimetilasetamid) ulgamy sellýulozany eritmegiň nusgawy usullaryndan biridir. LiCl, wodorod baglanyşyklary üçin bäsdeşlik döredip biler we şeýlelik bilen sellýuloza molekulalarynyň arasyndaky wodorod baglanyşyk ulgamyny ýok edip biler, DMAc çözüji hökmünde sellýuloza molekulýar zynjyry bilen gowy täsirleşip biler.
4. Gidroklor kislotasy / sink hlorid ergini
Gidroklor kislotasy / sink hlorid ergini sellýulozany eräp bilýän ir ýüze çykarylan reagentdir. Sink hlorid bilen sellýuloza molekulýar zynjyrlarynyň arasynda utgaşdyryjy täsir döredip, sellýulozany eredip biler we sellýuloza molekulalarynyň arasyndaky wodorod baglanyşyklaryny ýok eder. Şeýle-de bolsa, bu çözgüt enjamlara gaty poslaýjy we amaly goşundylarda çäklidir.
5. Fibrinolitiki fermentler
Fibrinolitik fermentler (sellýulazalar ýaly) sellýulozanyň ownuk oligosakkaridlere we monosakaridlere bölünmegini katalizlemek arkaly sellýulozany eredýär. Bu usul biodegrasiýa we biomassany öwürmek ugurlarynda giňden ulanylýar, dargamak prosesi düýbünden himiki eriş däl-de, biokataliz arkaly gazanylýar.
(3) Sellýulozany dargatmagyň mehanizmi
Dürli reagentleriň sellýulozany eritmegiň dürli mehanizmleri bar, ýöne umuman iki esasy mehanizm bilen baglanyşdyrylyp bilner:
Wodorod baglanyşyklarynyň ýok edilmegi: Wodorod baglanyşygynyň emele gelmegi ýa-da ion täsiri arkaly sellýuloza molekulýar zynjyrlarynyň arasyndaky wodorod baglanyşyklaryny ýok etmek.
Molekulýar zynjyryň gowşamagy: Sellýuloza molekulýar zynjyrlarynyň ýumşaklygyny ýokarlandyrmak we erginlerde eräp bilmekleri üçin fiziki ýa-da himiki serişdeler arkaly molekulýar zynjyrlaryň kristallygyny peseltmek.
(4) Sellýulozanyň dargamagynyň amaly goşundylary
Sellýulozanyň dargamagy köp ugurda möhüm goşundylara eýedir:
Sellýuloza önümlerini taýýarlamak: Sellýuloza eränsoň, iýmitde, lukmançylykda, örtüklerde we beýleki ugurlarda giňden ulanylýan sellýuloza efirlerini, sellýuloza efirlerini we beýleki emele gelenleri taýýarlamak üçin himiki taýdan üýtgedilip bilner.
Sellýuloza esasly materiallar: Eredilen sellýuloza, sellýuloza nanofiberleri, sellýuloza membranalary we beýleki materiallar ulanylyp taýýarlanyp bilner. Bu materiallar gowy mehaniki aýratynlyklara we biokompatisiýa eýe.
Biomassanyň energiýasy: Sellýulozany eritmek we peseltmek bilen, bioetanol ýaly bio-ýangyç öndürmek üçin fermentlenýän şekerlere öwrülip, täzelenýän energiýanyň ösmegine we ulanylmagyna kömek edýär.
Sellýulozanyň dargamagy birnäçe himiki we fiziki mehanizmleri öz içine alýan çylşyrymly prosesdir. Ion suwuklyklary, amin oksidant erginleri, LiCl-DMAc ulgamlary, gidroklor kislotasy / sink hlorid erginleri we sellýolitiki fermentler sellýulozany eritmegiň täsirli serişdesi hökmünde bellidir. Her bir agentiň özboluşly dargatmak mehanizmi we amaly meýdany bar. Sellýulozany dargatmak mehanizmini çuňňur öwrenmek bilen, sellýulozany ulanmak we ösdürmek üçin has köp mümkinçilik döredýän has netijeli we ekologiýa taýdan arassa eriş usullarynyň işlenip düzüljekdigine ynanylýar.
Iş wagty: Iýul-09-2024