авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Свойства и применение ацетата 1-бутил-3-метилимидазолия в химии лигнина

-- [ Страница 3 ] --

При температуре менее 350С использование традиционных методик определения характеристической вязкости невозможно, поскольку [] становится отрицательной величиной. Очевидно, это связано с высокой вязкостью [C4С1im][CH3COO] при температурах ниже 350С (рис.4) и невозможностью вследствие этого обеспечения ламинарного режима течения жидкости в капилляре вискозиметра.

Гидродинамический радиус r макромолекулы лигнина в ДМСО и ИЖ (табл. 6) рассчитан по уравнению Эйнштейна.

Как видно из табл.6, в диапазоне температур 35-500С характеристическая вязкость и гидродинамический радиус лигнина являются величинами одного порядка как для растворов ДЛ в ДМСО, так и в ионной жидкости и указывают на относительно высокую плот- ность и компактность макромолекул, что характерно для хвойных лигнинов.

Зависимость [] от молекулярной массы полимера обычно выражают уравнением Марка-Куна-Хаувинка, которое позволяет сделать вывод о конформационных превращениях лигнина в растворах:

Для системы ДЛ – ДМСО коэффициенты в уравнении K=4,81*10-3, =0,26 показывают, что макромолекулы ДЛ в растворах находятся в конформации непротекаемого клубка.

Для проверки справедливости этого уравнения для растворов ДЛ в [C4С1im][CH3COO] были установлены гидродинамические параметры фракций ДЛ в ионной жидкости. Значения характеристической вязкости

Таблица 6 - Гидродинамические характеристики ДЛ в ДМСО и

[C4С1im][CH3COO]

Т,0С ДЛ -ДМСО ДЛ - ИЖ
[]·102, см3/г r·109, м []·102, см3/г r·109, м
25 5,30 2,42 - -
30 4,84 2,33 - -
35 4,38 2,25 1,65 1,63
40 4,56 2,30 4,48 2,28
45 6,28 2,55 3,20 2,04
50 5,95 2,47 6,05 2,54

растворов фракций в ИЖ получены при температуре 500С, наиболее удобной для эксперимента. При более низких температурах время истечения растворителя (ИЖ), растворов ДЛ и фракций в ИЖ велико вследствие повышенной вязкости растворов.

Прямолинейность зависимости lg[] от lgM для ДЛ в ИЖ говорит о соблюдении принципа масштабной инвариантности в диапазоне измеренных молекулярных масс, рассчитаны скейлинговые параметры K=2,910-2, =0,52, которые позволяют сделать вывод о конформации макромолекулы ДЛ в ИЖ - набухший непротекаемый клубок.

Макромолекулярный клубок в разбавленных растворах в определенных условиях можно рассматривать как фрактальный объект.

Анализ фрактальных свойств полимеров позволяет получить дополнительную информацию о структуре и свойствах сложных макромолекул.

Метод расчета фрактальной размерности основан на определении гидродинамических характеристик, в частности характеристической вязкости и взаимосвязи между молекулярной массой, коэффициентом Хаггинса и массовой фрактальной размерностью, характеризующей плотность макромолекулярного клубка. Значение фрактальной размерности ДЛ в ИЖ df рассчитано из уравнения:

и составляет df = 1,97, что подтверждает наш вывод о конформации макромолекулы лигнина в ионной жидкости [C4С1im][CH3COO].

Таким образом, гидродинамическое поведение ДЛ в ионной жидкости при температуре выше 350С оказалось подобным поведению растворов лигнина в классическом органическом растворителе диметилсульфоксиде. Уравнение Марка-Куна-Хаувинка, выражающее взаимосвязь характеристической вязкости с молекулярной массой, применимо и к системе ДЛ - [C4С1im][CH3COO]. Отличие состоит в том, что в ДМСО макромолекулы ДЛ образуют более плотные клубки, близкие к сферам Эйнштейна, чем в [C4С1im][CH3COO].

На основании анализа полученных данных можно сделать вывод о том, что [C4С1im][CH3COO] в качестве растворителя для изучения лигнина следует применять при температуре не ниже 350С и концентрации раствора не менее 0,6 % масс. В этих условиях макромолекула лигнина находится в конформации набухшего непротекаемого клубка, и гидродинамическое поведение лигнина в растворе можно изучать традиционными методами химии лигнина.

Выводы

1. Впервые выполнены комплексные физико-химические исследования системы ИЖ – ДЛ. Установлено, что ацетат 1-бутил-3-метилимидазолия является растворителем лигнина (растворимость лигнина составляет 12,4% при температуре 250С).

2. Получены новые данные о физико-химических свойствах ацетата 1-бутил-3-метилимидазолия: определена характеристическая полоса поглощения в УФ спектрах водных растворов [C4С1im][CH3COO] (max 209 ± 1нм); установлена линейная температурная зависимость показателя преломления, плотности, поверхностного натяжения. Найдены эмпирические параметры ИЖ Ет(30) = 49,2 Ккал/моль и ЕТN = 0,572. Установлено, что исследуемая ИЖ более полярная по шкале Димрота-Райхардта, чем традиционные органические растворители.

3. Определены структурные характеристики (объемная доля и полный объем промежутков, средний радиус промежутка) и доказана применимость модели промежутка для описания структуры ацетата 1-бутил-3- метилимидазолия.

4. Предложены условия применения ацетата 1-бутил-3-метилимида- золия в качестве растворителя для изучения свойств лигнина: критическая температура 350С, концентрация лигнина в ИЖ не менее 0,6 % масс.

5. Экспериментально определенные гидродинамические характерис- тики макромолекулы ДЛ в ИЖ (характеристическая вязкость, гидродинамический радиус, скейлинговый индекс в уравнении Марка-Куна-Хаувинка и фрактальная размерность) показали, что гидродинамическое поведение ДЛ в ионной жидкости подобно поведению лигнина в классическом органическом растворителе диметилсульфоксиде.

Установлено, что лигнин в [C4С1im][CH3COO] принимает конформацию набухшего непротекаемого клубка.

Список публикаций по теме диссертации

1. Makhova, T.A. Application of ionic liquids in lignin chemistry [Текст] / T.A. Makhova, K.G. Bogolitsyn, T.E. Skrebets // Abstracts X International Conference on the problems of solvation and complex formation in solutions. Suzdal, July 1-6, 2007. - Vol. 1. - P. 287.

2. Махова, Т.А. Применение 1-бутил-3-метилимидазолия ацетата в химии древесины [Текст] / Т.Э. Скребец, К.Г. Боголицын // Всероссийская конференция с международным участием «Северные территории России: проблемы и перспективы развития»: Материалы конференции. - Архангельск. – 2008. – С. 882-883.

3. Bogolitsyn, K.G. Application of ionic liquids as solvents in lignin chemistry [Текст] / K.G.Bogolitsyn, T.E. Skrebets, T.A. Makhova // Proceedings 10th EWLP, Stockholm, Sweden, 25-28 August 2008. - P. 153-156

4. Bogolitsyn, K.G. Application of Imidazolium-based Ionic Liquids in Chemistry of Lignin [Текст] / K.G. Bogolitsyn T.E. Skrebets, T.A. Makhova 2nd International IUPAC Conference on Green Chemistry, Book of abstracts: - MSU, 2008. – P. 329.

5. Боголицын, К.Г. Физико-химические свойства ацетата 1-бутил-3-метилимидазолия [Текст] / К.Г. Боголицын, Т.Э. Скребец, Т.А. Махова // ЖОХ. - 2009. - Т.79. - Вып.1. - С.128-131

6. Махова Т.А. Ионные жидкости – новый класс растворителей в химии древесины [Текст] / Т.А. М К.Г. Боголицын // Международная научно-техническая конференция, посвященная 80-летию АЛТИ-АГТУ «Современная наука и образование в решении проблем экономики европейского севера»: Материалы конференции. – Архангельск. - 2009. - С. 133-136.

7. Махова Т.А. Гидродинамические характеристики диоксанлигнина в ионной жидкости [Текст] / Т.А. Махова, Т.Э. Скребец, К.Г. Боголицын // III международная конференция Физикохимия лигнина: Материалы конференции. – Архангельск. – 2009. – С. 34-36.

8. Боголицын, К.Г. Изучение гидродинамических характеристик диоксанлигнина в ацетате 1-бутил-3-метилимидазолия [Текст] / К.Г. Боголицын, Т.А. Махова, Т.Э. Скребец // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2010. - № 2. С. 134-141.

9. Боголицын, К.Г. Применение модели промежутка для характеристики структуры ацетата 1-бутил-3-метилимидазолия [Текст] / К.Г. Боголицын, Т.А. Махова, Т.Э. Скребец // ЖОХ. - 2010. - Т.80. - Вып.7. - С.1189-1191.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах с заверенными гербовой печатью подписями просим направлять по адресу:

163002, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, 17, С(А)ФУ, диссертационный совет Д.212.008.02.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.