Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности - А.Г.Печникова
РАЗРЫВА СВЯЗЕЙ С-С И С-О СОЕДИНЕНИЙ ЛИГНИНА
А.Ю. ИЛЬИНА (Ивановская государственная текстильная
академия)
Механические
и физические свойства льняного волокна во многом обусловлены структурой,
фазовым и химическим строением веществ, входящих в состав комплексного
льноволокна (целлюлозы, пектинов, гемицеллюлоз, лигнина). Особенности
химического строения молекул этих веществ определяют прочностные и другие
свойства волокна в целом и в значительной степени влияют на технологию
облагораживания текстильных материалов. Исследование лигнина льна представляет
интерес в связи с проблемами получения и переработки льняных волокон. Для
повышения эффективности процесса переработки несомненно актуальным является
всестороннее исследование химического и пространственного строения лигнина. Компьютерное
моделирование позволяет глубже понять те или иные особенности вещества, не
прибегая к непосредственному (подчас очень трудоемкому) эксперименту.
Из
литературных данных известно, что процесс образования лигнина протекает путем
последовательного присоединения феноксильных радикалов к растущей
макромолекуле. Основным видом сочетания мономеров лигнина является О- арилэфирная
или П-О-4 связь. В литературе представлены
данные по рентгеноструктурному анализу молекул некоторых ди- лигнолов и
значения энергии гемолитического разрыва связей С-С и С-О
модельных соединений лигнина.
Автором
предприняты попытки сравнить геометрические параметры молекул представленных в
литературе дилиг- нолов, рассчитанных полуэмпирическими методами, с
результатами рентгеноструктурного анализа этих молекул, а также оценить
энтальпии образования свободных радикалов модельных соединений лигнина и
значения энергии гомолитического разрыва указанных химических связей, используя
квантово-химическую программу МОРАС 6.0 и
полуэмпирический метод расчета АМ1. Расчеты проводились для
газовой фазы, при этом обнаружено, что геометрические параметры молекул дилиг-
нолов хорошо согласуются с литературными данными для твердого состояния.
Установлено, что закономерности образования связей в модельных соединениях в
газовой и твердой (литературные данные) фазах однотипны, несмотря на различие в
абсолютных значениях энергии связи. Показано, что рассчитанные значения энергии
связи С-О для анизола и гваяцила в газовой
фазе хорошо соотносятся с литературными данными в пределах погрешности метода
расчета. В связи с полученными результатами представляется возможным
дальнейшее моделирование трехмерной структуры лигнина, а в последствии -
комплексного льноволокна.