Разработка представлений о надмолекулярных перестройках целлюлозы в процессе ее взаимодействия с водой

Цель: изучение причин и характера перестройки надмолекулярной структуры целлюлозы в процессе ее взаимодействия с водой. Проведен анализ известных моделей надмолекулярного строения целлюлозы. Построена усовершенствованная модель фибриллярного строения целлюлозы, предусматривающая наличие в ней щелевидных пор. Показано, что адсорбция азота на поверхности целлюлозы малоэффективна и дает ограниченную информацию о ее структурных и сорбционных характеристиках, так как молекулы азота обладают низкой подвижностью и меньшей проникающей способностью в микропористую систему целлюлозы. Предложена методика оценки основных структурных параметров целлюлозы на разных стадиях ее увлажнения, и выявлен механизм надмолекулярных перестроек целлюлозы при ее увлажнении. Показано, что возникающее в микропорах расклинивающее давление при диффундировании в них молекул воды приводит к «диспергированию» кристаллитов целлюлозы и формированию новых пористых пространств. Установлено, что причиной существования адсорбционно-десорбционного гистерезиса при сорбции воды на целлюлозе является формирование новой капиллярно-пористой системы на начальной стадии водной адсорбции, что приводит к затруднению удаления воды из этих образований в ходе десорбционного процесса при аналогичных значениях относительных давлений паров воды как адсорбтива. Показана возможность использования метода ЯМР для изучения адсорбционного слоя Гиббса, формирующегося при адсорбции молекул воды в мезопористой системе целлюлозы. Предложены методики оценки чистой теплоты адсорбции прочно связанной с волокнами целлюлозы воды при фиксированной температуре, экспресс-анализа структурных, гидрофильных и бумагообразующих свойств целлюлозной массы при производстве целлюлозно-бумажной продукции.