Другие способы модификации свойств целлюлозы
Способ модификации высокомолекулярных соединений путем превращения их в разветвленные полимеры без существенного ухудшения волокнообразующих свойств (сополимеризация прививкой) является одним из новейших методов.
Сополимеризация прививкой осуществляется при взаимодействии полимера с мономером, который полимеризуется и образует длинные боковые ответвления от основных цепей полимера.
Инициатором полимеризации является сам полимер, содержащий радикалы или реакционноспособные группы (гидроксильные группы, двойные связи, перекисные группы и др.) [81> 32].
Значительный интерес представляет получение возможно более простым путем привитых сополимеров на основе такого широко применяемого природного полимера, как целлюлоза.
Этому вопросу посвящено значительное количество работ[33"40]. В 1957 г. Фетчер [34] приготовил аллиловые и другие производные с ненасыщенными связями путем обработки целлюлозы виниловыми типами мономеров. Еще ранее в 1951 г. Берлиным и Макаровой [40] были получены привитые полимеры путем взаимодействия целлюлозы с ангидридами акриловой и метакриловой кислот. J*
Несмотря на большие успехи в этой области исследований в последнее время, практическая реализация сильно осложняется недостаточной воспроизводимостью и регулируемостью процессов, а также получением смесп продуктов (исходной полимер, привитой сополимер и гомополимер) п трудностью выделения чистого сополимера.
В 1959 г. Каргин, Усманов и Айходжаев [39] применили метод создания перекисных групп на отдельных участках цепи целлюлозных молекул с помощью озонирования для дальнейшей ее модификации.
Процесс озонирования осуществлялся пропусканием смеси кислорода и озона при t=20° через стеклянную трубку с целлюлозой в течение 6 часов.
Озонированный продукт нагревали на кипящей водяной бане с акри - лонитрилом (хлопковое волокно) или стиролом (вискозный корд) в течение 2 часов. Был получен привитой полимер с полиакрилнитрилом или полистиролом в боковой цепи. Степень полимеризации в его боковых цепях составляла 12—60. Очищенные образцы указанных сополимеров не растворялись в медноаммиачном растворе. По данным авторов, прочность адгезии вискозного корда, модифицированного стиролом, с резиной увеличивается по сравнению с чистой целлюлозой на 130%.
Этот метод получения сополимеров более перспективен, так как в результате распада перекисной группировки происходит образование радикала не на конце цепи, а в макромолекуле целлюлозы, что исключает образование смеси полимеров, кроме того, этот метод легко осуществим.
Из других методов образования привитых сополимеров отметш: возможность раскрытия напряженных циклов и полимеризации их в результате взаимодействия с ОН-группой целлюлозы.
Таким путем происходит, например, взаимодействие целлюлозы с окисью этилена [4]] и с p-пропиолактоном СН2—СН2[38]. Существует
I I
О----- СО
Возможность синтеза привитых сополимеров целлюлозы взаимодействием одной из функциональных ее групп с активной группой бифункционального мономера, способного образовать полимер [42'48].
Для примера приводим схему образования привитого сополимера полиамида с карбоксиметилцеллюлозой [42].
Целл. —ОСН2СООН Целл. ОСН2СОС1 +«ГИгК(СНг)иС00СВД ->• Целл. —OCH2COHN(CH2)KCONH(CH2)„CO—...
Следует отмстить, что до настоящего времени этот перспективный путь модификации целлюлозы — получение привитых сополимеров — еще недостаточно изучен, что затрудняет практическое его применение.
Блок-сополимеризации осуществляется при взаимодействии полимерных радикалов, образующихся в результате механической деструкции (истирание, дробление, действие ультразвука, радиационного излучения и др.), но работ в этой области пока еще слишком мало, чтобы судить о пригодности этого метода для практического использования.
Большой интерес представляют работы по синтезу новых эфиров целлюлозы и по синтезу производных целлюлозы и других полисахаридов с полиамидами, а - и е-аминокислотами, по введению в цепочку целлюлозы аминогрупп, нитрильных и амидных [42].
Необходимо также отметить особый вид модификации целлюлозных волокон проционовыми и цибакроновыми красителями, вступающими в химическое взаимодействие с —ОН группами целлюлозы и дающими новые прочно окрашенные соединения[51].