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RESEARCH PRODUCT

Untersuchungen zum oxidativen abbau nativer cellulose. I. Das anfangsstadium des heterogenen abbaus von alkalicellulose aus baumwolle und eine beziehung zur struktur der elementarfibrillen

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Behandlung nativer Baumwollcellulose mit NaOH verschiedener Konzentration uber langere Zeiten unter Reinstickstoff vermindert den STAUDINGER-Index der Cellulose in CUOXAM und des daraus hergestellten Cellulosetrinitrats (CTN) in Aceton um einen erheblichen Betrag. Lichtstreuungsmessungen zeigen, das wahrend dieses Prozesses das Molekulargewicht erhalten bleibt, wahrend der Tragheitsradius abnimmt und der 2. Virialkoeffizient zunimmt. Die enge Molekulargewichtsverteilung des nativen Produkts bleibt hierbei erhalten. Schwache Sauerstoffzufuhr erhoht zunachst die Viskositat, um sie erst bei langerem Abbau zu erniedrigen. Diese Phanomene werden folgendermasen gedeutet : Die Cellulosemolekule liegen in den Elementarfibrillen in gefalteter Form vor. Wahrend der Alkalibehandlung entstehen chemisch resistente intramolekulare Vernetzungsstellen, so das aus der linearen Cellulosekette ein mehrfach cyklisiertes Molekul erhalten wird. Die oxidative Aufspaltung der Ringe erhoht zunachst den Tragheitsradius (in Losung), wahrend das Molekulargewicht noch erhalten bleibt. Treatment of native cotton cellulose with sodium hydroxide solutions of varying concentration over extended periods in the absence of oxygen markedly decreases the intrinsic viscosity of both the cellulose in CUOXAM and its cellulose trinitrate derivative (CTN) in acetone. Light scattering measurements show that the molecular weight does not change, whilst the radius of gyration decreases and the second virial coefficient increases. The narrow molecular weight distribution of the native cotton is still maintained. Mild oxydation first causes the intrinsic viscosity to increase. At more prolonged oxydation times the viscosity decreases. These phenomena are interpreted as follows: The cellulose molecules are folded in the elementary fibrils. During the alkali treatment, chemically resistent intramolecular crosslinks are formed, so that a manifold cyclisized molecule is obtained from the linear cellulose chain. Oxidative cleavage of the resulting rings first leads to molecules with a larger radius of gyration (in solution) whereas the molecular weight stays still unchanged.