多糖類およびその誘導体の構造と物性

多糖及其衍生物的结构和物理性质

基本信息

  • 批准号:
    11760123
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

セルロースを塩化リチウム・ジメチルアセトアミド混合溶媒(LiCl・DMAc)に溶解させ、その固体構造が溶解性に及ぼす影響および得られた溶液の粘弾性挙動について検討した。試料としては、植物由来のセルロース(綿、木材パルプ)だけではなく、バクテリアセルロースおよびホヤセルロースも用いた。バクテリアセルロースのLiCl・DMAc溶液は、ある濃度以上で液晶を形成した。また、ホヤセルロースは上記溶媒に溶解しなかった。X線回折測定より、セルロースの固体構造と溶解性について検討したところ、セルロースの結晶化度は溶解性に影響を及ぼさないことが判明した。小角X線散乱測定および固体NMR測定より、セルロースの溶解性は結晶よりも大きなオーダーの構造に起因していることが示唆された。セルロース溶液の粘弾性測定から得られた零剪断粘度を溶液濃度に対して両対数プロットすると、直線関係が得られた。準希薄領域において、植物由来のセルロース溶液とバクテリアセルロース溶液とで上述の直線の傾きが異なった。すなわち、植物由来のセルロース溶液では零剪断粘度は濃度の4乗に比例し、一方バクテリアセルロース溶液においては零剪断粘度は濃度の3乗に比例した。このことは、植物由来のセルロースは溶液中で比較的屈曲性高分子に近い状態で分散しており、またバクテリアセルロースは棒状に近い状態で分散していることを示している。植物由来のセルロースとバクテリアセルロースの溶液挙動の違いは、両者の化学構造の違いによるものではないことが確認された。ある溶媒がホヤセルロースを溶解させることを新たに発見した。
将纤维素溶解在氯化锂和二甲基乙酰胺的混合溶剂(LiCl/DMAc)中,研究其固体结构对溶解度和所得溶液的粘弹性行为的影响。作为样品,我们不仅使用植物来源的纤维素(棉花、木浆),还使用细菌纤维素和海鞘纤维素。细菌纤维素的LiCl/DMAc溶液在一定浓度以上形成液晶。另外,海鞘纤维素不溶解于上述溶剂中。当使用X射线衍射测量检查纤维素的固体结构和溶解度时,发现纤维素的结晶度对溶解度没有影响。小角 X 射线散射测量和固态 NMR 测量表明,纤维素的溶解度是由于比晶体的结构阶数更大的结构所致。当从纤维素溶液的粘弹性测量获得的零剪切粘度相对于溶液浓度绘制对数图时,获得线性关系。在半稀释区域中,上述直线的斜率在植物源纤维素溶液和细菌纤维素溶液之间不同。也就是说,在植物来源的纤维素溶液中,零剪切粘度与浓度的四次方成正比,而在细菌纤维素溶液中,零剪切粘度与浓度的立方成正比。这表明植物来源的纤维素以与柔性聚合物相对相似的状态分散在溶液中,并且细菌纤维素以与棒状的状态相似的状态分散。已证实植物源纤维素和细菌纤维素之间的溶液行为差异并非由于其化学结构的差异所致。我们新发现某种溶剂可以溶解海鞘纤维素。

项目成果

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