BESTIMMUNG VON Y-WERTEN UND XANTHOGENATGRUPPEN-VERTEILUNG DER VISKOSE MITTELS 1H NMR SPEKTROSKOPIE
Es wurde eine neue Methode entwickelt, welche die Bestimmung der Anzahl der Xanthogenatgruppen (γ-Wert) und ihre Verteilung in der Viskose mittels 1H NMR Spektroskopie ermöglicht.
Cellulose ist der Hauptbestandteil von pflanzlichen Zellwänden und damit das häufigste Biopolymer auf der Erde. Sie gehört zum wichtigsten nachwachsenden Rohstoff mit einer sehr breiten industriellen Anwendung. Baumwolle ist zurzeit die bedeutendste Naturfaser, welche in der Textilindustrie weltweit eingesetzt wird. Ihre Anbauregionen liegen in wasserarmen Gebieten. Gleichzeitig erfordert eine erfolgreiche Kultivierung der Baumwolle einen enormen Wasserverbrauch und einen übermäßigen Einsatz von Pestiziden, was massive Umweltprobleme bereitet. Viskosefasern aus Holz sind eine Alternative zu Baumwollfasern. Ihre Herstellung hinterlässt einen geringeren Wasser- und Kohlendioxid-Fußabdruck als die Produktion von Baumwolle.
Zur Viskoseherstellung wird Zellstoff mit Natronlauge behandelt, wobei Alkalicellulose entsteht. Die Alkalicellulose wird mit Schwefelkohlenstoff umgesetzt. Bei dieser Sulfidierung entsteht Cellulose-Xanthogenat, welches im nächsten Schritt in Natronlauge gelöst wird. Die erhaltene honigartige orangegelbe Cellulose-Xanthogenat Lösung wird Viskose genannt. Die Viskose wird danach einem Reifeprozess unterworfen, wobei eine partielle Umxanthogenierung bei einer Abnahme der Anzahl der Xathogenatgruppen (γ-Wert) an Viskose stattfindet. Diese Änderungen der Zusammensetzung der Viskose führen zu Veränderungen ihrer Eigenschaften. Schließlich wird die Viskose-Lösung durch Spinndüsen in schwefelsäurehaltige Spinnbäder gepumpt. Aus der Viskose entstehen feste Fäden aus fast reiner Cellulose. Diese werden als Viskosefasern bezeichnet.
Die Anzahl der Xanthogenatgruppen und ihre Verteilung beeinflussen solche Eigenschaften der Viskose wie Löslichkeit, Viskosität, Filtrierbarkeit und Spinnbarkeit. Eine schnelle und zuverlässige Methode zur Bestimmung von γ-Werten und Substituenten-Verteilung der Viskose wurde entwickelt.
Wirkungen und Effekte
Die neue NMR Methode ist nicht nur für die Messung von industriellen Viskoseproben sehr gut geeignet, sondern erlaubt auch Vergleiche der Viskoseproben verschiedener Viskosehersteller.
