Title
Uticaj različitih faktora fizičko-hemijskog modifikovanja na strukturu i svojstva vlakana konoplje
Creator
Pejić, Biljana, 1974-
Copyright date
2009
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 11.09.2009.
Other responsibilities
mentor
Škundrić, Petar, 1947-
član komisije
Kostić, Mirjana, 1965-
član komisije
Ristić, Mihailo
član komisije
Asanović, Koviljka, 1966-
Academic Expertise
Tehničko-tehnološke nauke
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Tehnološko-metalurški fakultet
Alternative title
Influence of different factors of physico-chemical modification on structure and properties of hemp fibers
Publisher
[B. M. Pejić]
Format
PDF/A (252 lista)
description
Hemija i hemijske tehnologije - Tekstilno inženjerstvo / Chemistry and Chemical Technology - Textile Engineering
Abstract (sr)
U teorijskom delu rada su sistematizovani najznačajniji literaturni podaci u vezi sa hemijskim sastavom, reaktivnošću pratećih supstanci, molekulskom i nadmolekulskom strukturom, svojstvima i postupcima modifikovanja vlakana konoplje. Obzirom na to, da vlakna konoplje imaju heterogen hemijski sastav u kome preovlađuje celuloza, u teorijskom delu je prvo ukazano na: naučni razvoj modela strukture nativne celuloze, celulozne alomorfizme i oblike kristalnih rešetki, kao i na reaktivnost nativne celuloze prema različitim reaktivima, što predstavlja osnovu za eksperimentalni deo ovog rada, tj. izbor odgovarajućih postupaka modifikovanja vlakana konoplje. Uzimajući u obzir da u hemijskom sastavu vlakana konoplje, kao konstituenti, pored celuloze učestvuju i prateće materije (supstance rastvorne u vodi, masti i voskovi, pektini, odrvenjena komponenta-lignin i hemiceluloze), izvršeno je njihovo definisanje (hemijski sastav, reaktivnost) i objašnjen je uticaj ovih komponenata na reaktivnost celuloze. Kao posebna celina u okviru teorijskog dela doktorske disertacije obrađeni su mogući postupci modifikovanja vlakana konoplje sa posebnim osvrtom na promene koje pri tome mogu nastati. Ove promene se uglavnom odnose na hemijski sastav, strukturu, fizičko-hemijska i elektrofizička svojstva vlakana konoplje.
U eksperimentalnom delu doktorske disertacije proučavan je uticaj parametara hemijskog modifikovanja vlakana konoplje (17,5 % NaOH, sobna temperatura, tokom 5, 10, 20, 30 i 45 minuta, u cilju postupnog uklanjanja hemiceluloza i 0,7 % NaClO2, temperatura ključanja, tokom 5, 15, 30 i 60 minuta, u cilju postupnog uklanjanja lignina), na njihov hemijski sastav, strukturu, fizičko-hemijska i elektrofizička svojstva. Parcijalno uklanjanje hemiceluloza dovodi do povećanja sorpcije vlage i smanjenja sposobnosti zadržavanja vode u vlaknima konoplje, dok uklanjanje lignina utiče na smanjenje sadržaja vlage i povećanje sposobnosti zadržavanja vode vlakana. Takođe, dolazi do poboljšanja kapilarnih svojstava vlakana konoplje, jer je ravnotežna visina kapilarnog penjanja tečnosti modifikovanih vlakana povećana i do 2,7 puta u odnosu na nemodifikovana vlakna konoplje. Dobra sorpciona svojstva i promena u strukturi modifikovanih vlakana konoplje, omogućavaju upotrebu ovih vlakana za sorpciju jona teških metala iz njihovih vodenih rastvora. Rezultat modifikovanja vlakana konoplje je visok stepen njihove deljivosti, što pokazuju vrednosti za finoću. Gipkost ovih vlakana je takođe povećana, a u nekim slučajevima je poboljšana i njihova jačina. Zapreminska električna otpornost alkalno modifikovanih vlakana konoplje je povećana, dok je za oksidisana vlakna skoro ista kao kod polaznih vlakana. Na sve ove promene u velikoj meri je uticalo uklanjanje hemiceluloza iz interfibrilarnih oblasti i lignina iz srednje lamele vlakana konoplje, što je imalo uticaj na prostorni raspored i orijentisanost fibrila, a samim tim i na strukturu i mikroporoznost vlakana. Dobijeni rezultati istraživanja su omogućili da se sa fundamentalnog aspekta sagleda problematika bitna za preradu i upotrebu vlakana konoplje i proizvoda dobijenih od ove vrste vlakana.
Abstract (en)
In the theoretical part of this thesis, the most relevant literature data on chemical composition, properties, molecular and supramolecular structure of hemp fibers as well as reactivity of their accompanying substances and modification procedures are reviewed. Taking into account the heterogeneous chemical composition of hemp fibers with cellulose as a main component, the development of native cellulose model, the cellulose alomorphisms, types of crystal lattices and the reactivity of native cellulose towards different chemical reagents are described in detail. This review was the basis for the experimental part, i.e. the selection of appropriate procedure for modification of hemp fibers. In addition to cellulose, different accompanying substances (water-soluble substances, fats, waxes, pectins, lignin and hemicelluloses) are defined (chemical composition, reactivity) and their influence on the reactivity of cellulose was analyzed. The developed procedures for modification of hemp fibers so far are described with particular emphasis on the induced overall fiber changes. These changes mainly correspond to chemical composition, structure, physico-chemical and electro-physical properties of hemp fibers.
In experimental part, influence of parameters of chemical modification of hemp fibers (17.5 % NaOH, at room temperature, for 5, 10, 20, 30 and 45 minutes, in an attempt to gradually remove hemicelluloses and 0.7 % NaClO2, at boiling temperature, for 5, 15, 30 and 60 minutes, in an attempt to gradually remove lignin), on their chemical composition, structures, physico-chemical properties and electrophysical properties, was studied. Hemicelluloses removal increases the moisture sorption and decreases the water retention values of hemp fibers, while lignin removal decreases the moisture sorption and increases the water retention ability of hemp fibers. Also, the capillary properties of hemp fibers are improved, i.e. capillary rise height of modified fibers is increased up to 2.7 times in relation to unmodified fibers. Good sorption properties and changes in the structure of modified hemp fibers, allow the use of these fibers for sorption of heavy metals ion from their water solution. Results of modification of hemp fibers were a high level of divisibility, which showed with values of fineness. Modified hemp fibers have higher flexibility and in some cases tensile properties are improved. Volume electric resistance of alkali modified hemp fibers are decreased, but for oxidizing hemp fibers values of volume electric resistance are almost like as the unmodified fibers. Changes of physico-chemical and electrophysical properties are result of removing of hemicelluloses from interfibrillar region and lignin from middle lamelae, which influence on space arrangement and orientation of fibriles, and on structure and microporosity of fibers. This research results have enabled to recognize fundamentally the issues relevant for processing and using of hemp fibers and products from these fibers.
Authors Key words
vlakna konoplje, alkalno modifikovanje, oksidacija, hemiceluloze, lignin, fizičko-hemijska svojstva
Authors Key words
hemp fibers, alkali modification, oxidation, hemicelluloses, lignin, physico-chemical properties
Classification
677.12(043.3)
Subject
Vlakna
Type
Tekst
Abstract (sr)
U teorijskom delu rada su sistematizovani najznačajniji literaturni podaci u vezi sa hemijskim sastavom, reaktivnošću pratećih supstanci, molekulskom i nadmolekulskom strukturom, svojstvima i postupcima modifikovanja vlakana konoplje. Obzirom na to, da vlakna konoplje imaju heterogen hemijski sastav u kome preovlađuje celuloza, u teorijskom delu je prvo ukazano na: naučni razvoj modela strukture nativne celuloze, celulozne alomorfizme i oblike kristalnih rešetki, kao i na reaktivnost nativne celuloze prema različitim reaktivima, što predstavlja osnovu za eksperimentalni deo ovog rada, tj. izbor odgovarajućih postupaka modifikovanja vlakana konoplje. Uzimajući u obzir da u hemijskom sastavu vlakana konoplje, kao konstituenti, pored celuloze učestvuju i prateće materije (supstance rastvorne u vodi, masti i voskovi, pektini, odrvenjena komponenta-lignin i hemiceluloze), izvršeno je njihovo definisanje (hemijski sastav, reaktivnost) i objašnjen je uticaj ovih komponenata na reaktivnost celuloze. Kao posebna celina u okviru teorijskog dela doktorske disertacije obrađeni su mogući postupci modifikovanja vlakana konoplje sa posebnim osvrtom na promene koje pri tome mogu nastati. Ove promene se uglavnom odnose na hemijski sastav, strukturu, fizičko-hemijska i elektrofizička svojstva vlakana konoplje.
U eksperimentalnom delu doktorske disertacije proučavan je uticaj parametara hemijskog modifikovanja vlakana konoplje (17,5 % NaOH, sobna temperatura, tokom 5, 10, 20, 30 i 45 minuta, u cilju postupnog uklanjanja hemiceluloza i 0,7 % NaClO2, temperatura ključanja, tokom 5, 15, 30 i 60 minuta, u cilju postupnog uklanjanja lignina), na njihov hemijski sastav, strukturu, fizičko-hemijska i elektrofizička svojstva. Parcijalno uklanjanje hemiceluloza dovodi do povećanja sorpcije vlage i smanjenja sposobnosti zadržavanja vode u vlaknima konoplje, dok uklanjanje lignina utiče na smanjenje sadržaja vlage i povećanje sposobnosti zadržavanja vode vlakana. Takođe, dolazi do poboljšanja kapilarnih svojstava vlakana konoplje, jer je ravnotežna visina kapilarnog penjanja tečnosti modifikovanih vlakana povećana i do 2,7 puta u odnosu na nemodifikovana vlakna konoplje. Dobra sorpciona svojstva i promena u strukturi modifikovanih vlakana konoplje, omogućavaju upotrebu ovih vlakana za sorpciju jona teških metala iz njihovih vodenih rastvora. Rezultat modifikovanja vlakana konoplje je visok stepen njihove deljivosti, što pokazuju vrednosti za finoću. Gipkost ovih vlakana je takođe povećana, a u nekim slučajevima je poboljšana i njihova jačina. Zapreminska električna otpornost alkalno modifikovanih vlakana konoplje je povećana, dok je za oksidisana vlakna skoro ista kao kod polaznih vlakana. Na sve ove promene u velikoj meri je uticalo uklanjanje hemiceluloza iz interfibrilarnih oblasti i lignina iz srednje lamele vlakana konoplje, što je imalo uticaj na prostorni raspored i orijentisanost fibrila, a samim tim i na strukturu i mikroporoznost vlakana. Dobijeni rezultati istraživanja su omogućili da se sa fundamentalnog aspekta sagleda problematika bitna za preradu i upotrebu vlakana konoplje i proizvoda dobijenih od ove vrste vlakana.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.