Get 20M+ Full-Text Papers For Less Than $1.50/day. Start a 14-Day Trial for You or Your Team.

Learn More →

Tagungsbericht

Tagungsbericht Holzforschung 1982 Rundgespräch der Cellulosechemiker: Rahmenthema: Aktuelle analytische Methoden zur Charakterisierung von Cellulose und Cellulosederivaten anläßlich der 77. Hauptversammlung Zellcheming in Baden-Baden, 21. Juni 1982 Das Rahmenthema ,,Analytik" nahm 7. Schurz (Graz) als Leiter des Rundgesprächs zum Anlaß, in seiner Begrüßung auch einige zugleich kritische wie nachdenkliche Bemerkungen zum Stand der Chemie in der Öffentlichkeit zu machen, einer Wissenschaft, die man heutzutage gern als Bösewicht hinzustellen geneigt ist. Er appellierte an die Verantwortung der Chemiker, denn nur sie allein können die - oft übertriebenen und umstrittenen - ökologischen Mißstände beheben und die Chemie weiter zum Nutzen der Menschheit unter Beachtung der erforderlichen ökonomischen Gesichtspunkte einsetzen. Erst durch die modernen analytischen Methoden konnten Schadstoffe erkannt und in einer bisher nicht gekannten minimalen Nachweisgrenze ermittelt werden. Hier sind die Chemiker aufgerufen, durch vernünftige Auswertung der feinen analytischen Ergebnisse zur Klärung in der Öffentlichkeit und zur Verbesserung des Images der Chemie beizutragen; denn auch für engagierte Laien wird es in unserer Zeit mit ihren großen Veränderungen und Herausforderungen immer schwerer, den notwendigen Gesamtzusammenhang zu erkennen und danach zu handeln. Dem unguten Schlagwort ,,Zeitbombe Chemie" kann von den Berufenen nicht ernstlich und kräftig genug entgegengetreten werden! In seinen Ausführungen Anwendungsmöglichkeiten der NMRSpektroskopie in der Celluloseforschung behandelte (in Vertretung der verhinderten B. Philipp / H. Lang - Teltow-Seehof) H.-H. Steege (Heidenau) zunächst Prinzip und Aussagemöglichkeiten der kernmagnetischen Resonanzspektroskopie mit Anwendungsbeispielen auf Cellulose und ihre Derivate bei Prozeßabläufen, auch im Hinblick auf die Endprodukte. Zur Charakterisierung von C. und ihren Derivaten in gelöstem Zustand erweist sich die hochauflösende I3C-Fourier-Transform-NMR-Spektroskopie als besonders leistungsfähig. Ein Vergleich der I3C-NMR-Spektren von C., die einerseits im System Calciumrhodanid/Wasser/Formaldehyd bzw. im System Paraformaldehyd/DMSO, andererseits in N-Methylmorpholin-N-oxid gelöst wurde, läßt deutlich den Unterschied zwischen einer ,,Auflösung unUr Derivatisierung" und einer ,,Auflösung über zwischenmolekulare Wechselwirkung" erkennen. Untersuchungen an unterschiedlich hergestellten Alkalicellulosen mittels "Na-Festkörper-NMR-Spektroskopie ergaben einen starken Einfluß des Preßfaktors auf Form und Lage des Na-Signals; ferner ließen sich Aussagen zur Problematik des freien und gebundenen Laugenanteils sowie zur Rolle definierter Hydratationsstufen der NaOH-Dipole der Alkalicellulosebildung machen. Über Bestimmung der Molekulargewichtsverteilung von Cellulose· nitrat mittels Gelpermeations-Chromatographie und Fällungsfraktionierung berichtete M. Marx-Figini (La Plata). Nach Optimierung der Bedingungen der GPC an Cellulosenitraten (aus Baumwolle) wurden vergleichende Untersuchungen über die Eignung von passiviertem Silicagel (DP 7000) einerseits und -Styragel andererseits als Kolonnenfüllmaterial durchgeführt. Der Polymerisationsgrad der Eichpräparate (Fraktionen aus Fällungsfraktionierungen nach der von der Autorin früher beschriebenen Methode) wurde viskometrisch unter Standardbedingungen bestimmt. Unter den angewandten Bedingungen entspricht bei beiden Kolonnenmaterialien die Auftrennung einem ,,size exclusion"-Mechanismus, Fremdeffekte wie z.B. Adsorption treten nicht auf. Die Silicagel-Kolonnen besitzen gegenüber -Styragel-Kolonnen eine relativ niedrige Ausschlußgrenze (größere Uneinheitlichkeit). Das von J. Goedhart (Arnheim, N L) angekündigte Referat GPCUntersuchungen von Cellulose in N-Methylmorpholinoxid-DMSOGemischen mußte leider ausfallen, so daß sich die Ausführungen von H.-J. Cantow (Freiburg) über Struktur und mechanisch-dynamisches Verhalten von Polymeren anschlössen. Im Gegensatz zur Pfropf-Copolymerisation können durch kationische und photochemische Polymerisation auch Copolymere gebildet werden, wobei 2-, 3- oder Sternblocksysteme'entstehen (ein Ende der Cellulose wird zum Anpolymerisieren anderer Polymere, benutzt); auf diese Weise kann man zu Elastomeren gelangen. Als weiche Phase wurde Baumwoll-Cellulose eingesetzt. Durch Einstellen bestimmter bzw. geeigneter Molekulargewichte lassen sich bei der Herstellung der o.g. Blocksysteme relativ feste Stoffe gewinnen. Das Fließverhalten der Polymere kann durch Temperatur- und Frequenzabhängigkeit charakterisiert werden, wie an Beispielen gezeigt wurde. Die Nachmittagssitzung stand unter der Diskussionsleitung von W. Schempp (Darmstadt) und wurde eingeleitet mit dem Vortrag von J. Schurz (Graz) über Hohlraumanalyse -- Röntgenkleinwinkeluntersuchungen an verschiedenen Cettuloseproben.1 Nach Erläuterung der Porod'sehen Theorie und der neuen Meßmethode werden die Ergebnisse an verschiedenen trockenen Celluloseproben (Größe l mm l mm) aus gemahlenen Zellstoffen, Cellulosefasern, mikrokristalliner Cellulose und mikrofeiner C. (C.-Pulver) mitgeteilt. Danach ist die innere Oberfläche bei Zellstoffen mit 4-6 mVg am größten; durch Mahlung in der Kugelmühle wird sie stark reduziert, da viele kleine Hohlräume zu durchgehenden größeren Hohlräumen verschmelzen. Genaue Kenntnisse über das Hohlraumsystem sind von erheblich praktischer Bedeutung für die Anfärbegeschwindigkeit cellulosischer Chemiefasern sowie das Wasserrückhaltevermögen. In seinen Ausführungen über GC/HPLC von Kohlenhydraten in cellulosehaltigen Rohstoffen ging H. Esterbauer (Graz) auf die Fortschritte bei der qualitativen und quantitativen Zuckeranalyse ein und berichtete über die Ergebnisse an Rohstoffen wie Weizenstroh, Maisstroh, Schilf, Buchenholz, Fichtenholz, Altpapier u.a. Die Kapillar-GC ermöglicht eine vollständige Auftrennung der Pentosen, Hexosen, Hexuronsäuren und Cellobiose. Durch Kopplung mit Massenspektroskopie können auch unbekannte Zucker sowie deren Abbauprodukte identifiziert werden. Bei der HPLC können z.B. mit der HPX-87P Säule Gemische von Cellobiose, Glucose, Galactose, Mannose, Arabinose und Xylose in etwa 20 min. getrennt werden; sie ist für Serienanalysen von Biomasseprodukten besonders geeignet. In seinem Beitrag zur Ermittlung der Substituentenverteilung (SV) nichtionogener Celluloseether stellte //. Lindenberg (Walsrode) eine Methode vor, mit der die SV von Methylcellulosen und Mischethern mit überwiegendem MC-Charakter möglich ist. Die Analyse sieht zunächst eine Hydrolyse der Proben mit Trichloressigsäure vor, danach erfolgt eine Auftrennung der Hydrolysate durch HPLC mit anschließender quantitativer Bestimmung der Spaltprodukte. Bei der Chromatographie erfolgt die Auftrennung in die 4 möglichen Substitutionsstufen Glucose, mono-, di- und trisubstituierte Glucosen. Durch ein Computerprogramm kann der Veretherungsvorgang mit Variation bestimmter Vorgaben simuliert und die erhaltenen verschiedenen SV-Muster können mit den bei der Untersuchung gewonnenen Ergebnissen verglichen werden. Mit der Celluloseether-Analytik mittels GC und IR befaßte sich der letzte Vortrag von P. Friese (Düsseldorf)· Durch Kombination von GC und IR ist eine Identifizierung und die Bestimmung »cischiedener Cellulose-Derivate möglich. Folgende Derivate können dabei unterschieden werden: Zellstoff, Methyl-, Ethyl-, Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl-, Methylhydroxyethyl-, Methylhydroxypropyl- und Carboxymethyl-Cellulose. Außer verschiedenen Substituenten können auch unterschiedliche Substitutionsgrade erkannt werden an der Änderung der Spektren. Die GC-Bestimmung basiert auf der Etherspaltung der C.-Derivate durch Jodwasserstoffsäure mit dem Vorteil der direkten Bestimmung am Original ohne besondere Probenvorbereitung. G. Stegmann 4 1 erscheint in Holzforschung 1982 (6) » http://www.deepdyve.com/assets/images/DeepDyve-Logo-lg.png Holzforschung - International Journal of the Biology, Chemistry, Physics and Technology of Wood de Gruyter

Tagungsbericht

Download PDF
1 page

Loading next page...
 
/lp/de-gruyter/tagungsbericht-f9MP3004Ue

References

References for this paper are not available at this time. We will be adding them shortly, thank you for your patience.

Publisher
de Gruyter
Copyright
Copyright © 2009 Walter de Gruyter
ISSN
0018-3830
eISSN
1437-434X
DOI
10.1515/hfsg.1982.36.5.248
Publisher site
See Article on Publisher Site

Abstract

Holzforschung 1982 Rundgespräch der Cellulosechemiker: Rahmenthema: Aktuelle analytische Methoden zur Charakterisierung von Cellulose und Cellulosederivaten anläßlich der 77. Hauptversammlung Zellcheming in Baden-Baden, 21. Juni 1982 Das Rahmenthema ,,Analytik" nahm 7. Schurz (Graz) als Leiter des Rundgesprächs zum Anlaß, in seiner Begrüßung auch einige zugleich kritische wie nachdenkliche Bemerkungen zum Stand der Chemie in der Öffentlichkeit zu machen, einer Wissenschaft, die man heutzutage gern als Bösewicht hinzustellen geneigt ist. Er appellierte an die Verantwortung der Chemiker, denn nur sie allein können die - oft übertriebenen und umstrittenen - ökologischen Mißstände beheben und die Chemie weiter zum Nutzen der Menschheit unter Beachtung der erforderlichen ökonomischen Gesichtspunkte einsetzen. Erst durch die modernen analytischen Methoden konnten Schadstoffe erkannt und in einer bisher nicht gekannten minimalen Nachweisgrenze ermittelt werden. Hier sind die Chemiker aufgerufen, durch vernünftige Auswertung der feinen analytischen Ergebnisse zur Klärung in der Öffentlichkeit und zur Verbesserung des Images der Chemie beizutragen; denn auch für engagierte Laien wird es in unserer Zeit mit ihren großen Veränderungen und Herausforderungen immer schwerer, den notwendigen Gesamtzusammenhang zu erkennen und danach zu handeln. Dem unguten Schlagwort ,,Zeitbombe Chemie" kann von den Berufenen nicht ernstlich und kräftig genug entgegengetreten werden! In seinen Ausführungen Anwendungsmöglichkeiten der NMRSpektroskopie in der Celluloseforschung behandelte (in Vertretung der verhinderten B. Philipp / H. Lang - Teltow-Seehof) H.-H. Steege (Heidenau) zunächst Prinzip und Aussagemöglichkeiten der kernmagnetischen Resonanzspektroskopie mit Anwendungsbeispielen auf Cellulose und ihre Derivate bei Prozeßabläufen, auch im Hinblick auf die Endprodukte. Zur Charakterisierung von C. und ihren Derivaten in gelöstem Zustand erweist sich die hochauflösende I3C-Fourier-Transform-NMR-Spektroskopie als besonders leistungsfähig. Ein Vergleich der I3C-NMR-Spektren von C., die einerseits im System Calciumrhodanid/Wasser/Formaldehyd bzw. im System Paraformaldehyd/DMSO, andererseits in N-Methylmorpholin-N-oxid gelöst wurde, läßt deutlich den Unterschied zwischen einer ,,Auflösung unUr Derivatisierung" und einer ,,Auflösung über zwischenmolekulare Wechselwirkung" erkennen. Untersuchungen an unterschiedlich hergestellten Alkalicellulosen mittels "Na-Festkörper-NMR-Spektroskopie ergaben einen starken Einfluß des Preßfaktors auf Form und Lage des Na-Signals; ferner ließen sich Aussagen zur Problematik des freien und gebundenen Laugenanteils sowie zur Rolle definierter Hydratationsstufen der NaOH-Dipole der Alkalicellulosebildung machen. Über Bestimmung der Molekulargewichtsverteilung von Cellulose· nitrat mittels Gelpermeations-Chromatographie und Fällungsfraktionierung berichtete M. Marx-Figini (La Plata). Nach Optimierung der Bedingungen der GPC an Cellulosenitraten (aus Baumwolle) wurden vergleichende Untersuchungen über die Eignung von passiviertem Silicagel (DP 7000) einerseits und -Styragel andererseits als Kolonnenfüllmaterial durchgeführt. Der Polymerisationsgrad der Eichpräparate (Fraktionen aus Fällungsfraktionierungen nach der von der Autorin früher beschriebenen Methode) wurde viskometrisch unter Standardbedingungen bestimmt. Unter den angewandten Bedingungen entspricht bei beiden Kolonnenmaterialien die Auftrennung einem ,,size exclusion"-Mechanismus, Fremdeffekte wie z.B. Adsorption treten nicht auf. Die Silicagel-Kolonnen besitzen gegenüber -Styragel-Kolonnen eine relativ niedrige Ausschlußgrenze (größere Uneinheitlichkeit). Das von J. Goedhart (Arnheim, N L) angekündigte Referat GPCUntersuchungen von Cellulose in N-Methylmorpholinoxid-DMSOGemischen mußte leider ausfallen, so daß sich die Ausführungen von H.-J. Cantow (Freiburg) über Struktur und mechanisch-dynamisches Verhalten von Polymeren anschlössen. Im Gegensatz zur Pfropf-Copolymerisation können durch kationische und photochemische Polymerisation auch Copolymere gebildet werden, wobei 2-, 3- oder Sternblocksysteme'entstehen (ein Ende der Cellulose wird zum Anpolymerisieren anderer Polymere, benutzt); auf diese Weise kann man zu Elastomeren gelangen. Als weiche Phase wurde Baumwoll-Cellulose eingesetzt. Durch Einstellen bestimmter bzw. geeigneter Molekulargewichte lassen sich bei der Herstellung der o.g. Blocksysteme relativ feste Stoffe gewinnen. Das Fließverhalten der Polymere kann durch Temperatur- und Frequenzabhängigkeit charakterisiert werden, wie an Beispielen gezeigt wurde. Die Nachmittagssitzung stand unter der Diskussionsleitung von W. Schempp (Darmstadt) und wurde eingeleitet mit dem Vortrag von J. Schurz (Graz) über Hohlraumanalyse -- Röntgenkleinwinkeluntersuchungen an verschiedenen Cettuloseproben.1 Nach Erläuterung der Porod'sehen Theorie und der neuen Meßmethode werden die Ergebnisse an verschiedenen trockenen Celluloseproben (Größe l mm l mm) aus gemahlenen Zellstoffen, Cellulosefasern, mikrokristalliner Cellulose und mikrofeiner C. (C.-Pulver) mitgeteilt. Danach ist die innere Oberfläche bei Zellstoffen mit 4-6 mVg am größten; durch Mahlung in der Kugelmühle wird sie stark reduziert, da viele kleine Hohlräume zu durchgehenden größeren Hohlräumen verschmelzen. Genaue Kenntnisse über das Hohlraumsystem sind von erheblich praktischer Bedeutung für die Anfärbegeschwindigkeit cellulosischer Chemiefasern sowie das Wasserrückhaltevermögen. In seinen Ausführungen über GC/HPLC von Kohlenhydraten in cellulosehaltigen Rohstoffen ging H. Esterbauer (Graz) auf die Fortschritte bei der qualitativen und quantitativen Zuckeranalyse ein und berichtete über die Ergebnisse an Rohstoffen wie Weizenstroh, Maisstroh, Schilf, Buchenholz, Fichtenholz, Altpapier u.a. Die Kapillar-GC ermöglicht eine vollständige Auftrennung der Pentosen, Hexosen, Hexuronsäuren und Cellobiose. Durch Kopplung mit Massenspektroskopie können auch unbekannte Zucker sowie deren Abbauprodukte identifiziert werden. Bei der HPLC können z.B. mit der HPX-87P Säule Gemische von Cellobiose, Glucose, Galactose, Mannose, Arabinose und Xylose in etwa 20 min. getrennt werden; sie ist für Serienanalysen von Biomasseprodukten besonders geeignet. In seinem Beitrag zur Ermittlung der Substituentenverteilung (SV) nichtionogener Celluloseether stellte //. Lindenberg (Walsrode) eine Methode vor, mit der die SV von Methylcellulosen und Mischethern mit überwiegendem MC-Charakter möglich ist. Die Analyse sieht zunächst eine Hydrolyse der Proben mit Trichloressigsäure vor, danach erfolgt eine Auftrennung der Hydrolysate durch HPLC mit anschließender quantitativer Bestimmung der Spaltprodukte. Bei der Chromatographie erfolgt die Auftrennung in die 4 möglichen Substitutionsstufen Glucose, mono-, di- und trisubstituierte Glucosen. Durch ein Computerprogramm kann der Veretherungsvorgang mit Variation bestimmter Vorgaben simuliert und die erhaltenen verschiedenen SV-Muster können mit den bei der Untersuchung gewonnenen Ergebnissen verglichen werden. Mit der Celluloseether-Analytik mittels GC und IR befaßte sich der letzte Vortrag von P. Friese (Düsseldorf)· Durch Kombination von GC und IR ist eine Identifizierung und die Bestimmung »cischiedener Cellulose-Derivate möglich. Folgende Derivate können dabei unterschieden werden: Zellstoff, Methyl-, Ethyl-, Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl-, Methylhydroxyethyl-, Methylhydroxypropyl- und Carboxymethyl-Cellulose. Außer verschiedenen Substituenten können auch unterschiedliche Substitutionsgrade erkannt werden an der Änderung der Spektren. Die GC-Bestimmung basiert auf der Etherspaltung der C.-Derivate durch Jodwasserstoffsäure mit dem Vorteil der direkten Bestimmung am Original ohne besondere Probenvorbereitung. G. Stegmann 4 1 erscheint in Holzforschung 1982 (6) »

Journal

Holzforschung - International Journal of the Biology, Chemistry, Physics and Technology of Wood – de Gruyter

Published: Jan 1, 1982

There are no references for this article.