Konstitucioni prikaz makivniuiekuic celuloze (si.6) je uproen
prstcnuvi glukoze ulukupiraii'-j/ni niMenovi; u pruituru nisu
ra--
1. PRIRODNE TEKSTILNE SIROVINE 1.1. BILJNA VLAKNA Od prirodnih
vlakana biljna vlakna su u najveoj meri zastupljena u podmirenju
veeg dela potreba tekstilne industrije. Ova vlakna mogu imati oblik
dugake cevice, vretena ili traice i fnogu biti i/graena od jedne
elije (jednoelijska vlakna) ili iz vie elementarnih elija meusobno
stepljenih u vieelijska vlakna (tehnika vlakna). Vlakna -,i semena
i plodova biljaka dobijaju se relativno jednostavno u odnosu na
dobijanje vlakana iz like (kore) i iz lia biljaka, koje je prilino
sloeno. Glavni sastojak biljnih vlakana je celuloza. Sadraj iste u
vlaknima je razliit jer vlakna pored celuloze sadre u manjoj ili
veoj meri pratee materije celuloze (hemicelulozu, pektin. lignin,
belanevine, votane materije, mineralne materije, pigmentne
materije). Sadraj prateih materija utie na osobina celuloze kao i
na osobino vlakana na bazi ceiuloze. pa se zbog toga celuloza kao i
vlakna na bazi celuloze razliitog porekla razlikuju meusobno po
osobinama kao i po boji. Zbog sadraja prateih materija biljna
vlakna su retko bele boje, ve su ukasta, zelenkasta, crvenkasta ili
smea. Od svih biljnih vlakana kod nas se najvie upotrebljava pamuk,
lan i konoplja. Rede se upotrebljavaju kokosova vlakna, manila,
sizai, novozelandski lan. rafija, tika i slina vlakna; dok se
gotovo ne upotrebljavaju ananas vlakna, piasava. kopriva i njima
slina vlakna. CELULOZA Celuloza je jedna od najrasprostranjenijih
materija, koja se u prirodi javlja kao proizvod biljnog sveta.
Osnovna je materija od koje se izgraena biljna vlakna i drvo. Meka
biljna vlakna predstavljaju gotovo istu celulozu. Elementarna
analiza pokazuje da se celuloza sastoji iz 44,4% ug-ijenika, 6,2%
vodonika i 49.4% kiseonika. Prema ovom sastavu mogfa bi se
molekularna formula celuloze napisati C^H-oO.; iz koje proizilazi
molekulska teina 162. Meutim, pri praktinom odreivanju molekulske
teine pokazivala se mnogo veom (ak i 1,000,000). To navodi na
zakljuak da je celuioza jedinjenje ugljenika. vodonika i kiseonika,
ali makromoiekulskog tipa, pa se makromolekule ceiuloze sastoje iz
veeg broja osnovno-* sainitelia GH-.O: koji su meusobno lanasto
povezani. Prema tome, formula celuloze moe se prikazati kao
(CiHioO.O.- . u kojoj n pokazuje broj osnovnih sainitelja CiHioO.i
u makromoleku-lama. Ovaj broj se naziva stepen polimerizacije i
nije jednak kod svih makromolekula celuloze. Zbog toga, kada je re
o stepenu polimerizacije, misli se uvek na prosen stepen
polimerizacije celuloze, koji je opet razliit kod celuloza razl uog
porekla. Mnoenjem stepena polimerizacije sa 162 dobija se pro-:'.na
molekulska teina celuloze, Stepen polimerizacije kod celuloze u
pamuku moe iznositi oko 10.000, kod beljenos pamuka oko 3.000, kod
lanenog vlakna oko 36.000 kod ramije oko 12.&00 a kod
regenerisane celuloze oko 600. Moemo rei da se svakom hemijskom
obradom smanjuje stepen polimerizacije celuloze a to dovodi do
pogoranja kvalitetnih osobina celuloze, jer i od stepena
polimerizacije, odnosno od duine makromolekula celuloze, zavise
njene osobine a samim tim i osobine vlakana na bazi celuloze.
Skraenje makromolekulskih lanaca celuloze, a time i znatna pramena
njenih osobina, mogu na. tati hidrolizom, oksidacijom, termikim
uticajem. mehanikim uticajem i l'utohemijskom reakcijom. Hidrolizom
celuloze poiv.jcu Slika J Prikaz konstilakih kiselina dobija se
glukoza: tucione formule glukoze CiH , O 0 i - n HaO-KisRiTivA- - n
(C - RC = 0 +1
HOS
H Meutim, reakcija tee dalje pa aldehid reaguje sa cisteinom: RC
= 0 + RCH3SH--------------------> RCH?S CH2R1H
Kod oksidacionog cepanja (oksidaciona sredstva, na primer
peroksid, kalijumpermanganat itd.) cistinske grupe se razlazu i
prevode preko sulfoksida i sulfona u sulfonsku kiselinu:
RCH?S-r-SCH2R ---------- >2 RCH>SOH Kod redukcionog cepanja
redukciona sredstva razgrauju cistinske mostove, ali ve oksidacijom
na vazduhu, reakcija tee suprotno pa se cistinske veze ponovo
uspostavljaju; RCH?SSCH2R + 2H 7 "^2 R-CH^ SH U povezivanju
polipeptidnih lanaca ne uestvuju samo cistinski mostovi, ve i
elektrostatike jonske veze kao i vodonini mostovi.
-----------------------C H- S - S -
p-................................ 0K ? ^ ~ ~ C- H - S - C H^ 9 S
2~
C ruh is1
CHk 1-s
2
H2N - C 2HC 0 0 H S11
krt 118 Prikaz povezivanja polipeptidnih lanaca cistinskim
mostovima U prvom sluaju povezivanja povezana su dva polipeptidna
lanca svojim krajevima
(1). U drugom sluaju povezana su etiri polipeptidna lanca svojim
krajevima preko disulfidnog mosta (2). U treem sluaju cistinskim
(disulfidnim) mostom povezana su dva polipeptidna lanca negde na
sredini (3). U etvrtom sluaju cistin je svojim jednim krajem vezan
za jedan polipeptidni lanac, dok je na drugom njegovom kraju
slobodna amino i karboksilna grupa (4). Cepanje (kidanje)
cistinskih mostova se moe izvriti hidrolizom, oksidacijom i
redukcijom. Kod hidroHtikog cepanja alkalije, kiseline i voda na
poveanoj temperaturi razgrauju disulfidne veze, ali pri dejstvu
alkalija moe doi i do kidanja veze izmeu sumpora i ugljenika.
Ukoliko je proces drastiniji, vuna e biti znatno oteena, jer se
cistin razgrauje i sumpor odlazi u obliku gasa H2S. Proces se moe
objasniti na sledei nain: Hidrolizom se epa most (S S) i nastaje
cistein i sulfonska kiselina: RCHaSSCH2R -------------> R.CH^SH
+ RCH2SOH hidroliza (cistein) (sulfonska kis.) Sulfonska kiselina
je veoma reaktivna pa pri daljem zagrevanju prelazi u aldehid i pri
tome se razvija gas HaS;
50
Elektrostatike jonske veze (sone veze) uspostavljaju se izmeu
(COOH) i ( NH?) grupe iz dva polipeptidna lanca ili jednog lanca,
kada su blizu jedna drugoj i kada ?e naelektriu prelaskom vodonika
(_COOH) grupe na susednu KH^ ; C00 (NHj) grupu. Zapravo ove veze se
C00 HH,+ uspostavljaju izmeu kisele, ne.iiRMiM ii-A*M gativno
naelektrisane (COO'~) i bazne, pozitivno naelektrisane (NH34")
Slika 119 - Prikaz povezivanja ma- gmpe i to u potpunosti pri
pHvredkromolekula elektrostatikim jonskim nosti medijuma koja
predstavlja IZOvezama elektrinu taku. Za vunena vlakna je
izoelektrina taka pH 4,9. Ove veze se mogu raskinuti ejstvom
kiseline, alkalija i vodene pare, ali se mogu ponovo uspostaviti.
Vodonini mostovi su u stvari protonske veze koje se mogu
uspostaviti izmeu: karbonilne i imidne grupe, karbonilne i
hidroksilne grupe, fenolne i imino grupe, amino i karbonilne grupe
i izmeu dve kar-boksilne grupe (tabela 9). Vodonini mostovi se mogu
raskinuti ejstvom vode zagrevanjem, ejstvom alkalije i raznim
hemikatijama (mokraevinom, fenolom, for-rnaldehidom itd,). Takoe se
mogu raskinuti mehanikom silom pri veem istezanju vlakana.s
uspostavljenih izmeu polipeptidnih lanaca. Polipeptidni lanci
(makromolekule keratina) prikazani su pravim punim linijama, meutim
u stvarnosti osnovni polipeptidni lanci keratina su prostorno
spiralno zavijeni, 0 emu e jo biti govora.
Sve navedene veze izmeu polipeptidnih lanaca su od velikog
uticaja ne samo na mehaniko-elastine, ve i na druge osobine vunenih
vlakana. Zbog ovakve povezanosti makromolekula pojavljuje se samo
ogranieno bubrenje vunenih vlakana.Pri istezanju vlakna poprene
veze pruaju otpor pa doprinose elastinim osobinama .vlakna. Ukoliko
se razore veze, nastae" olakano istezanje vlakana. Pri vrednosti pH
4,9 istezanje vunenih vlakana je .oteano, jer onda dolaze do
izraaja i elektrostatike sone veze. Meutim pri *pH vrednostima
manjim od 4,9 kao i veim sone veze se raskidaju, a uticajem poveane
temperature preko dejstva vodene pare ili vrele vode dolazi do
raskidanja svih veza pa je istezanje vlakana olakano. U takvim
okolnostima bubrenje vlakana je poveano. 1 Razbijanje poprenih veza
pomou vode na poveanoj temperaturi koristi se u mnogim obradama
vune, a posebno kada se vunenom artiklu eli dati odreeni oblik,
odnosno vunenim vlaknima odreeni poloaj. Posle odstranjivanja vode
tj. suenja i ohlaenja mostovi se ponovo uspostavljaju pa se tako
izvri fiksiranje datog oblika. Ovo se koristi kod dekatiranja,
peglanja tkanine itd. Zapravo, ako se za kratko vreme izloi dejstvu
pare istegnuto vuneno vlakno, pa se odmah oslobodi nategnutosti,
izvrie se sakupljanje istog. Meutim, ako se vri parenje due
vremena, vlakno e zadrati izduenje jer je izraeno fiksiranje istog
preko stvaranja poprenih veza na drugim mestima. Rentgenografska
strukturna analiza keratina Rendgenografskim ispitivanjem dolazi se
do saznanja 0 finoj strukturi keratina. Dokazano je da keratin u
vunenom vlaknu figurie u dve izomerne modifikacije i to u obliku
alfa keratina i u obliku beta keratina. Istezanjem vlakna, keratin
iz alfa oblika prelazi u beta oblik. Do-30% istezanja preovlauje
oblik alfa keratina, a iznad 70% istezanja preovlauje beta keratin.
(Vee istezanje vunenih vlakana postie se u
Pregled uspostavljanja vodoninih mostova Tabela 9 >,vw-. o =
c< 1. Izmeu karbonilne i imidne grupe: 2. Izmeu karbonilne i
hidroksilne grupe: 3. Izmeu fenolne i imino , C-O H. -NH > C
=
