РУАЭСТ (RUAEST)
МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Представлены результаты построения пространственных конфигураций атомов в области ближнего упорядочения аморфной целлюлозы, полученной путем механического измельчения микрокристаллической целлюлозы. Размол порошка микрокристаллической целлюлозы проводился в шаровой мельнице планетарного типа Pulverisette 7 premium line, использовалась агатовая размольная чаша объемом 20 мл и шары из агата диаметром 5 мм. Максимальное время размола составляло шесть часов. Стартовые конфигурации формировались из различного числа пакетов слоев размером 1a × 2b × 2c, где а, b, c – периоды элементарной ячейки целлюлозы Iα. Оптимизация геометрии путем минимизации энергии кластера осуществлялась с использованием алгоритма «крутого спуска». Рассчитанные для всех построенных моделей кривые распределения интенсивности рассеяния, кривые распределения s-взвешенной интерференционной функции, кривые распределения парных функций, кривые функций радиального распределения атомов, а также значения радиусов координационных сфер и координационные числа сравнивались с результатами рентгенографического эксперимента. Для количественной оценки степени совпадения кривых распределения интенсивности рассеяния рассчитывался профильный фактор недостоверности. Экспериментальные кривые распределения интенсивности рассеяния были получены на автоматизированном дифрактометре ДРОН-6.0 на MoKα–излучении в симметричной геометрии на прохождение и на отражение. Расчет количественных характеристик областей ближнего упорядочения (радиусов координационных сфер и их размытий, координационных чисел) аморфной целлюлозы проводился с использованием метода Финбака–Уоррена. Показано, что структура областей ближнего упорядочения целлюлозы, измельченной в шаровой мельнице в течение шести часов, может быть описана на основе кластеров малого размера (с общим числом атомов равным 504), содержащих искаженные целлюлозные цепочки, длина которых не превышает 25 Е, при сохранении конформации «кресло» элементарного звена и tg-конформации гидроксиметильных групп.