ВЛИЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПРИРОДЫ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАЛОИЗМЕНЕННЫХ ЛИГНИНОВ

УДК 54.03, 54.04

  • Сергей Сергеевич Хвиюзов Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова УрО РАН https://orcid.org/0000-0002-4810-2378 Email: khviyuzov.s@yandex.ru
  • Константин Григорьевич Боголицын Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова УрО РАН https://orcid.org/0000-0002-4055-0483 Email: k.bogolitsin@narfu.ru
  • Мария Аркадьевна Гусакова Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова УрО РАН https://orcid.org/0000-0002-2937-2604 Email: mariya_gusakova@mail.ru
DOI_disc_logo https://doi.org/10.14258/jcprm.20240212818
Ключевые слова: лигнин, фенольные гидроксильные группы, константы кислотности, эффективный окислительный потенциал, релаксаторы

Аннотация

Лигнины за счет наличия полифункциональной ароматической природы, системы сопряжения и высокой реакционной способности в редокс-взаимодействиях обладают наиболее выраженными электропроводными свойствами среди растительных полимеров. На примере малоизмененного диоксанлигнина ели и модифицированных образцов с различным содержанием карбонильных и метоксильных групп показана взаимосвязь функциональной природы, реакционных (кислотно-основных, окислительно-восстановительных) и диэлектрических свойств лигнинов. Различия в содержании карбонильных групп вызывают значительные изменения окислительно-восстановительных свойств лигнина, характеризуемых величинами эффективного окислительного потенциала фенольных структур. Методом диэлектрической спектроскопии определены значения удельной электропроводности и компонент комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне частот переменного электрического поля от 10-2 до 107 Гц. Для оценки влияния функциональной природы лигнинов на их диэлектрические свойства по данным частотных зависимостей компонент комплексной диэлектрической проницаемости в структуре полимера были выделены отдельные типы релаксаторов. Установлено, что изменение содержания карбонильных и метоксильных групп оказывает влияние на величины действительной части комплексной диэлектрической проницаемости при частотах переменного электрического поля менее 1 Гц, что позволяет рассматривать лигнин как перспективный материал для изготовления широкополосных электрических конденсаторов.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Сергей Сергеевич Хвиюзов, Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова УрО РАН

кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории химии растительных биополимеров

Константин Григорьевич Боголицын, Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова УрО РАН

доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории химии растительных биополимеров

Мария Аркадьевна Гусакова, Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова УрО РАН

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории химии растительных биополимеров, заведующий лабораторией

Литература

Bogolitsyn K.G., Lunin V.V. Fizicheskaya khimiya lignina. [Physical chemistry of lignin]. Moscow, 2010, 492 p. (in Russ.).

Zakzeski J., Bruijnincx P.C.A., Jongerius A.L., Weckhuysen B.M. Chemical Reviews, 2010, vol. 110, no. 6, pp. 3552–3599. DOI: 10.1021/cr900354u.

Bertella S., Luterbacher J.S. Trends in Chemistry, 2020, vol. 2, no. 5, pp. 440–453. DOI: 10.1016/j.trechm.2020.03.001.

Park J.H., Rana H.H., Lee J.Y., Park H.S. Journal of Materials Chemistry A, 2019, vol. 7, no. 28, pp. 16962–16968. DOI: 10.1039/C9TA03519B.

Gindl-Altmutter W., Fürst C., Mahendran A., Obersriebnig M., Emsenhuber G., Kluge M., Veigel S., Keckes J., Lieb-ner F. Carbon, 2015, vol. 89, pp. 161–168. DOI: 10.1016/j. carbon.2015.03.042.

Khan A., Nair V., Colmenares J.C., Gläser R. Topics in Current Chemistry (Z), 2018, vol. 376, article 20. DOI: 10.1007/s41061-018-0198-z.

Jha S., Bandyopadhyay S., Mehta S., Yen M., Chagouri T., Palmer E., Liang H. Energy Fuels, 2022, vol. 36, no. 2, pp. 1052–1062. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c03270.

Khviyuzov S., Bogolitsyn K., Volkov A., Koposov G., Gusakova M. Holzforschung, 2020, vol. 74, no. 12, pp. 1113–1122. DOI: 10.1515/hf-2019-0149.

Pepper J.M., Wood P.D.S. Canadian Journal of Chemistry, 1962, vol. 40, pp. 1026–1028. DOI: 10.1139/v62-153.

Zakis G.F., Mozheyko L.N., Telysheva G.M. Metody opredeleniya funktsional'nykh grupp lignina. [Methods for de-termining functional groups of lignin]. Riga, 1975, 176 p. (in Russ.).

Kosyakov D.S., Bogolitsyn K.G., Gorbova N.S., Khviyuzov S.S. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2007, no. 4, pp. 45–52. (in Russ.).

Bogolitsyn K.G., Khviuzov S.S., Gusakova M.A., Pustynnaya M.A., Krasikova A.A. Wood Science and Technology, 2018, vol. 52, no. 4, pp. 1153–1164. DOI: 10.1007/s00226-018-1008-z.

Pandey K.K. Journal of Applied Polymer Science, 1999, vol. 71, pp. 1969–1975.

Reznikov V.M. Khimiya drevesiny, 1977, no. 3, pp. 3–23. (in Russ.).

Demin V.A., Shereshovets V.V., Monakov Yu.B. Uspekhi khimii, 1999, vol. 68, pp. 1029–1049. (in Russ.).

More A., Elder T., Jiang Z. Holzforschung, 2021, vol. 75, no. 9, pp. 806–823. DOI: 10.1515/hf-2020-0165.

Evstigneev E.I., Chupka E.I. Khimiya drevesiny, 1990, no. 5, pp. 27–35. (in Russ.).

Ragnar M., Lindgren C.T., Nilvebrant N.O. Wood Chemistry and Technology, 2000, vol. 20, no. 3, pp. 277–305. DOI: 10.1080/02773810009349637.

Gracё M.P.F., Rudnitskaya A., Fernando A.C., Faria F.A.C., Evtuguin D.V., Gomes M.T.S.R., Oliveira J.A.B.P., Costa L.C. Electrochimica Acta, 2012, vol. 76, pp. 69–76. DOI: 10.1016/j.electacta.2012.04.155.

Tonkonogov M.P. Uspekhi fizicheskikh nauk, 1998, vol. 168, no. 1, pp. 29–54. (in Russ.).

Bogolitsyn K.G., Khviyuzov S.S., Volkov A.S., Gusakova M.A. Zhurnal fizicheskoy khimii, 2019, vol. 93, no. 2, pp. 307–312. (in Russ.).

Volkov A.S., Koposov G.D., Khviyuzov S.S. Chemical Physics, 2021, vol. 548, article 111202. DOI: 10.1016/j.chemphys.2021.111202.

Bogolitsyn K.G., Khviyuzov S.S. Polymer Bulletin, 2023, vol. 80, no. 1, pp. 1001–1015. DOI: 10.1007/s00289-022-04323-x.

Опубликован
2024-06-12
Как цитировать
1. Хвиюзов С. С., Боголицын К. Г., Гусакова М. А. ВЛИЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПРИРОДЫ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАЛОИЗМЕНЕННЫХ ЛИГНИНОВ // Химия растительного сырья, 2024. № 2. С. 89-98. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/12818.
Выпуск
№ 2 (2024)
Раздел
Биополимеры растений

Copyright (c) 2024 Химия растительного сырья

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:

1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.

2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.

3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.