Röntgenuntersuchungen zur Vorzugsorientierung und übermolekularen Struktur nativer und regenierierter Cellulose

Ziel der Arbeit war, die übermolekulare Struktur und Orientierung von Bakteriencellulose (BC) und von Blasfolien aus Regeneratcellulose mit den Methoden der Röntgenweitwinkelstreuung zu untersuchen. BC als Modellsubstanz für native Cellulose wurde im initialfeuchten Zustand sowie in Abhängigkeit von den Trocknungsbedingungen untersucht, wobei nachgewiesen wurde, dass bereits in frühen Stadien der Strukturbildung in wässriger Phase fibrilläre wasserfreie Cellulosekristallite der Modifikation 1 vorliegen, die jeweils von einer Hydrathülle umgeben und lateral zu Mikrofibrillarbändern aggregiert sind. Dies unterstützt die Schlussfolgerung, dass die Biosynthese von Cellulosemolekülen und deren Kristallisation eng gekoppelte Vorgänge sind. Mit Hilfe von Röntgenpolfiguren wurde der Einfluss einer uniaxialen Deformation während der Trocknung von BC-Vliesen untersucht. Hierbei zeigte sich, dass die axiale Orientierbarkeit der Mikrofibrillarbänder durch eine NaOH-Behandlung wesentlich gesteigert werden kann, so dass eine uniplanar-axiale Vorzugsorientierung realisierbar ist. Celluloseregeneratfolien lassen sich durch Verformung einer Cellulose/NMMO-Lösung nach dem Blasextrusionsverfahren herstellen. Diese Blasfolien besitzen wie konventionelle Produkte eine partiell-kristalline Struktur mit Cellulose II als kristalliner Phase. Durch Variation der Abzugs- und Aufblasverhältnisse kann die Kettenorientierung von isotrop bis uniaxial eingestellt werden.