Effect of Relative Humidity on the Degradation Rate of Cellulose. Methodology Studies

SUMMARIES

Kinetics of acid hydrolysis of cellulose described by the Ekenstam equation was studied using some samples of ligninfree paper. The dependence of rate constant vs. RH has been determined at 90°C. The resulting plot was quite similar to those obtained by Zou and used by him to elaborate the model of cellulose degradation. In our case, however, degradation was slower due to the different material studied.

The methodology of measurements was discussed. Most attention was given to the method of maintaining a constant value of the relative humidity. It was found that it was safe to use the saturated solutions of salts consisting of an alkali metal and a halogen ion. Deposits of these salts on the cellulose did not affect its degradation rate, in contrast to magnesium chloride, which significantly accelerated the degradation process.

La cinétique de l'hydrolyse acide de la cellulose décrite par l'équation de Ekenstam a été étudiée sur quelques échantillons de papier ne contenant pas de lignine. La dépendance de la constante de dégradation par rapport à l'humidité relative a été déterminée à 90°C. La courbe obtenue ressemble énormément à celles que Zou utilise pour élaborer le modèle de dégradation de la celulose. Dans notre étude cependant la dégradation était plus lente en raison des différences des échantillons utilisés.

La méthodologie des mesures a été analysée. La plus grande attention a été apportée à la méthode qui consiste à maintenir l'humidité relative à un taux constant. On a observé qu'il était prudent d'utiliser des solutions saturées de sels comprenant un métal alcalin et un ion halogène. Des dépôts de ces sels sur la cellulose n'avaient aucune influence sur le degré de dégradation, contrairement au chloride de magnésium qui accélérait significativement le processus de dégradation.

Anhand von Proben ligninfreien Papiers wurde die Kinetik der säurekatalysierten Hydrolyse von Cellulose nach der Ekenstam-Gleichung untersucht. Es wurde die Abhängigkeit der Abbaukonstante von der relativen Feuchte bei 90°C bestimmt. Die entsprechende Diagrammkurve gleicht den von Zou aufgestellten und von ihm zur Erarbeitung eines Modells des Celluloseabbaus benutzten. Unsere Untersuchung zeigte freilich einen langsameren Abbau, erklärbar durch Unterschiede im Probenmaterial.

Es wird die Methodologie der Messungen untersucht. Das Hauptaugenmerk galt dabei dem Einhalten einer konstanten Luftfeuchtigkeit. Es wurde festgestellt, daß gesättigte Lösungen von Alkali-Halogen-Salzen hierfür geeignet sind; Ablagerungen solcher Salze auf den Proben beeinflussen nicht deren Abbau, im Gegensatz zu Magnesiumchlorid, welches den Abbau deutlich beschleunigt.