Allgemeine Bedeutung der Rohstoffpflanzen  Werkstoffkunde der Textilfasern  Reinigungsfähigkeit

Aufbau von pflanzlichen Textilfasern

Die Faserpflanzen Baumwolle und Hanf liefern ihre Fasern zum einen aus den Samenhaaren   der Pflanze (Baumwolle) und zum anderen aus dem Bast der Stengel  (Hanf). Beiden gemeinsam ist jedoch die chemische Grundstruktur  der Faser, die Zellulose.  Diese stellt ein Kettenmolekül dar, deren kleinste Einheit ein Glukose-Molekül (C  H  O  )    ist (s. Abb.).

 

Abbildung 3.3:  beta-D-Glukose
Abbildung 3.4: Ausschnitt eines Zellulosemoleküls

Die einzelnen Glukose-Moleküle sind gegeneinander um 180  gedreht, sodaß die Ebene der Sauerstoffbrücke   zum Kettenmolekül regelmäßig wechselt (s. Abb. ). Dadurch bildet sich eine gestreckte und unverzweigte Molekülkette, welche sich mit weiteren Ketten zusammenlagern kann. Die dafür maßgeblichen Wechselbeziehungen  sind Wasserstoffbrücken   zwischen den Hydroxlygruppen  der Glukose. Der durchschnittliche Polymerisationsgrad  von Zellulose beträgt 3000-7000, d. h. diese Zahl Zelluloseketten lagern sich zu einem Polymer zusammen. Bei diesen räumlichen Anlagerungen spricht man von kristallinen Strukturen , da die Kettenmoleküle sich in einer ideal-räumlich-dreidimensionalen Anordnung befinden. Die kleinste dieser kristallinen Einheiten wird Elementarzelle  genannt. An anderen Stellen können die Ketten weniger geordnet vorliegen. Ein Zustand, der als amorph bezeichnet wird. Das Verhältnis zwischen kristallinem und amorphem Anteil einer Polymerstruktur heißt kristalliner Grad, der bei Zellulose 70 % beträgt [10].

Abbildung 3.5:   Schemazeichnung: Aufbau des Baumwollhaares. Dicke Sekundärwand mit mehreren Lamellen
Quelle: [29]

Die Zelluloseketten werden in eine verformbare Matrix aus Pektinen und Hemizellulose eingebaut. Aus etwa zwanzig Elementarzellen sind die Mikrofibrillen  zusammengesetzt, die die Grundbausteine für die Pflanzenzellen  darstellen. Neben der regulären Längsanordnung der Elementarzellen ist auch ein seitliches Herausragen einzelner Zellen  möglich, das zum Verhaken mit anderen Zellen führt und ein sogenanntes Makromolekülgitter   bildet [30].

Während des Wachstums  der Pflanze bildet sich zunächst eine Primärwand,   deren Fibrillen eine Netzstruktur aufweisen und daher eine Dehnung  der ersten Wandschicht ermöglichen. Sobald das Längenwachstum abgeschlossen ist, wird eine Sekundärwand   aufgelagert, die sich durch eine höhere Packungsdichte  an Fibrillen auszeichnet. Physikalische und chemische Eigenschaften    der späteren Faser werden weitgehend durch Zusammensetzung und Aufbau der Sekundärzellwand bestimmt .

    
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Sat Jul 11 00:38:57 MET DST 1998