The Degrading Action of Iron and Copper on Paper A FTIR-Deconvolution Analysis

Samples of FeCl3 and CuCl2 treated cellulose paper were analysed by FTIR before and after accelerated ageing at 90±10°C (sealed tube technique). The main mechanism of Fe(III) degradation appeared to be a strong hydrolysis and dehydration of cellulose chains, with formation of a C4-C5 double bond, and C6 oxidation. Cu(II) oxidized the C2- and C3-OH groups to aldehydes and carboxyls, thus opening the pyranose ring, and hydrolyses and oxidized the C4-OR group with the formation of a C4-C6 β-ketoaldehyde or β-ketoacid. Among the FTIR-deconvolution bands in the 1250–1850 cm-1 region, the ~1660 cm-1 signal is attributed to the unsaturated C=C-CO, and the 1612–1622 cm-1 signal to CO-C-CO group (chelate form of the enol tautomer). These bands, which can only be detected by the deconvolution technique, appear more significant than those of unconjugated CO groups above 1700 cm-1. Des échantillons de papier de cellulose contenant du FeCl3 et du CuCl2 ont été soumis à une analyse FTIR avant et après le vieillissement accéléré à 90+/-10°C (technique des tubes scellés). On a pu constater qu'une forte hydrolyse et une déshydratation des chaînes cellulosiques avec formation de liaison double de C4-C5 et d'une oxydation de C6 sont les phénomènes essentiels observés lors de la dégradation de FE(III). Cu(II) oxyde les groupes C2- et C3-OH en aldéhydes et carboxyles en entraînant une cassure des composés cycliques qui hydrolyse et oxyde le groupe C4-OR avec formation de C4-C6 β-céto-aldéhyde ou β-céto-acide. Parmi les bandes de déconvolution FTIR du domaine situé entre 1250 et 1850 cm-1 on attribue le signal 1660 cm-1 au groupe insaturé de C=C-cO et le signal 1612–1622 cm-1 au groupe CO-C-CO (forme chélatée de tautomérie céto-énolique). Ces bandes qui ne peuvent être détectées qu'à l'aide de la technique de déconvolution apparaissent plus distinctement que celles de groupes libres (non-liés) au-delà de 1700 cm-1. Proben von Cellulose, die mit FeCl3 und CuCl2 dotiert waren, wurden vor und nach einer beschleunigtenAlterung (90±10°C, in verschlossenem Glasbehälter) einer FTIR-Analyse unterworfen. Es zeigte sich, daß starke Hydrolyse und Wasserstoffentzug mit der Bildung von Doppelbindungen an C4-C5 und Oxidation an C6 des Cellulosemoleküls die wesentlichen Vorgänge des von Fe(III) bewirkten Abbaus sind. Cu(II) oxidiert unter Ringöffnung die Hydroxylgruppen an C2 und C3 zu Aldehyden und Carboxylen, und die Gruppe C4-OR unter Bildung von C4-C6 β-Ketoaldehyd oder einer sauren β-Ket