Mesej pulpa. Formula selulosa

Selulosa ialah terbitan dua bahan semulajadi: kayu dan kapas. Dalam tumbuhan ia menjalankan fungsi penting, memberi mereka fleksibiliti dan kekuatan.

Di manakah bahan itu ditemui?

Selulosa adalah bahan semula jadi. Tumbuhan mampu menghasilkannya sendiri. Mengandungi: hidrogen, oksigen, karbon.

Tumbuhan menghasilkan gula apabila terdedah kepada sinaran matahari, ia diproses oleh sel dan membolehkan gentian untuk menahan beban angin yang tinggi. Selulosa adalah bahan yang terlibat dalam proses fotosintesis. Jika anda menaburkan air gula pada potongan kayu segar, cecair akan cepat diserap.

Pengeluaran selulosa bermula. Kaedah semula jadi untuk mendapatkannya diambil sebagai asas untuk pengeluaran kain kapas pada skala industri. Terdapat beberapa kaedah di mana pulpa dengan kualiti yang berbeza-beza diperolehi.

Kaedah pembuatan No. 1

Selulosa dihasilkan kaedah semula jadi- daripada biji kapas. Rambut dikumpul oleh mekanisme automatik, tetapi ia diperlukan tempoh yang lama menanam tumbuhan. Fabrik yang dihasilkan dengan cara ini dianggap paling tulen.

Selulosa boleh diperoleh dengan lebih cepat daripada gentian kayu. Namun, dengan kaedah ini kualitinya jauh lebih teruk. Bahan ini hanya sesuai untuk pengeluaran plastik bukan gentian, selofan. Gentian tiruan juga boleh dihasilkan daripada bahan tersebut.

Resit Asli

Pengeluaran selulosa daripada biji kapas bermula dengan pengasingan gentian panjang. Bahan ini digunakan untuk membuat kain kapas. Bahagian kecil, kurang daripada 1.5 cm, dipanggil

Mereka sesuai untuk menghasilkan selulosa. Bahagian yang dipasang dipanaskan di bawah tekanan tinggi. Tempoh proses boleh sehingga 6 jam. Sebelum memanaskan bahan, natrium hidroksida ditambah kepadanya.

Bahan yang dihasilkan mesti dibasuh. Untuk ini, klorin digunakan, yang juga peluntur. Komposisi selulosa dengan kaedah ini adalah yang paling tulen (99%).

Kaedah pembuatan No. 2 daripada kayu

Untuk mendapatkan 80-97% selulosa, serpihan pokok konifer digunakan, bahan kimia. Seluruh jisim dicampur dan tertakluk kepada rawatan suhu. Hasil daripada memasak, bahan yang diperlukan dikeluarkan.

Kalsium bisulfit, sulfur dioksida dan pulpa kayu dicampur. Selulosa dalam campuran yang dihasilkan tidak lebih daripada 50%. Hasil daripada tindak balas, hidrokarbon dan lignin larut dalam cecair. Bahan keras melalui peringkat penyucian.

Hasilnya adalah jisim yang mengingatkan kertas berkualiti rendah. Bahan ini berfungsi sebagai asas untuk pembuatan bahan:

  • Eter.
  • selofan.
  • Gentian viscose.

Apakah yang dihasilkan daripada bahan berharga?

Ia berserabut, yang membolehkan ia digunakan untuk membuat pakaian. Bahan kapas adalah 99.8% produk semulajadi yang diperoleh menggunakan kaedah semula jadi yang diterangkan di atas. Ia juga boleh digunakan untuk membuat bahan letupan akibatnya tindak balas kimia. Selulosa aktif apabila asid digunakan padanya.

Sifat selulosa boleh digunakan untuk pengeluaran tekstil. Oleh itu, gentian tiruan dibuat daripadanya, mengingatkan kain semula jadi dalam penampilan dan sentuhan:

  • viscose dan;
  • bulu palsu;
  • sutera kuprum-ammonia.

Terutamanya diperbuat daripada selulosa kayu:

  • varnis;
  • filem fotografi;
  • produk kertas;
  • plastik;
  • span untuk mencuci pinggan mangkuk;
  • serbuk tanpa asap.

Hasil daripada tindak balas kimia daripada selulosa, berikut diperoleh:

  • trinitroselulosa;
  • dinitrofiber;
  • glukosa;
  • bahan api cecair.

Selulosa juga boleh digunakan dalam makanan. Sesetengah tumbuhan (saderi, salad, dedak) mengandungi seratnya. Ia juga berfungsi sebagai bahan untuk penghasilan kanji. Mereka telah belajar cara membuat benang nipis daripadanya - sarang labah-labah tiruan sangat kuat dan tidak meregang.

Formula kimia selulosa ialah C6H10O5. Merupakan polisakarida. Ia diperbuat daripada:

  • bulu kapas perubatan;
  • pembalut;
  • tampon;
  • kadbod, papan serpai;
  • bahan tambahan makanan E460.

Kelebihan bahan

Selulosa boleh tahan suhu tinggi sehingga 200 darjah. Molekul tidak dimusnahkan, yang memungkinkan untuk membuat hidangan plastik yang boleh diguna semula daripadanya. Pada masa yang sama, kualiti penting dipelihara - keanjalan.

Selulosa boleh menahan pendedahan yang berpanjangan kepada asid. Benar-benar tidak larut dalam air. Tidak boleh dihadam badan manusia, digunakan sebagai sorben.

Selulosa mikrokristalin digunakan dalam perubatan alternatif sebagai ubat untuk membersihkan sistem penghadaman. Bahan serbuk bertindak sebagai bahan tambah makanan untuk mengurangkan kandungan kalori hidangan yang diambil. Ini membantu membuang toksin, mengurangkan gula darah dan kolesterol.

Kaedah pembuatan No. 3 - perindustrian

Di tapak pengeluaran, selulosa disediakan dengan merebus persekitaran yang berbeza. Bahan yang digunakan—jenis kayu—bergantung kepada jenis reagen:

  • Batu resin.
  • Pokok daun luruh.
  • Tumbuhan.

Terdapat beberapa jenis reagen memasak:

  • Jika tidak, kaedah itu dirujuk sebagai sulfit. Larutan yang digunakan ialah garam asid sulfur atau campuran cecairnya. Dalam pilihan pengeluaran ini, selulosa diasingkan daripada spesies konifer. Cemara dan cemara diproses dengan baik.
  • Medium alkali atau kaedah soda adalah berdasarkan penggunaan natrium hidroksida. Penyelesaian berkesan memisahkan selulosa daripada gentian tumbuhan (tangkai jagung) dan pokok (terutamanya pokok daun luruh).
  • Penggunaan serentak natrium hidroksida dan natrium sulfida digunakan dalam kaedah sulfat. Ia digunakan secara meluas dalam pengeluaran minuman keras sulfida putih. Teknologi agak negatif untuk alam sekeliling disebabkan oleh tindak balas kimia pihak ketiga yang terhasil.

Kaedah terakhir adalah yang paling biasa kerana serba boleh: selulosa boleh didapati dari hampir mana-mana pokok. Walau bagaimanapun, ketulenan bahan tidak sepenuhnya tinggi selepas satu kali memasak. Kekotoran disingkirkan dengan tindak balas tambahan:

  • hemiselulosa dikeluarkan dengan larutan alkali;
  • makromolekul lignin dan hasil pemusnahannya disingkirkan dengan klorin diikuti dengan rawatan dengan alkali.

Nilai pemakanan

Pati dan selulosa mempunyai struktur yang serupa. Hasil daripada eksperimen, adalah mungkin untuk mendapatkan produk daripada gentian yang tidak boleh dimakan. Seseorang memerlukannya secara berterusan. Makanan yang diambil terdiri daripada lebih daripada 20% kanji.

Para saintis telah berjaya mendapatkan bahan amilosa daripada selulosa, yang mempunyai kesan positif terhadap keadaan tubuh manusia. Pada masa yang sama, glukosa dibebaskan semasa tindak balas. Hasilnya ialah pengeluaran bebas sisa - bahan terakhir dihantar untuk pengeluaran etanol. Amylose juga berfungsi sebagai cara mencegah obesiti.

Hasil daripada tindak balas, selulosa kekal dalam keadaan pepejal, menetap di bahagian bawah kapal. Komponen selebihnya dikeluarkan menggunakan zarah nano magnetik atau dibubarkan dan dikeluarkan dengan cecair.

Jenis bahan yang dijual

Pembekal menawarkan pulpa kualiti yang berbeza pada harga yang berpatutan. Kami menyenaraikan jenis bahan utama:

  • Selulosa sulfat berwarna putih, dihasilkan daripada dua jenis kayu: konifer dan daun. Terdapat bahan yang tidak diluntur digunakan dalam bahan pembungkusan, kertas berkualiti rendah untuk penebat dan tujuan lain.
  • Sulfit juga boleh didapati dalam warna putih, diperbuat daripada pokok konifer.
  • Bahan serbuk putih sesuai untuk penghasilan bahan perubatan.
  • Pulpa gred premium dihasilkan dengan pelunturan tanpa klorin. Pokok konifer digunakan sebagai bahan mentah. Pulpa kayu terdiri daripada gabungan cemara dan kerepek pain dalam nisbah 20/80%. Ketulenan bahan yang terhasil adalah yang tertinggi. Ia sesuai untuk pengeluaran bahan steril yang digunakan dalam perubatan.

Untuk memilih selulosa yang sesuai, kriteria standard digunakan: ketulenan bahan, kekuatan tegangan, panjang gentian, indeks rintangan koyakan. Juga diukur keadaan kimia atau keagresifan persekitaran ekstrak air dan kelembapan. Untuk selulosa yang dibekalkan dalam bentuk pulpa yang diluntur, penunjuk lain boleh digunakan: isipadu tertentu, kecerahan, saiz pengisaran, kekuatan tegangan, tahap ketulenan.

Penunjuk penting untuk jisim selulosa ialah indeks rintangan koyakan. Tujuan bahan yang dihasilkan bergantung padanya. Ambil kira bahan mentah yang digunakan dan kelembapan. Tahap tar dan lemak juga penting. Keseragaman serbuk adalah penting untuk proses tertentu. Untuk tujuan yang sama, kelikatan dan kekuatan mampatan bahan dalam bentuk kepingan dinilai.

Sepanjang hidup kita, kita dikelilingi oleh sejumlah besar objek - kotak kadbod, kertas mengimbangi, beg plastik, pakaian viscose, tuala buluh dan banyak lagi. Tetapi beberapa orang tahu bahawa selulosa digunakan secara aktif dalam pengeluaran mereka. Apakah bahan yang benar-benar ajaib ini, tanpanya hampir tidak ada yang moden perusahaan industri? Dalam artikel ini kita akan bercakap tentang sifat selulosa, penggunaannya dalam pelbagai bidang, serta dari apa ia diekstrak, dan apa itu formula kimia. Mari kita mulakan, mungkin, dari awal.

Pengesanan bahan

Formula selulosa ditemui oleh ahli kimia Perancis Anselme Payen semasa eksperimen mengasingkan kayu kepada komponennya. Selepas merawatnya dengan asid nitrik, saintis mendapati bahawa semasa tindak balas kimia bahan berserabut serupa dengan kapas terbentuk. Selepas analisis teliti bahan yang terhasil, Payen memperoleh formula kimia selulosa - C 6 H 10 O 5. Penerangan mengenai proses itu diterbitkan pada tahun 1838, dan bahan itu menerima nama saintifiknya pada tahun 1839.

Hadiah alam semula jadi

Kini diketahui dengan pasti bahawa hampir semua bahagian lembut tumbuhan dan haiwan mengandungi sejumlah selulosa. Sebagai contoh, tumbuhan memerlukan bahan ini untuk pertumbuhan dan perkembangan normal, atau lebih tepat lagi, untuk penciptaan membran sel yang baru terbentuk. Dalam komposisi ia tergolong dalam polisakarida.

Dalam industri, sebagai peraturan, selulosa semulajadi diekstrak dari pokok konifer dan daun - kayu kering mengandungi sehingga 60% bahan ini, serta dengan pemprosesan sisa kapas, yang mengandungi kira-kira 90% selulosa.

Adalah diketahui bahawa jika kayu dipanaskan dalam vakum, iaitu, tanpa akses kepada udara, penguraian haba selulosa berlaku, mengakibatkan pembentukan aseton, metil alkohol, air, asid asetik dan arang.

Walaupun kaya dengan flora di planet ini, tidak ada lagi hutan yang mencukupi untuk menghasilkan jumlah gentian kimia yang diperlukan untuk industri - penggunaan selulosa terlalu meluas. Oleh itu, ia semakin banyak diekstrak daripada jerami, buluh, batang jagung, buluh dan buluh.

Selulosa sintetik dihasilkan daripada arang batu, minyak, gas asli dan syal menggunakan pelbagai proses teknologi.

Dari hutan ke bengkel

Mari kita lihat pengekstrakan selulosa teknikal dari kayu - ini adalah proses yang kompleks, menarik dan panjang. Pertama sekali, kayu dibawa ke pengeluaran, dipotong menjadi serpihan besar dan kulitnya dikeluarkan.

Bar yang telah dibersihkan kemudiannya diproses menjadi kerepek dan diisih, selepas itu ia direbus dalam alkali. Selulosa yang terhasil diasingkan daripada alkali, kemudian dikeringkan, dipotong dan dibungkus untuk penghantaran.

Kimia dan fizik

Apakah rahsia kimia dan fizikal yang tersembunyi dalam sifat selulosa selain fakta bahawa ia adalah polisakarida? Pertama sekali, ia adalah bahan putih. Ia mudah menyala dan terbakar dengan baik. Ia larut dalam sebatian kompleks air dengan hidroksida logam tertentu (tembaga, nikel), dengan amina, serta dalam asid sulfurik dan ortofosforik, larutan pekat zink klorida.

Selulosa tidak larut dalam pelarut isi rumah yang tersedia dan air biasa. Ini berlaku kerana molekul seperti benang panjang bahan ini disambungkan dalam berkas pelik dan terletak selari antara satu sama lain. Di samping itu, keseluruhan "struktur" ini diperkuat oleh ikatan hidrogen, itulah sebabnya molekul pelarut atau air yang lemah tidak dapat menembusi ke dalam dan memusnahkan plexus yang kuat ini.

Benang paling nipis, panjangnya antara 3 hingga 35 milimeter, disambungkan ke dalam berkas - ini adalah cara anda boleh secara skematik mewakili struktur selulosa. Gentian panjang digunakan dalam industri tekstil, gentian pendek digunakan dalam pengeluaran, contohnya, kertas dan kadbod.

Selulosa tidak mencair atau bertukar menjadi wap, tetapi ia mula pecah apabila dipanaskan melebihi 150 darjah Celsius, membebaskan sebatian berat molekul rendah - hidrogen, metana dan karbon monoksida (karbon monoksida). Pada suhu 350 o C dan ke atas, selulosa menjadi hangus.

Berubah ke arah kebaikan

Beginilah cara simbol kimia menggambarkan selulosa, formula struktur yang jelas menunjukkan molekul polimer rantai panjang yang terdiri daripada residu glukosid yang berulang. Perhatikan "n" yang menunjukkan sebilangan besar daripada mereka.

Dengan cara ini, formula untuk selulosa, yang diperolehi oleh Anselm Payen, telah mengalami beberapa perubahan. Pada tahun 1934, ahli kimia organik Inggeris, pemenang Hadiah Nobel Walter Norman Haworth mengkaji sifat kanji, laktosa dan gula lain, termasuk selulosa. Setelah menemui keupayaan bahan ini untuk menghidrolisis, dia membuat pelarasan sendiri terhadap penyelidikan Payen, dan formula selulosa ditambah dengan nilai "n", menunjukkan kehadiran sisa glikosidik. hidup pada masa ini ia kelihatan seperti ini: (C 5 H 10 O 5) n.

Eter selulosa

Adalah penting bahawa molekul selulosa mengandungi kumpulan hidroksil, yang boleh dialkilasi dan diasilasi, membentuk pelbagai ester. Ini adalah satu lagi sifat yang paling penting yang ada pada selulosa. Formula struktur pelbagai sebatian mungkin kelihatan seperti ini:

Eter selulosa sama ada mudah atau kompleks. Yang ringkas ialah metil-, hidroksipropil-, karboksimetil-, etil-, metilhidroksipropil- dan sianoetilselulosa. Yang kompleks ialah nitrat, sulfat dan selulosa asetat, serta asetopropionat, asetilphthalylcellulose dan asetobutirat. Semua eter ini dihasilkan di hampir semua negara di dunia dalam ratusan ribu tan setahun.

Dari filem fotografi kepada ubat gigi

Untuk apa mereka? Sebagai peraturan, eter selulosa digunakan secara meluas untuk pengeluaran gentian tiruan, pelbagai plastik, semua jenis filem (termasuk fotografi), varnis, cat, dan juga digunakan dalam industri ketenteraan untuk pengeluaran bahan api roket pepejal, serbuk tanpa asap. dan bahan letupan.

Di samping itu, eter selulosa termasuk dalam campuran plaster dan gipsum-simen, pewarna kain, ubat gigi, pelbagai pelekat, sintetik. bahan pencuci, minyak wangi dan kosmetik. Pendek kata, jika formula selulosa tidak ditemui pada tahun 1838, orang moden tidak akan mempunyai banyak faedah tamadun.

Hampir kembar

Sedikit daripada mereka orang biasa tahu bahawa selulosa mempunyai sejenis kembar. Formula selulosa dan kanji adalah sama, tetapi kedua-duanya adalah sepenuhnya bahan yang berbeza. Apa bezanya? Walaupun fakta bahawa kedua-dua bahan ini adalah polimer semula jadi, tahap pempolimeran kanji adalah lebih rendah daripada selulosa. Dan jika anda menyelidiki lebih lanjut dan membandingkan struktur bahan-bahan ini, anda akan mendapati bahawa makromolekul selulosa disusun secara linear dan hanya dalam satu arah, dengan itu membentuk gentian, manakala mikropartikel kanji kelihatan sedikit berbeza.

Bidang permohonan

Salah satu contoh visual terbaik selulosa yang boleh dikatakan tulen ialah bulu kapas perubatan biasa. Seperti yang anda ketahui, ia diperoleh daripada kapas yang telah disucikan dengan teliti.

Yang kedua, produk selulosa yang tidak kurang digunakan ialah kertas. Malah, ia adalah lapisan nipis gentian selulosa, ditekan dan dilekatkan dengan teliti.

Di samping itu, fabrik viscose dihasilkan daripada selulosa, yang, di bawah tangan pengrajin yang mahir, secara ajaib bertukar menjadi baju cantik, upholsteri untuk perabot upholsteri dan pelbagai langsir hiasan. Viscose juga digunakan untuk pembuatan tali pinggang teknikal, penapis dan tali tayar.

Jangan lupa tentang selofan, yang diperbuat daripada viscose. Sukar untuk membayangkan pasar raya, kedai dan jabatan pembungkusan tanpanya. pejabat pos. Selofan ada di mana-mana: gula-gula dibungkus di dalamnya, bijirin dibungkus di dalamnya, produk bakeri, serta tablet, seluar ketat dan sebarang peralatan, daripada telefon mudah alih kepada alat kawalan jauh alat kawalan jauh untuk TV.

Di samping itu, selulosa mikrokristalin tulen termasuk dalam tablet penurunan berat badan. Sekali di dalam perut, mereka membengkak dan mewujudkan rasa kenyang. Jumlah makanan yang diambil setiap hari dikurangkan dengan ketara, dan dengan itu, berat badan turun.

Seperti yang anda lihat, penemuan selulosa menghasilkan revolusi sebenar bukan sahaja dalam industri kimia, tetapi juga dalam bidang perubatan.

Selulosa ialah polisakarida yang dibina daripada unit asas anhidro- D -glukosa dan mewakili poli-1, 4-β - D -glucopyranosyl- D -glucopyranose. Makromolekul selulosa, bersama-sama dengan unit anhidroglukosa, mungkin mengandungi sisa-sisa monosakarida lain (heksosa dan pentosa), serta asid uronik (lihat rajah). Sifat dan kuantiti sisa tersebut ditentukan oleh keadaan sintesis biokimia.

Selulosa adalah yang utama komponen dinding sel tumbuhan yang lebih tinggi. Bersama-sama dengan bahan-bahan yang mengiringinya, ia memainkan peranan sebagai bingkai yang menanggung beban mekanikal utama. Selulosa ditemui terutamanya dalam rambut benih sesetengah tumbuhan, contohnya, kapas (97-98% selulosa), kayu (40-50% berdasarkan bahan kering), gentian kulit kayu, lapisan dalam kulit tumbuhan (rami dan rami - 80-90% , jut - 75% dan lain-lain), batang tumbuhan tahunan (30-40%), contohnya, buluh, jagung, bijirin, bunga matahari.

Pengasingan selulosa daripada bahan semula jadi berdasarkan tindakan reagen yang memusnahkan atau melarutkan komponen bukan selulosa. Sifat pemprosesan bergantung kepada komposisi dan struktur bahan tumbuhan. Untuk gentian kapas (kekotoran bukan selulosa - 2.0-2.5% bahan yang mengandungi nitrogen; kira-kira 1% bahan pentosan dan pektin; 0.3-1.0% lemak dan lilin; 0.1-0.2% garam mineral) gunakan kaedah pengekstrakan yang agak ringan.

Bulu kapas tertakluk kepada taman (3-6 jam, 3-10 atmosfera) dengan larutan 1.5-3% natrium hidroksida diikuti dengan mencuci dan pelunturan dengan pelbagai agen pengoksida - klorin dioksida, natrium hipoklorit, hidrogen peroksida. Beberapa polisakarida dengan berat molar rendah (pentosan, sebahagian heksosan), asid uronik, dan beberapa lemak dan lilin masuk ke dalam larutan. kandunganα -selulosa (pecahan tidak larut dalam larutan 17.5%. N aOH pada 20° selama 1 jam) boleh ditingkatkan kepada 99.8-99.9%. Hasil daripada pemusnahan separa struktur morfologi serat semasa memasak, kereaktifan selulosa meningkat (ciri yang menentukan keterlarutan ester yang diperoleh semasa pemprosesan kimia selulosa seterusnya dan kebolehturasan penyelesaian berputar ester ini).

Untuk mengasingkan selulosa daripada kayu yang mengandungi 40-55% selulosa, 5-10% heksosan lain, 10-20% pentosan, 20-30% lignin, 2-5% resin dan sejumlah kekotoran lain dan mempunyai struktur morfologi yang kompleks, lebih keadaan pemprosesan tegar; Selalunya, memasak serpihan kayu sulfit atau sulfat digunakan.

Semasa memasak sulfit, kayu dirawat dengan larutan yang mengandungi 3-6% bebas SO 2 dan kira-kira 2% SO 2 , terikat dalam bentuk kalsium, magnesium, natrium atau ammonium bisulfit. Memasak dijalankan di bawah tekanan pada 135-150 ° selama 4-12 jam; Larutan memasak semasa memasak asid bisulfit mempunyai pH dari 1.5 hingga 2.5 Semasa memasak sulfit, lignin disulfonasi, diikuti dengan peralihannya kepada larutan. Pada masa yang sama, sebahagian daripada hemiselulosa dihidrolisiskan, oligo- dan monosakarida yang terhasil, serta sebahagian daripada bahan resin, larut dalam minuman keras memasak. Apabila menggunakan selulosa yang diasingkan dengan kaedah ini (selulosa sulfit) untuk pemprosesan kimia (terutamanya dalam pengeluaran gentian viscose), selulosa tertakluk kepada penapisan, tugas utamanya adalah untuk meningkatkan ketulenan kimia dan keseragaman selulosa (penyingkiran lignin. , hemiselulosa, pengurangan kandungan abu dan kandungan resin, perubahan sifat kimia dan fizikal koloid). Kaedah penapisan yang paling biasa adalah merawat selulosa yang diluntur dengan larutan 4-10%. N aOH pada 20° (pemurnian sejuk) atau larutan 1%. NaOH pada 95-100° (penapisan panas). Selulosa sulfit yang ditapis untuk pemprosesan kimia mempunyai penunjuk berikut: 95-98%α -selulosa; 0.15--0.25% lignin; 1.8-4.0% pentosan; 0.07-0.14% resin; 0.06-0.13% abu. Selulosa sulfit juga digunakan untuk pengeluaran kertas dan kadbod berkualiti tinggi.

Serpihan kayu juga boleh dimasak dengan 4- larutan 6% N aOH (masak soda) atau campurannya dengan natrium sulfida (masak sulfat) pada 170-175° di bawah tekanan selama 5-6 jam. Dalam kes ini, lignin dibubarkan, sebahagian daripada hemiselulosa (terutamanya heksosan) dipindahkan ke dalam larutan dan dihidrolisiskan, dan gula yang terhasil selanjutnya ditukar kepada asid hidroksi organik (laktik, sakarik dan lain-lain) dan asid (formik). Resin dan lebih tinggi asid lemak secara beransur-ansur masuk ke dalam minuman keras memasak dalam bentuk garam natrium (yang dipanggil"sabun sulfat"). Memasak beralkali boleh digunakan untuk memproses kayu cemara, pain dan daun luruh. Apabila menggunakan selulosa (selulosa sulfat) yang diasingkan dengan kaedah ini untuk pemprosesan kimia, kayu tertakluk kepada pra-hidrolisis (rawatan dengan asid sulfurik cair pada suhu tinggi) sebelum dimasak. Pulpa kraf pra-hidrolisis yang digunakan untuk pemprosesan kimia, selepas penapisan dan pelunturan, mempunyai komposisi purata berikut (%):α -selulosa - 94.5-96.9; pentosan 2-2, 5; resin dan lemak - 0.01-0.06; abu - 0.02-0.06 Sulfate selulosa juga digunakan untuk pengeluaran karung dan kertas pembalut, tali kertas, kertas teknikal (bobbin, emery, condenser), menulis, mencetak dan kertas tahan lama yang diluntur (lukisan, kartografi, untuk dokumen).

Memasak sulfat digunakan untuk menghasilkan selulosa hasil tinggi, digunakan untuk pengeluaran kadbod beralun dan kertas guni (hasil selulosa daripada kayu dalam kes ini adalah 50-60% berbanding~ 35% untuk pulpa kraf pra-hidrolisis untuk pemprosesan kimia). Selulosa hasil tinggi mengandungi sejumlah besar lignin (12-18%) dan mengekalkan bentuk cipnya. Oleh itu, selepas memasak, ia tertakluk kepada pengisaran mekanikal. Memasak soda dan sulfat juga boleh digunakan untuk mengasingkan selulosa daripada jerami yang mengandungi kuantiti yang banyak SiO2 , disingkirkan oleh tindakan alkali.

Selulosa juga diasingkan daripada kayu daun luruh dan tumbuhan tahunan dengan memasak hidrotropik - memproses bahan mentah dengan larutan garam pekat (40-50%) logam alkali dan asid karbonik dan sulfonik aromatik (contohnya, asid benzoik, simen dan xilena sulfonik) pada suhu 150-180° selama 5-10 jam. Kaedah pengasingan selulosa lain (asid nitrik, klor-alkali dan lain-lain) tidak digunakan secara meluas.

Untuk menentukan berat molar selulosa, kaedah viskometrik biasanya digunakan [oleh kelikatan larutan selulosa dalam larutan kuprum-ammonium, dalam larutan bes ammonium kuaternari, kadmium etilenadiamine hidroksida (yang dipanggil kadoksen), dalam larutan alkali asid ferik kompleks natrium dan lain-lain, atau dengan kelikatan eter selulosa - terutamanya asetat dan nitrat yang diperoleh dalam keadaan tidak termasuk pemusnahan] dan kaedah osmotik (untuk eter selulosa). Tahap pempolimeran yang ditentukan menggunakan kaedah ini adalah berbeza untuk penyediaan selulosa yang berbeza: 10-12 ribu untuk selulosa kapas dan selulosa gentian kulit kayu; 2.5-3 ribu untuk selulosa kayu (mengikut penentuan dalam ultracentrifuge) dan 0.3-0.5 ribu untuk selulosa sutera viscose.

Selulosa dicirikan oleh polidispersi yang ketara dalam berat molar. Selulosa dipecahkan oleh pembubaran pecahan atau pemendakan daripada larutan kuprum-ammonia, daripada larutan dalam cupriethylenediamine, cadmiumethylenediamine atau dalam larutan alkali kompleks asid ferus natrium, serta pemendakan pecahan daripada larutan selulosa nitrat dalam aseton atau etil asetat. Selulosa kapas, gentian kulit kayu dan pulpa kayu lembut dicirikan oleh lengkung taburan berat molar dengan dua maksimum; lengkung untuk pulpa kayu keras mempunyai satu maksimum.

Selulosa mempunyai struktur supramolekul yang kompleks. Berdasarkan pembelauan sinar-X, pembelauan elektron dan kajian spektroskopi, biasanya diterima bahawa selulosa adalah polimer kristal. Selulosa mempunyai beberapa pengubahsuaian struktur, yang utama adalah selulosa semulajadi dan selulosa terhidrat. Selulosa semulajadi ditukar kepada selulosa terhidrat apabila pembubaran dan pemendakan berikutnya daripada larutan, di bawah tindakan larutan alkali pekat dan penguraian seterusnya selulosa alkali dan lain-lain. Peralihan terbalik boleh dilakukan dengan memanaskan selulosa hidrat dalam pelarut yang menyebabkan pembengkakan yang kuat (gliserin, air). Kedua-dua pengubahsuaian struktur mempunyai corak difraksi sinar-X yang berbeza dan sangat berbeza dalam kereaktifan, keterlarutan (bukan sahaja selulosa itu sendiri, tetapi juga esternya), kapasiti penjerapan dan lain-lain. Persediaan hidrat selulosa telah meningkatkan hygroscopicity dan kebolehcatan, serta kadar hidrolisis yang lebih tinggi.

Kehadiran ikatan asetal (glukosid) antara unit asas dalam makromolekul selulosa menentukan rintangannya yang rendah terhadap tindakan asid, dengan kehadiran hidrolisis selulosa berlaku (lihat rajah). Kelajuan proses bergantung kepada beberapa faktor, di mana faktor penentu, terutamanya apabila menjalankan tindak balas dalam persekitaran heterogen, adalah struktur ubat, yang menentukan keamatan interaksi antara molekul. Pada peringkat awal hidrolisis, kadar mungkin lebih tinggi, yang disebabkan oleh kemungkinan kewujudan dalam makromolekul. bilangan yang besar ikatan yang kurang tahan terhadap tindakan reagen menghidrolisis daripada ikatan glukosidik konvensional. Produk hidrolisis separa selulosa dipanggil hidroselulosa.

Hasil daripada hidrolisis, sifat bahan selulosa berubah dengan ketara - kekuatan mekanikal gentian berkurangan (disebabkan oleh penurunan dalam tahap pempolimeran), kandungan kumpulan aldehid dan keterlarutan dalam alkali meningkat. Hidrolisis separa tidak mengubah rintangan penyediaan selulosa kepada rawatan alkali. Hasil hidrolisis lengkap selulosa ialah glukosa. Kaedah industri untuk hidrolisis bahan mentah tumbuhan yang mengandungi selulosa melibatkan pemprosesan dengan larutan cair HCl dan H2SO4 (0.2-0.3%) pada 150-180°; hasil gula semasa hidrolisis berperingkat adalah sehingga 50%.

Oleh sifat kimia Selulosa ialah alkohol polihidrik. Oleh kerana kehadiran kumpulan hidroksil dalam unit asas makromolekul, selulosa bertindak balas dengan logam alkali dan bes. Apabila selulosa kering dirawat dengan larutan logam natrium dalam ammonia cair pada suhu minus 25-50°C selama 24 jam, selulosa trisodium alkoholat terbentuk:

n + 3nNa → n + 1.5nH 2.

Apabila larutan alkali pekat bertindak pada selulosa, bersama-sama dengan tindak balas kimia, proses fizikokimia juga berlaku - pembengkakan selulosa dan pembubaran separa pecahan berat molekul rendahnya, transformasi struktur. Interaksi logam alkali hidroksida dengan selulosa boleh diteruskan mengikut dua skema:

n + n NaOH ↔ n + nH 2 O

[C 6 H 7 O 2 (OH) 3 ]n + n NaOH ↔ n.

Kereaktifan Kumpulan hidroksil primer dan sekunder selulosa dalam persekitaran alkali adalah berbeza. Sifat berasid yang paling ketara ialah kumpulan hidroksil yang terletak pada atom karbon kedua unit asas selulosa, yang merupakan sebahagian daripada kumpulan glikol dan berada dalamα -kedudukan kepada ikatan asetal. Pembentukan selulosa alkoksida nampaknya berlaku dengan tepat disebabkan oleh kumpulan hidroksil ini, manakala apabila berinteraksi dengan kumpulan OH yang tinggal, sebatian molekul terbentuk.

Komposisi selulosa alkali bergantung pada keadaan pengeluarannya - kepekatan alkali; suhu, sifat bahan selulosa dan lain-lain. Oleh kerana keterbalikan tindak balas pembentukan selulosa alkali, peningkatan kepekatan alkali dalam larutan membawa kepada peningkatanγ (bilangan kumpulan hidroksil yang digantikan setiap 100 unit asas makromolekul selulosa) selulosa alkali, dan penurunan suhu pemerseran membawa kepada peningkatanγ selulosa alkali yang diperolehi oleh tindakan larutan alkali pekat sama, yang dijelaskan oleh perbezaan dalam pekali suhu tindak balas langsung dan terbalik. Keamatan yang berbeza interaksi bahan selulosa yang berbeza dengan alkali nampaknya dikaitkan dengan ciri-ciri struktur fizikal bahan-bahan ini.

Penting bahagian integral Proses interaksi selulosa dengan alkali ialah pembengkakan selulosa dan pelarutan pecahan berat molekulnya yang rendah. Proses ini memudahkan penyingkiran pecahan berat molekul rendah (hemiselulosa) daripada selulosa dan resapan reagen pengesteran ke dalam gentian semasa proses pengesteran berikutnya (contohnya, xantogenasi). Apabila suhu menurun, tahap bengkak meningkat dengan ketara. Sebagai contoh, pada 18°, peningkatan diameter gentian kapas pada 12% NaOH ialah 10%, dan pada -10° ia mencapai 66%. Apabila kepekatan alkali meningkat, tahap pembengkakan mula-mula meningkat dan kemudian (lebih 12%) berkurangan. Tahap maksimum pembengkakan diperhatikan pada kepekatan alkali di mana corak sinar-X selulosa alkali muncul. Kepekatan ini berbeza untuk bahan selulosa yang berbeza: untuk kapas 18% (pada 25°), untuk rami 14-15%, untuk selulosa sulfit 9.5-10%. Interaksi selulosa dengan penyelesaian tertumpu N AOH digunakan secara meluas dalam industri tekstil, dalam pengeluaran gentian tiruan dan eter selulosa.

Interaksi selulosa dengan hidroksida logam alkali lain berjalan sama seperti tindak balas dengan soda kaustik. Corak sinar-X selulosa alkali muncul apabila sediaan selulosa semula jadi terdedah kepada lebih kurang equimolar (3.5-4.0 mol/l) larutan logam alkali hidroksida. Bes organik yang kuat, beberapa tetraalkil (aril) ammonium hidroksida, nampaknya membentuk sebatian molekul dengan selulosa.

Tempat istimewa dalam siri tindak balas selulosa dengan bes diduduki oleh interaksinya dengan cupriammine hydrate [ Cu (NH 3 ) 4 ] (OH ) 2 , serta dengan beberapa sebatian kompleks lain kuprum, nikel, kadmium, zink - cupriethylenediamine [ Cu (en) 2 ](OH) 2 (en - molekul ethylenediamine), nioxane [ Ni(NH 3 ) 6 ] (OH) 2 , nioksen [ Ni (en ) 3 ] (OH) 2 , kadoksen [ Cd (en ) 3 ] (OH ) 2 dan lain-lain. Selulosa larut dalam produk ini. Pemendakan selulosa daripada larutan kuprum-ammonia dilakukan di bawah tindakan larutan air, alkali atau asid.

Di bawah tindakan agen pengoksidaan, pengoksidaan separa selulosa berlaku - proses yang berjaya digunakan dalam teknologi (pemutihan selulosa dan kain kapas, pra-pematangan selulosa alkali). Pengoksidaan selulosa ialah proses sampingan semasa penapisan selulosa, penyediaan larutan pemintalan kuprum-ammonia, dan operasi produk yang diperbuat daripada bahan selulosa. Hasil pengoksidaan separa selulosa dipanggil oksiselulosa. Bergantung kepada sifat agen pengoksidaan, pengoksidaan selulosa boleh menjadi selektif atau tidak selektif. Agen pengoksidaan yang bertindak paling selektif termasuk asid berkala dan garamnya, yang mengoksidakan kumpulan glikol unit asas selulosa dengan pecahnya cincin pyran (pembentukan selulosa dialdehid) (lihat rajah). Di bawah tindakan asid berkala dan periodat, sebilangan kecil kumpulan hidroksil primer juga teroksida (kepada kumpulan karboksil atau aldehid). Mengikut skema yang sama, selulosa dioksidakan di bawah tindakan plumbum tetraacetate dalam persekitaran pelarut organik (asid asetik, kloroform).

Dari segi ketahanan terhadap asid, dialdehydecellulose berbeza sedikit daripada selulosa asal, tetapi lebih kurang tahan terhadap alkali dan juga air, yang merupakan hasil daripada hidrolisis ikatan hemiacetal dalam persekitaran alkali. Pengoksidaan kumpulan aldehid kepada kumpulan karboksil oleh tindakan natrium klorit (pembentukan dikarboksilselulosa), serta pengurangannya kepada kumpulan hidroksil (pembentukan apa yang dipanggil"disalkohol" - selulosa) menstabilkan selulosa teroksida kepada tindakan reagen alkali. Keterlarutan selulosa dialdehid nitrat dan asetat walaupun dalam keadaan pengoksidaan rendah (γ = 6-10) adalah jauh lebih rendah daripada keterlarutan eter selulosa yang sepadan, nampaknya disebabkan oleh pembentukan ikatan hemiacetal antara molekul semasa pengesteran. Apabila nitrogen dioksida bertindak ke atas selulosa, kebanyakan kumpulan hidroksil primer dioksidakan kepada kumpulan karboksil (pembentukan monokarboksilselulosa) (lihat rajah). Tindak balas diteruskan dengan mekanisme radikal dengan pembentukan perantaraan ester selulosa nitrat dan seterusnya transformasi oksidatif ester ini. Sehingga 15% daripada jumlah kandungan kumpulan karboksil adalah nonuronik (kumpulan COOH terbentuk pada atom karbon kedua dan ketiga). Pada masa yang sama, pengoksidaan kumpulan hidroksil pada atom ini kepada kumpulan keto berlaku (sehingga 15-20% daripada jumlah kumpulan hidroksil teroksida). Pembentukan kumpulan keto nampaknya adalah sebab bagi rintangan monokarboksilselulosa yang sangat rendah terhadap tindakan alkali dan juga air pada suhu tinggi.

Dengan kandungan 10-13% kumpulan COOH, monokarboksilselulosa larut dalam larutan cair NaOH, larutan ammonia, piridin dengan pembentukan garam yang sepadan. Asetilasinya berjalan lebih perlahan daripada selulosa; asetat tidak larut sepenuhnya dalam metilena klorida. Monocarboxylcellulose nitrates tidak larut dalam aseton walaupun dengan kandungan nitrogen sehingga 13.5%. Ciri-ciri hartanah ini ester monokarboksilselulosa dikaitkan dengan pembentukan ikatan eter antara molekul semasa interaksi kumpulan karboksil dan hidroksil. Monocarboxylcellulose digunakan sebagai agen hemostatik dan sebagai penukar kation untuk pengasingan bahan aktif secara biologi (hormon). Dengan pengoksidaan gabungan selulosa dengan periodat, dan kemudian dengan klorit dan nitrogen dioksida, persediaan yang dipanggil trikarboksilselulosa yang mengandungi sehingga 50.8% kumpulan COOH telah disintesis.

Arah pengoksidaan selulosa di bawah pengaruh agen pengoksidaan bukan selektif (klorin dioksida, garam asid hipoklorus, hidrogen peroksida, oksigen dalam medium alkali) sebahagian besarnya bergantung pada sifat medium. Dalam persekitaran berasid dan neutral, di bawah tindakan hipoklorit dan hidrogen peroksida, pembentukan produk jenis pengurangan berlaku, nampaknya hasil daripada pengoksidaan kumpulan hidroksil primer kepada aldehid dan salah satu kumpulan OH sekunder kepada kumpulan keto ( hidrogen peroksida juga mengoksidakan kumpulan glikol dengan pecahnya cincin piran ). Semasa pengoksidaan dengan hipoklorit dalam persekitaran beralkali, kumpulan aldehid secara beransur-ansur berubah menjadi kumpulan karboksil, akibatnya produk pengoksidaan bersifat berasid. Rawatan hipoklorit adalah salah satu kaedah pelunturan pulpa yang paling biasa digunakan. Untuk mendapatkan selulosa berkualiti tinggi dengan tahap keputihan yang tinggi, ia dilunturkan dengan klorin dioksida atau klorit dalam persekitaran berasid atau beralkali. Dalam kes ini, lignin teroksida, pewarna dimusnahkan, dan kumpulan aldehid dalam makromolekul selulosa dioksidakan kepada kumpulan karboksil; kumpulan hidroksil tidak teroksida. Pengoksidaan oleh oksigen atmosfera dalam persekitaran alkali, yang berlaku oleh mekanisme radikal dan disertai dengan pemusnahan selulosa yang ketara, membawa kepada pengumpulan kumpulan karbonil dan karboksil dalam makromolekul (pra-pematangan selulosa alkali).

Kehadiran kumpulan hidroksil dalam unit asas makromolekul selulosa membolehkan peralihan kepada kelas derivatif selulosa yang penting seperti eter dan ester. Oleh kerana sifatnya yang berharga, sebatian ini digunakan dalam pelbagai industri teknologi - dalam penghasilan gentian dan filem (selulosa asetat, nitrat), plastik (asetat, nitrat, etil, benzil eter), varnis dan salutan penebat elektrik, sebagai penstabil ampaian dan pemekat dalam industri minyak dan tekstil (karboksimetilselulosa bersubstitusi rendah ).

Gentian berasaskan selulosa (semula jadi dan tiruan) adalah bahan tekstil lengkap dengan kompleks sifat berharga (kekuatan tinggi dan higroskopisitas, kebolehcelupan yang baik. Kelemahan gentian selulosa adalah mudah terbakar, keanjalan yang tidak mencukupi, mudah dimusnahkan di bawah pengaruh mikroorganisma. , dsb. Kecenderungan ke arah Perubahan arah (pengubahsuaian) bahan selulosa telah membawa kepada kemunculan beberapa derivatif selulosa baru, dan dalam beberapa kes, kelas baru derivatif selulosa.

Pengubahsuaian sifat dan sintesis derivatif selulosa baru dijalankan menggunakan dua kumpulan kaedah:

1) pengesteran, O-alkilasi atau penukaran kumpulan hidroksil unit asas kepada kumpulan berfungsi lain (pengoksidaan, penggantian nukleofilik menggunakan beberapa eter selulosa - nitrat, eter dengan n -toluena- dan asid metanesulfonik);

2) kopolimerisasi cantuman atau interaksi selulosa dengan sebatian polifungsi (transformasi selulosa menjadi polimer bercabang atau bersilang, masing-masing).

Salah satu kaedah yang paling biasa untuk sintesis pelbagai derivatif selulosa ialah penggantian nukleofilik. Bahan permulaan dalam kes ini adalah eter selulosa dengan beberapa asid kuat(asid toluena dan metanesulfonik, asid nitrik dan fenilfosforik), serta derivatif halogenodeoksi selulosa. Menggunakan tindak balas penggantian nukleofilik, derivatif selulosa telah disintesis di mana kumpulan hidroksil digantikan oleh halogen (klorin, fluorin, iodin), rhodane, nitril dan kumpulan lain; sediaan deoksiselulosa yang mengandungi heterokitar (piridin dan piperidin) telah disintesis, eter selulosa dengan fenol dan naftol, sejumlah ester selulosa (dengan asid karboksilik yang lebih tinggi,α - asid amino , asid tak tepu). Tindak balas intramolekul penggantian nukleofilik (penyabunan selulosa tosil eter) membawa kepada pembentukan polisakarida bercampur yang mengandungi 2, 3- dan 3, 6-anhidrocycles.

Terhebat kepentingan praktikal untuk mencipta bahan selulosa dengan teknikal baharu harta benda yang berharga, mempunyai sintesis kopolimer cantuman selulosa. Kaedah yang paling biasa untuk sintesis kopolimer cantuman selulosa termasuk penggunaan tindak balas pemindahan rantai pada selulosa, kopolimerisasi radiasi-kimia dan penggunaan sistem redoks di mana selulosa memainkan peranan sebagai agen pengurangan. Dalam kes kedua, pembentukan makroradikal boleh berlaku disebabkan oleh pengoksidaan kedua-dua kumpulan hidroksil selulosa (pengoksidaan dengan garam serium) dan yang diperkenalkan khas ke dalam makromolekul. kumpulan berfungsi- aldehid, kumpulan amino (pengoksidaan dengan vanadium, garam mangan), atau penguraian sebatian diazo yang terbentuk semasa diazotisasi kumpulan amino aromatik dimasukkan ke dalam selulosa. Sintesis kopolimer cantuman selulosa dalam beberapa kes boleh dijalankan tanpa pembentukan homopolimer, yang mengurangkan penggunaan monomer. Kopolimer cantuman selulosa, yang diperoleh dalam keadaan kopolimerisasi konvensional, terdiri daripada campuran selulosa asal (atau eternya, yang dicantumkan pada) dan kopolimer cantuman (40-60%). Tahap pempolimeran rantai cantuman berbeza-beza bergantung pada kaedah permulaan dan sifat komponen cantuman dari 300 hingga 28,000.

Perubahan sifat akibat kopolimerisasi cantuman ditentukan oleh sifat monomer cantuman. Cantuman stirena, akrilamida, dan akrilonitril meningkatkan kekuatan kering gentian kapas. Cantuman polistirena, polimetil metakrilat, dan polibutil akrilat menghasilkan bahan hidrofobik. Kopolimer cantuman selulosa dengan polimer rantai fleksibel (polimetil akrilat) adalah termoplastik jika kandungan komponen cantuman itu cukup tinggi. Cantuman kopolimer selulosa dengan polielektrolit ( asid poliakrilik, polymethylvinylpyridine) boleh digunakan sebagai fabrik pertukaran ion, gentian, filem.

Salah satu kelemahan gentian selulosa ialah keanjalan yang rendah dan, akibatnya, pengekalan bentuk produk yang lemah dan peningkatan kedutan. Penghapusan kelemahan ini dicapai melalui pendidikan ikatan antara molekul apabila merawat fabrik dengan sebatian polifungsi (dimethylolurea, dimethylolcycloethyleneurea, trimethylolmelamin, dimethyloltriazone, pelbagai diepoksida, asetal) yang bertindak balas dengan kumpulan OH selulosa. Seiring dengan pendidikan ikatan kimia Di antara makromolekul selulosa, pempolimeran reagen penghubung silang berlaku dengan pembentukan polimer linear dan spatial. Fabrik yang diperbuat daripada gentian selulosa diresapi dengan larutan yang mengandungi reagen penghubung silang dan mangkin, diperah, dikeringkan pada suhu rendah dan dirawat haba pada 120-160° selama 3-5 minit. Apabila merawat selulosa dengan reagen penghubung silang pelbagai fungsi, proses ini berlaku terutamanya di kawasan amorfus gentian. Untuk mencapai kesan kalis lipatan yang sama, penggunaan reagen pemautan silang semasa memproses gentian viscose haruslah lebih tinggi daripada semasa memproses gentian kapas, yang nampaknya disebabkan oleh lebih banyak darjat tinggi kehabluran yang terakhir.

Selulosa tulen atau serat(dari Latin cellula - "sel") - ini adalah bahan yang juga berkaitan secara langsung dengan gula. Molekul mereka disambungkan antara satu sama lain oleh ikatan hidrogen ( interaksi yang lemah) dan terbentuk daripada banyak (2000 hingga 3000) sisa B-glukosa. Selulosa adalah komponen utama mana-mana sel tumbuhan. Ia ditemui dalam kayu dan dalam cangkerang beberapa buah-buahan (contohnya, biji bunga matahari). DALAM bentuk tulen selulosa- Ia adalah serbuk putih, tidak larut dalam air dan tidak membentuk pes. Untuk menilai "dengan sentuhan" selulosa tulen anda boleh mengambil, sebagai contoh, bulu kapas atau bulu poplar putih.
Ia boleh dikatakan sama.
Jika kita membandingkan selulosa dan kanji, kanji lebih baik dihidrolisiskan. Hidrolisis selulosa dijalankan dalam persekitaran berasid, dan mula-mula selobiosa disakarida terbentuk, dan kemudian glukosa. Selulosa digunakan secara meluas dalam industri selepas penulenan, ia dihasilkan yang biasa kepada kita semua. selofan (polietilena dan selofan berbeza antara satu sama lain apabila disentuh (selofan tidak kelihatan "berminyak" dan "berdesir" apabila cacat), serta serat tiruan - viscose
(dari bahasa Latin viscosus - "likat").

Sekali dalam badan, disakarida (contohnya, sukrosa, laktosa) dan polisakarida (kanji) dihidrolisiskan di bawah tindakan enzim khas untuk membentuk glukosa dan fruktosa. Transformasi ini boleh dilakukan dengan mudah di mulut anda. Jika anda mengunyah serbuk roti untuk masa yang lama, kanji yang terkandung dalam roti dihidrolisiskan kepada glukosa di bawah tindakan enzim amilase. Ini mewujudkan rasa manis di dalam mulut. Di bawah ialah gambar rajah

hidrolisis selulosa

Selulosa tulen

Menerima kertas Apa yang anda fikir termasuk dalam gubahan kertas ?! Malah, ini adalah bahan yang terdiri daripada gentian yang sangat halus selulosa . Beberapa gentian ini digabungkan ikatan hidrogen (ikatan yang terbentuk antara kumpulan ialah OH – kumpulan hidroksil). Kaedah mendapatkan kertas pada abad ke-2 SM ia telah pun dikenali di China purba. Pada masa itu, kertas diperbuat daripada buluh atau kapas. Kemudian, pada abad ke-9 Masihi, rahsia ini datang ke Eropah. Untuk

menerima kertas pada abad ke-2 SM ia telah pun dikenali di China purba. Pada masa itu, kertas diperbuat daripada buluh atau kapas. Kemudian, pada abad ke-9 Masihi, rahsia ini datang ke Eropah. Sudah pada Zaman Pertengahan, kain linen atau kapas telah digunakan.

Tetapi hanya pada abad ke-18 mereka menemui cara yang paling mudah pada abad ke-2 SM ia telah pun dikenali di China purba. Pada masa itu, kertas diperbuat daripada buluh atau kapas. Kemudian, pada abad ke-9 Masihi, rahsia ini datang ke Eropah.- diperbuat daripada kayu. Dan jenis kertas yang kita gunakan sekarang mula dihasilkan hanya pada abad ke-19. selulosa Bahan mentah utama untuk ialah. Kayu kering mengandungi kira-kira 40% daripada selulosa ini. Selebihnya pokok itu adalah pelbagai polimer yang terdiri daripada gula bahan kompleks– alkohol fenol, pelbagai tanin, magnesium, garam natrium dan kalium, minyak pati.

Penyediaan selulosa

Penyediaan selulosa dikaitkan dengan pemprosesan mekanikal kayu dan kemudian menjalankan tindak balas kimia dengan habuk papan. Pokok konifer dikisar menjadi habuk papan halus. Habuk papan ini diletakkan dalam larutan mendidih yang mengandungi NaHSO 4 (natrium hidrogen sulfida) dan SO 2 (sulfur dioksida). Pendidihan dijalankan pada tekanan darah tinggi (0.5 MPa) dan untuk masa yang lama (kira-kira 12 jam). Dalam kes ini, tindak balas kimia berlaku dalam larutan, mengakibatkan pembentukan bahan hemiselulosa (hemiselulosa dan bahan lignin ialah bahan yang merupakan campuran hidrokarbon aromatik atau bahagian aromatik pokok), serta produk tindak balas utama -

selulosa tulen , yang jatuh sebagai mendakan dalam bekas tempat tindak balas kimia dijalankan. Di samping itu, lignin pula bertindak balas dengan sulfur dioksida dalam larutan, menghasilkan pengeluaran etil alkohol, vanillin, pelbagai tanin, dan yis pemakanan. Proses selanjutnya mendapatkan selulosa dikaitkan dengan pengisaran sedimen menggunakan gulungan, menghasilkan zarah selulosa kira-kira 1 mm. Dan apabila zarah tersebut masuk ke dalam air, mereka serta-merta membengkak dan terbentuk

kertas . Pada peringkat ini, kertas itu belum kelihatan seperti dirinya dan kelihatan seperti ampaian gentian selulosa dalam air. hidup peringkat seterusnya kertas diberi sifat asasnya: ketumpatan, warna, kekuatan, keliangan, kelicinan, yang mana tanah liat, titanium oksida, barium oksida, kapur, talc dan bahan tambahan, menyambung bahan tambahan gentian selulosa . Selanjutnya dirawat dengan gam khas berasaskan resin dan rosin. Ia terdiri daripada resinat

. Jika anda menambah tawas kalium pada gam ini, tindak balas kimia berlaku dan mendakan resinat aluminium terbentuk. Bahan ini mampu menyelubungi gentian selulosa, yang memberikan mereka rintangan kelembapan dan kekuatan. Jisim yang terhasil disapukan sama rata pada mesh yang bergerak, di mana ia diperah dan dikeringkan. Sudah ada pembentukan di sini!?

web kertas . jenis C 6 H 10 O 5, yang, di bawah pengaruh ion atom hidrogen, kehilangan sambungan antara satu sama lain dalam masa tertentu, yang membawa kepada gangguan rantaian keseluruhan. Dengan proses ini, kertas menjadi rapuh dan kehilangan warna asalnya. Ia masih berlaku, seperti yang mereka katakan, pengasidan kertas .

Untuk memulihkan kertas yang rosak, kalsium bikarbonat Ca(HCO 3) 2) digunakan, yang membolehkan anda mengurangkan keasidan buat sementara waktu.

Terdapat satu lagi kaedah yang lebih progresif yang dikaitkan dengan penggunaan bahan dietilzink Zn(C 2 H 5) 2. Tetapi bahan ini secara spontan boleh menyala di udara dan juga berdekatan dengan air!

Aplikasi selulosa Sebagai tambahan kepada fakta bahawa selulosa digunakan untuk membuat kertas, ia juga digunakan untuk sifatnya yang sangat berguna. pengesteran dengan pelbagai bukan organik dan asid organik . Dalam proses tindak balas sedemikian, ester terbentuk, yang telah menemui aplikasi dalam industri. Semasa tindak balas kimia itu sendiri, ikatan yang mengikat serpihan molekul selulosa tidak dipecahkan, tetapi sebatian kimia baru dengan kumpulan ester -COOR- diperolehi. Salah satu produk tindak balas yang penting ialah selulosa asetat, yang terbentuk semasa interaksi

asid asetik (atau derivatifnya, contohnya asetaldehid) dan selulosa. Sebatian kimia ini digunakan secara meluas untuk membuat gentian sintetik seperti gentian asetat. Satu lagi produk berguna - selulosa trinitrat. Ia terbentuk apabila penitratan selulosa campuran asid: sulfurik dan nitrik pekat. Selulosa trinitrat digunakan secara meluas dalam pembuatan serbuk mesiu tanpa asap (pyroxylin).

Ada juga selulosa dinitrat

, yang digunakan untuk membuat jenis plastik tertentu dan Selulosa(Selulosa Perancis, dari cellula Latin, secara harfiah - bilik kecil, sel, di sini - sel)

serat, salah satu yang paling biasa polimer semula jadi dan hampir tidak terlibat dalam metabolisme. C. tidak dipecahkan oleh enzim biasa saluran gastrousus mamalia (amilase, maltase); Di bawah tindakan enzim selulase, dirembeskan oleh mikroflora usus herbivora, selulosa terurai menjadi D-glukosa. C. biosintesis berlaku dengan penyertaan bentuk D-glukosa yang diaktifkan.

Struktur dan sifat selulosa. C. - bahan berserabut putih, ketumpatan 1.52-1.54 g/cm 3 (20 °C). C. larut dalam apa yang dipanggil. larutan kuprum-ammonium [larutan ammine cuprum (II) hidroksida dalam larutan ammonia akueus 25%], larutan akueus bes ammonium kuaternari, larutan akueus sebatian kompleks logam polivalen hidroksida (Ni, Co) dengan ammonia atau etilendiamin, larutan alkali kompleks besi ( III) dengan natrium tartrat, larutan nitrogen dioksida dalam dimetilformamida, asid fosforik dan sulfurik pekat (pembubaran dalam asid disertai dengan pemusnahan C.).

Makromolekul glukosa dibina daripada unit asas D-glukosa (Lihat Glukosa), disambungkan oleh ikatan 1,4-β-glikosidik ke dalam rantai tak bercabang linear:

C. biasanya dikelaskan sebagai polimer kristal. Ia dicirikan oleh fenomena polimorfisme, iaitu kehadiran beberapa pengubahsuaian struktur (hablur) yang berbeza dalam parameter kekisi kristal dan beberapa fizikal dan sifat kimia; pengubahsuaian utama ialah C. I (C. semula jadi) dan C. II (selulosa terhidrat).

C. mempunyai struktur supramolekul yang kompleks. Unsur utamanya ialah mikrofibril, terdiri daripada beberapa ratus makromolekul dan mempunyai bentuk lingkaran (ketebalan 35-100 Å, panjang 500-600 Å dan ke atas). Mikrofibril digabungkan menjadi formasi yang lebih besar (300-1500 Å), berorientasikan berbeza dalam lapisan dinding sel yang berbeza. Fibril "disemen" oleh apa yang dipanggil. matriks yang terdiri daripada yang lain bahan polimer sifat karbohidrat (hemiselulosa, pektin) dan protein (extensin).

Ikatan glikosidik antara unit asas makromolekul C. mudah dihidrolisis di bawah tindakan asid, yang merupakan punca pemusnahan C. dalam persekitaran akuatik dengan kehadiran pemangkin asid. Hasil hidrolisis lengkap C. ialah glukosa; tindak balas ini mendasari kaedah pengeluaran perindustrian etil alkohol daripada bahan mentah yang mengandungi selulosa (lihat Hidrolisis bahan tumbuhan). Hidrolisis separa sitrus berlaku, contohnya, apabila ia diasingkan daripada bahan tumbuhan dan semasa pemprosesan kimia. Dengan hidrolisis tidak lengkap C., dijalankan sedemikian rupa sehingga kemusnahan berlaku hanya di kawasan struktur yang kurang teratur, yang dipanggil. "serbuk" mikrohablur C. - serbuk putih salji, mengalir bebas.

Dalam ketiadaan oksigen, C. stabil sehingga 120-150 °C; Dengan peningkatan suhu selanjutnya, gentian selulosa semulajadi mengalami kemusnahan, dan hidrat selulosa mengalami dehidrasi. Di atas 300 °C, grafisasi (karbonisasi) gentian berlaku - satu proses yang digunakan dalam penghasilan gentian karbon (Lihat Gentian karbon).

Disebabkan kehadiran kumpulan hidroksil dalam unit asas makromolekul, C. mudah diester dan dialkilasi; tindak balas ini digunakan secara meluas dalam industri untuk menghasilkan eter dan ester selulosa (lihat Ester selulosa). C. bertindak balas dengan bes; interaksi dengan larutan pekat soda kaustik, yang membawa kepada pembentukan alkali C. (Mercerization of C.), merupakan peringkat pertengahan dalam penghasilan C. ester Kebanyakan agen pengoksidaan menyebabkan pengoksidaan sembarangan kumpulan hidroksil C. kepada aldehid. , kumpulan keto atau karboksil, dan hanya beberapa agen pengoksida (contohnya, asid berkala dan garamnya) - selektif (iaitu mereka mengoksidakan kumpulan OH pada atom karbon tertentu). C. tertakluk kepada pemusnahan oksidatif apabila menghasilkan viscose (Lihat Viscose) (peringkat pra-pematangan alkali C.); pengoksidaan juga berlaku semasa pelunturan.

Penggunaan selulosa. Kertas dihasilkan daripada karbon (Lihat kertas) , kadbod, pelbagai gentian tiruan - selulosa terhidrat (gentian viscose, gentian kuprum-ammonia (Lihat gentian tembaga-ammonia)) dan selulosa eter (asetat dan triasetat - lihat gentian asetat) , filem (selofan), plastik dan varnis (lihat Etrols, Filem selulosa terhidrat, Varnis eter selulosa). Serat semulajadi daripada kapas (kapas, kulit kayu), serta tiruan, digunakan secara meluas dalam industri tekstil. C. derivatif (terutamanya eter) digunakan sebagai pemekat untuk mencetak dakwat, penyediaan saiz dan saiz, penstabil suspensi dalam pembuatan serbuk tanpa asap, dll. Mikrohabluran C. digunakan sebagai pengisi dalam pembuatan ubat-ubatan, sebagai sorben dalam kromatografi analitikal dan persediaan.

Lit.: Nikitin N.I., Kimia kayu dan selulosa, M. - L., 1962; ringkas ensiklopedia kimia, t 5, M., 1967, hlm. 788-95; Rogovin Z. A., Kimia Selulosa, M., 1972; Selulosa dan derivatifnya, trans. daripada bahasa Inggeris, jld 1-2, M., 1974; Kretovich V.L., Asas biokimia tumbuhan, ed. ke-5, M., 1971.

L. S. Galbreikh, N. D. Gabrielyan.


besar Ensiklopedia Soviet. - M.: Ensiklopedia Soviet. 1969-1978 .

sinonim:

Lihat apa "Selulosa" dalam kamus lain:

    Selulosa ... Wikipedia

    1) sebaliknya serat; 2) sejenis kertas perkamen yang diperbuat daripada campuran kayu, tanah liat dan kapas. kamus lengkap perkataan asing, yang telah mula digunakan dalam bahasa Rusia. Popov M., 1907. SELULOSE 1) gentian; 2) kertas yang diperbuat daripada kayu dengan campuran... Kamus perkataan asing bahasa Rusia

    Gossypin, selulosa, serat Kamus sinonim Rusia. kata nama selulosa, bilangan sinonim: 12 alkaliselulosa (1) ... Kamus sinonim

    - (C6H10O5), karbohidrat daripada kumpulan POLYSACCHARIDES, yang merupakan komponen struktur dinding sel tumbuhan dan alga. Ia terdiri daripada rantai glukosa yang selari dan tidak bercabang yang disambung secara bersilang untuk membentuk struktur yang stabil.… … Kamus ensiklopedia saintifik dan teknikal

    Serat, polisakarida penyokong utama dinding sel tumbuhan dan beberapa invertebrata (pancutan laut); salah satu polimer semula jadi yang paling biasa. Daripada 30 bilion tan karbon, yang tumbuhan yang lebih tinggi setiap tahun ditukar kepada organik. sambungan, ok... Kamus ensiklopedia biologi

    selulosa- y, w. selulosa f., Jerman Zellulose lat. sel selula.1. Sama seperti serat. BAS 1. 2. Bahan yang diperoleh daripada kayu dan batang tumbuhan tertentu yang dirawat secara kimia; digunakan untuk pengeluaran kertas, sutera tiruan, dan juga... ... Kamus Sejarah Gallicisms Bahasa Rusia

    - (selulosa Perancis daripada cellula Latin, lit. room, here cell) (serat), polisakarida yang dibentuk oleh sisa glukosa; komponen utama dinding sel tumbuhan, yang menentukan kekuatan mekanikal dan keanjalan tumbuhan... ... besar Kamus Ensiklopedia

    - (atau selulosa), selulosa, pl. tidak, perempuan (dari sel cellula Latin). 1. Sama seperti serat dalam 1 nilai. (bot.). 2. Bahan yang diperoleh daripada kayu dan batang tumbuhan yang dirawat secara kimia dan digunakan untuk penghasilan kertas, tiruan ... Kamus Ushakova

    SELULOSE, perempuan Sama seperti serat (1 nilai). | adj. selulosa, oh, oh. Kamus penerangan Ozhegov. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992 … Kamus Penerangan Ozhegov

    Selulosa. Lihat serat. (



© 2024 netdenegnakino.ru - Tidak untuk berdua. Kimia. Fizik. Ejaan. Geografi