Inapatikana kutoka kwa selulosi. Muundo na mali ya selulosi na satelaiti zake

Kwanza kabisa, ni muhimu kueleza nini hasa selulosi na nini, kwa ujumla, ni mali yake.

Selulosi(kutoka Kilatini cellula - barua, chumba, hapa - kiini) - selulosi, dutu ya kuta za seli za mimea, ni polima ya darasa la wanga - polysaccharide, molekuli ambazo zimejengwa kutoka kwa mabaki ya molekuli za monosaccharide ya glucose (tazama mchoro). 1).

MPANGO 1 Muundo wa molekuli ya selulosi

Kila mabaki ya molekuli ya glukosi - au, kwa ufupi, mabaki ya glukosi - huzungushwa na 180 ° kuhusiana na jirani yake na kuunganishwa nayo na daraja la oksijeni -O-, au, kama inavyosemwa kawaida katika kesi hii, na dhamana ya glucosidic kupitia atomi ya oksijeni. Kwa hivyo molekuli nzima ya selulosi ni kama mnyororo mkubwa. Viungo vya kibinafsi vya mnyororo huu vina sura ya hexagons, au - kwa maneno ya kemia - mizunguko 6-wanachama. Katika molekuli ya glukosi (na mabaki yake), mzunguko huu wa wanachama 6 hujengwa kutoka kwa atomi tano za kaboni C na atomi moja ya oksijeni O. Mizunguko hiyo inaitwa mizunguko ya pyran. Kati ya atomi sita za pete ya pyran yenye wanachama 6 katika Mpango wa 1 ulioonyeshwa hapo juu, atomi ya oksijeni tu O inaonyeshwa kwenye vertex ya moja ya pembe - heteroatom (kutoka heteroatom ya Kigiriki; - nyingine, tofauti na wengine). Katika vipeo vya pembe tano zilizobaki kuna atomi ya kaboni C (atomi hizi za "kawaida" za kaboni kwa viumbe hai, tofauti na heteroatomu, hazionyeshwa kwa kawaida katika fomula za misombo ya mzunguko).

Kila mzunguko wa washiriki 6 una umbo si la heksagoni bapa, lakini ya ule uliopinda katika nafasi, kama kiti cha mkono (angalia Mpangilio wa 2), kwa hivyo jina la umbo hili, au muundo wa anga, ambao ndio thabiti zaidi kwa selulosi. molekuli.

MCHORO 2 Umbo la Mwenyekiti

Katika mchoro wa 1 na 2, pande za hexagons ziko karibu na sisi zinaonyeshwa kwa mstari wa ujasiri. Mpango wa 1 pia unaonyesha kuwa kila mabaki ya glukosi yana vikundi 3 vya haidroksili -OH (vinaitwa vikundi vya haidroksi au hidroksili). Kwa uwazi, vikundi hivi -OH vimefungwa katika fremu yenye vitone.

Vikundi vya hidroksili vina uwezo wa kutengeneza vifungo vikali vya hidrojeni kati ya molekuli na atomi ya hidrojeni H kama daraja, kwa hivyo nishati ya dhamana kati ya molekuli za selulosi ni kubwa na selulosi kwani nyenzo ina nguvu kubwa na uthabiti. Aidha, -OH vikundi kukuza ngozi ya mvuke wa maji na kutoa selulosi mali ya alkoholi polyhydric (kinachojulikana alkoholi zenye makundi kadhaa -OH). Wakati selulosi inavimba, vifungo vya hidrojeni kati ya molekuli zake huharibiwa, minyororo ya molekuli hutolewa na molekuli za maji (au molekuli ya reagent iliyoingizwa), na vifungo vipya vinaundwa kati ya molekuli za selulosi na maji (au reagent).

Katika hali ya kawaida, selulosi ni dutu ngumu yenye msongamano wa 1.54-1.56 g/cm3, isiyoyeyuka katika vimumunyisho vya kawaida - maji, pombe, diethyl etha, benzini, klorofomu, n.k. Katika nyuzi za asili, selulosi ina muundo wa fuwele wa amofasi na kiwango cha fuwele cha karibu 70%.

Athari za kemikali na selulosi kawaida huhusisha vikundi vitatu vya OH. Vipengele vilivyobaki ambavyo molekuli ya selulosi hujengwa huguswa chini ya ushawishi mkubwa zaidi - kwa joto la juu, chini ya hatua ya asidi iliyokolea, alkali, na mawakala wa vioksidishaji.

Kwa mfano, inapokanzwa hadi joto la 130 ° C, mali ya selulosi hubadilika kidogo tu. Lakini kwa 150-160 ° C, mchakato wa uharibifu wa polepole huanza - uharibifu wa selulosi, na kwa joto la juu ya 160 ° C mchakato huu hutokea haraka na unaambatana na kupasuka kwa vifungo vya glucosidic (kwenye atomi ya oksijeni), utengano wa kina wa molekuli na charing ya selulosi.

Asidi zina athari tofauti kwenye selulosi. Wakati selulosi ya pamba inatibiwa na mchanganyiko wa asidi ya nitriki na sulfuriki iliyojilimbikizia, vikundi vya hydroxyl -OH huguswa, na kwa sababu hiyo, nitrati za selulosi hupatikana - kinachojulikana kama nitrocellulose, ambayo, kulingana na yaliyomo katika vikundi vya nitro kwenye molekuli, ina mali tofauti. Maarufu zaidi ya nitrocelluloses ni pyroxylin, kutumika kwa ajili ya uzalishaji wa baruti, na celluloid - plastiki kulingana na nitrocellulose na baadhi ya livsmedelstillsatser.

Aina nyingine ya mwingiliano wa kemikali hutokea wakati selulosi inatibiwa na asidi hidrokloric au sulfuriki. Chini ya ushawishi wa asidi hizi za madini, uharibifu wa taratibu wa molekuli za selulosi hutokea kwa kupasuka kwa vifungo vya glucosidic, ikifuatana na hidrolisisi, i.e. mmenyuko wa kubadilishana unaohusisha molekuli za maji (ona Mpango 3).

MFUMO 3 Hydrolysis ya selulosi
Mchoro huu unaonyesha viungo vitatu sawa katika mlolongo wa polymer ya selulosi, i.e. mabaki matatu sawa ya molekuli za selulosi kama ilivyo kwenye Mpango wa 1, ni pete 6 tu za pirani ambazo hazijawasilishwa kwa njia ya "viti vya mkono", lakini kwa namna ya hexagoni za gorofa. Mkataba huu wa miundo ya mzunguko pia unakubaliwa kwa ujumla katika kemia.

Hidrolisisi kamili, iliyofanywa kwa kuchemsha na asidi ya madini, inaongoza kwa uzalishaji wa glucose. Bidhaa ya hidrolisisi ya sehemu ya selulosi ni kinachojulikana kama hydrocellulose ina nguvu ya chini ya mitambo ikilinganishwa na selulosi ya kawaida, kwani viashiria vya nguvu vya mitambo hupungua kwa kupungua kwa urefu wa mnyororo wa molekuli ya polymer.

Athari tofauti kabisa huzingatiwa ikiwa selulosi inatibiwa kwa muda mfupi na asidi ya sulfuriki iliyojilimbikizia au hidrokloric. Parchmentation hutokea: uso wa karatasi au kitambaa cha pamba huvimba, na safu hii ya uso, ambayo imeharibiwa kwa sehemu na selulosi hidrolisisi, inatoa karatasi au kitambaa kuangaza maalum na kuongezeka kwa nguvu baada ya kukausha. Jambo hili liligunduliwa kwa mara ya kwanza mnamo 1846 na watafiti wa Ufaransa J. Pumaru na L. Fipoye.

Ufumbuzi dhaifu (0.5%) wa asidi ya madini na kikaboni kwenye joto hadi takriban 70 ° C, ikiwa maombi yao yanafuatiwa na kuosha, hawana athari ya uharibifu kwenye selulosi.

Cellulose ni sugu kwa alkali (suluhisho la diluted). Ufumbuzi wa soda caustic katika mkusanyiko wa 2-3.5% hutumiwa kwa ajili ya kupikia alkali ya rags kutumika kwa ajili ya uzalishaji wa karatasi. Katika kesi hiyo, sio tu uchafu unaoondolewa kwenye selulosi, lakini pia bidhaa za uharibifu wa molekuli za polymer za selulosi ambazo zina minyororo mifupi. Tofauti na selulosi, bidhaa hizi za uharibifu ni mumunyifu katika ufumbuzi wa alkali.

Ufumbuzi uliojilimbikizia wa alkali una athari ya kipekee kwenye selulosi kwenye baridi - kwenye chumba na joto la chini. Utaratibu huu, uliogunduliwa mwaka wa 1844 na mtafiti wa Kiingereza J. Mercer na kuitwa mercerization, hutumiwa sana kwa kusafisha vitambaa vya pamba. Nyuzi hutibiwa chini ya mvutano kwa joto la 20 ° C na ufumbuzi wa 17.5% wa hidroksidi ya sodiamu. Molekuli za selulosi huunganishwa na alkali, kinachojulikana kama selulosi ya alkali huundwa, na mchakato huu unaambatana na uvimbe mkubwa wa selulosi. Baada ya kuosha, alkali huondolewa, na nyuzi hupata upole, uangaze wa silky, huwa na muda mrefu zaidi na hupokea rangi na unyevu.

Katika joto la juu mbele ya oksijeni ya anga, ufumbuzi wa kujilimbikizia wa alkali husababisha uharibifu wa selulosi na kupasuka kwa vifungo vya glucosidic.

Wakala wa vioksidishaji vinavyotumiwa bleach nyuzi za selulosi katika uzalishaji wa nguo, pamoja na kuzalisha karatasi na kiwango cha juu cha weupe, hufanya kazi kwa uharibifu kwenye selulosi, vikundi vya oksidi vya hidroksili na kuvunja vifungo vya glucosidic. Kwa hiyo, chini ya hali ya uzalishaji, vigezo vyote vya mchakato wa blekning vinadhibitiwa madhubuti.

Tulipozungumza juu ya muundo wa molekuli ya selulosi, tulizingatia mfano wake bora, unaojumuisha tu mabaki mengi ya molekuli ya glukosi. Hatukubainisha ni ngapi kati ya masalia haya ya glukosi yaliyomo kwenye mnyororo wa molekuli ya selulosi (au, kama molekuli kubwa zinavyoitwa kwa kawaida, katika molekuli kuu). Lakini kwa kweli, i.e. katika nyenzo yoyote ya asili ya mimea, kuna upungufu mkubwa au mdogo kutoka kwa mfano bora ulioelezwa. Macromolecule ya selulosi inaweza kuwa na kiasi fulani cha mabaki ya molekuli za monosaccharides nyingine - hexoses (yaani iliyo na atomi 6 za kaboni, kama glucose, ambayo pia ni ya hexoses) na pentoses (monosaccharides na atomi 5 za kaboni kwenye molekuli). Macromolecule ya selulosi ya asili inaweza pia kuwa na mabaki ya asidi ya uroniki - hii ni jina lililopewa asidi ya carboxylic ya darasa la monosaccharide, kwa mfano, inatofautiana na mabaki ya glucose kwa kuwa badala ya -CH 2 OH kundi linalo; kikundi cha kaboksili -COOH, tabia ya asidi ya kaboksili.

Idadi ya mabaki ya glukosi yaliyomo kwenye macromolecule ya selulosi, au kinachojulikana kiwango cha upolimishaji, kinachoonyeshwa na index n, pia ni tofauti kwa aina tofauti za malighafi ya selulosi na inatofautiana sana. Kwa hivyo, katika pamba n wastani wa 5,000 - 12,000, na katika kitani, katani na ramie 20,000 - 30,000 Hivyo, uzito wa molekuli ya selulosi inaweza kufikia vitengo milioni 5 vya oksijeni. Ya juu n, nguvu ya selulosi. Kwa selulosi iliyopatikana kutoka kwa kuni, n ni chini sana - katika aina mbalimbali za 2500 - 3000, ambayo pia husababisha nguvu ya chini ya nyuzi za selulosi za kuni.

Walakini, ikiwa tunazingatia selulosi kama nyenzo inayopatikana kutoka kwa aina yoyote ya malighafi ya mmea - pamba, kitani, katani au kuni, nk, basi katika kesi hii molekuli za selulosi zitakuwa na urefu usio sawa, kiwango kisicho sawa cha upolimishaji, i.e. katika selulosi hii kutakuwa na molekuli ndefu na fupi zaidi. Sehemu ya uzani wa juu wa molekuli ya selulosi yoyote ya kiufundi kwa kawaida huitwa selulosi - hivi ndivyo sehemu ya selulosi ambayo inajumuisha molekuli zilizo na mabaki 200 au zaidi ya glukosi huteuliwa kwa kawaida. Kipengele maalum cha sehemu hii ya selulosi ni kutokuwepo kwake katika suluhisho la hidroksidi ya sodiamu 17.5% saa 20 ° C (hizi, kama ilivyoelezwa tayari, ni vigezo vya mchakato wa mercerization - hatua ya kwanza ya uzalishaji wa nyuzi za viscose).

Sehemu ya selulosi ya kiufundi ambayo ni mumunyifu chini ya hali hizi inaitwa hemicellulose. Kwa upande wake, ina sehemu ya b-selulosi, iliyo na mabaki ya glukosi 200 hadi 50, na y-cellulose - sehemu ya chini kabisa ya uzani wa Masi, na n chini ya 50. Jina "hemicellulose", pamoja na "a -selulosi”, ni masharti: Utungaji wa hemicelluloses haujumuishi tu selulosi ya uzito mdogo wa Masi, lakini pia polysaccharides nyingine, molekuli ambayo hujengwa kutoka kwa mabaki ya hexoses nyingine na pentoses, i.e. hexosan nyingine na pentosan (tazama, kwa mfano, maudhui ya pentosan katika Jedwali 1). Mali yao ya kawaida ni kiwango cha chini cha upolimishaji n, chini ya 200, na kwa sababu hiyo, umumunyifu katika suluhisho la hidroksidi ya sodiamu 17.5%.

Ubora wa selulosi haujatambuliwa tu na maudhui ya a-cellulose, lakini pia na maudhui ya hemicelluloses. Inajulikana kuwa kwa kuongezeka kwa maudhui ya selulosi, nyenzo za nyuzi kawaida huonyeshwa na nguvu ya juu ya mitambo, upinzani wa kemikali na mafuta, utulivu wa weupe na uimara. Lakini ili kupata mtandao wa karatasi wa kudumu, ni muhimu kwamba satelaiti za hemicellulose pia ziwepo katika selulosi ya kiufundi, kwa kuwa selulosi safi haipatikani na fibrillation (mgawanyiko wa nyuzi katika mwelekeo wa longitudinal na malezi ya nyuzi bora zaidi - nyuzi) na hukatwa kwa urahisi wakati wa mchakato wa kusaga wa nyuzi. Hemicellulose inawezesha fibrillation, ambayo kwa upande inaboresha mshikamano wa nyuzi kwenye karatasi ya karatasi bila kupunguza sana urefu wao wakati wa kusaga.

Tuliposema kuwa dhana ya "selulosi" pia ina masharti, tulimaanisha kuwa selulosi sio kiwanja cha kemikali cha mtu binafsi. Neno hili linamaanisha jumla ya kiasi cha dutu inayopatikana katika selulosi ya kiufundi na isiyoyeyuka katika alkali wakati wa kuyeyushwa. Maudhui halisi ya selulosi yenye uzito wa juu ya molekuli katika a-selulosi daima ni ya chini, kwa vile uchafu (lignin, ash, mafuta, wax, pamoja na pentosan na pectin vitu vinavyounganishwa na selulosi) hazijafutwa kabisa wakati wa mercerization. Kwa hiyo, bila uamuzi wa sambamba wa kiasi cha uchafu huu, maudhui ya selulosi hawezi kuonyesha usafi wa selulosi inaweza kuhukumiwa tu ikiwa data hizi za ziada zinapatikana.

Kuendelea uwasilishaji wa maelezo ya awali kuhusu muundo na mali ya satelaiti za selulosi, hebu turudi kwenye Jedwali. 1.

Katika meza Jedwali la 1 linaorodhesha vitu vinavyopatikana pamoja na selulosi kwenye nyuzi za mmea. Dutu za pectini na pentosan zimeorodheshwa kwanza baada ya selulosi. Dutu za pectic ni polima za darasa la wanga, ambazo, kama selulosi, zina muundo wa mnyororo, lakini hujengwa kutoka kwa mabaki ya asidi ya uroniki, kwa usahihi, asidi ya galacturonic. Asidi ya polygalacturonic inaitwa asidi ya pectic, na esta zake za methyl huitwa pectini (angalia Mpangilio wa 4).

DIAGRAM 4 Sehemu ya mnyororo wa macromolecule ya pectin

Hii, kwa kweli, ni mchoro tu, kwani pectini kutoka kwa mimea tofauti hutofautiana katika uzani wa Masi, yaliyomo katika vikundi -OCH3 (kinachojulikana kama vikundi vya methoxy au methoxyl, au methoxyls tu) na usambazaji wao kwenye mlolongo wa macromolecule. Pectini zilizomo kwenye sap ya seli ya mmea huyeyuka katika maji na zina uwezo wa kutengeneza gels zenye mnene mbele ya sukari na asidi ya kikaboni. Walakini, vitu vya pectini vipo kwenye mimea haswa katika mfumo wa protopectin isiyoweza kufyonzwa - polima ya muundo wa matawi ambayo sehemu za mstari wa macromolecule ya pectin huunganishwa na madaraja ya msalaba. Protopectini iko kwenye kuta za seli za mimea na nyenzo za saruji za intercellular, hufanya kama vipengele vya kusaidia. Kwa ujumla, vitu vya pectini ni nyenzo ya hifadhi ambayo selulosi hutengenezwa kwa njia ya mfululizo wa mabadiliko na ukuta wa seli huundwa. Kwa mfano, katika hatua ya awali ya ukuaji wa nyuzi za pamba, maudhui ya vitu vya pectini ndani yake hufikia 6%, na wakati boll inafunguliwa hatua kwa hatua hupungua hadi takriban 0.8%. Wakati huo huo, maudhui ya selulosi katika fiber huongezeka, nguvu zake huongezeka, na kiwango cha upolimishaji wa selulosi huongezeka.

Dutu za pectini ni sugu kabisa kwa asidi, lakini chini ya ushawishi wa alkali inapokanzwa, huharibiwa, na hali hii hutumiwa kusafisha selulosi kutoka kwa vitu vya pectini (kwa kupika, kwa mfano, pamba fluff na suluhisho la caustic soda). Dutu za pectini zinaharibiwa kwa urahisi na mawakala wa vioksidishaji.

Pentosan ni polysaccharides iliyojengwa kutoka kwa mabaki ya pentose - kwa kawaida arabinose na xylose. Ipasavyo, pentosan hizi huitwa arabans na xylan. Wana mstari (mnyororo) au muundo wa matawi kidogo na katika mimea kawaida huongozana na vitu vya pectin (arabans) au ni sehemu ya hemicelluloses (xylans). Pentosans hawana rangi na amorphous. Arabani ni mumunyifu sana katika maji;

Sahaba wa pili muhimu zaidi wa selulosi ni lignin, polima yenye matawi ambayo husababisha upenyezaji wa mimea. Kama inavyoonekana kutoka kwa meza. 1, lignin haipo kwenye nyuzi za pamba, lakini katika nyuzi zingine - kitani, katani, ramie na haswa jute - iko kwa idadi ndogo au kubwa. Hasa hujaza nafasi kati ya seli za mmea, lakini pia hupenya ndani ya tabaka za uso wa nyuzi, ikicheza jukumu la dutu inayojumuisha ambayo inashikilia nyuzi za selulosi pamoja. Mbao ina lignin nyingi - hadi 30%. Kwa asili yake, lignin sio tena ya darasa la polysaccharides (kama selulosi, vitu vya pectini na pentosan), lakini ni polima kulingana na derivatives ya phenols ya polyhydric, i.e. inahusu kile kinachoitwa misombo ya kunukia ya mafuta. Tofauti yake kubwa kutoka kwa selulosi ni kwamba macromolecule ya lignin ina muundo usio wa kawaida, i.e. Molekuli ya polima haijumuishi mabaki yanayofanana ya molekuli za monoma, bali na vipengele mbalimbali vya kimuundo. Hata hivyo, hizi za mwisho zina pamoja kwamba zinajumuisha kiini cha kunukia (ambacho kinaundwa na atomi 6 za kaboni C) na mnyororo wa upande wa propane (wa atomi 3 za kaboni C); kitengo (tazama mchoro 5).

SCHEME 5 Phenylpropane kitengo

Kwa hivyo, lignin ni ya kundi la misombo ya asili yenye fomula ya jumla (C 6 C 3) x. Lignin sio kiwanja cha kemikali cha mtu binafsi na muundo na mali iliyoainishwa madhubuti. Lignin ya asili tofauti hutofautiana sana kutoka kwa kila mmoja, na hata lignin zilizopatikana kutoka kwa aina moja ya nyenzo za mmea, lakini kwa njia tofauti, wakati mwingine hutofautiana sana katika muundo wa kimsingi, yaliyomo katika vitu vingine (hili ni jina la vikundi vilivyounganishwa na benzini. pete au mnyororo wa upande wa propane ), umumunyifu na mali zingine.

Reactivity ya juu ya lignin na heterogeneity ya muundo wake hufanya iwe vigumu kusoma muundo na mali zake, lakini hata hivyo imethibitishwa kuwa lignin zote zina vitengo vya phenylpropane, ambavyo ni derivatives ya guaiacol (yaani, pyrocatechol monomethyl ether, angalia Mpango wa 6) .

MPANGO 6 derivative ya Guaiacol

Tofauti zingine pia zilifunuliwa katika muundo na mali ya lignin ya mimea ya kila mwaka na nafaka, kwa upande mmoja, na kuni, kwa upande mwingine. Kwa mfano, lignin ya nyasi na nafaka (hizi ni pamoja na kitani na katani, ambayo tutazungumzia kwa undani zaidi) kufuta kiasi katika alkali, wakati lignin za mbao hazifanyi. Hii inasababisha vigezo vikali zaidi vya mchakato wa kuondoa lignin (delignification) kutoka kwa kuni kwa kutumia soda pulping (kama vile joto la juu na shinikizo) ikilinganishwa na mchakato wa kuondoa lignin kutoka kwa chipukizi na nyasi kwa kutumia lye - njia ambayo ilijulikana katika Uchina mwanzoni mwa milenia ya kwanza AD na ambayo ilitumiwa sana chini ya jina la maceration au hemping huko Uropa wakati wa kusindika tamba na aina anuwai za taka (kitani, katani) kwenye karatasi.

Tayari tumezungumza juu ya reactivity ya juu ya lignin, i.e. juu ya uwezo wake wa kuingia katika athari nyingi za kemikali, ambayo inaelezewa na uwepo katika macromolecule ya lignin ya idadi kubwa ya vikundi vya kazi tendaji, i.e. uwezo wa kupitia mabadiliko fulani ya kemikali asili katika darasa fulani la misombo ya kemikali. Hii inatumika hasa kwa hidroksili za pombe -OH, ziko kwenye atomi za kaboni kwenye mnyororo wa propane wa upande, kwa mfano, husababisha sulfonation ya lignin wakati wa kupikia sulfite ya kuni - njia nyingine ya delignification yake.

Kutokana na reactivity ya juu ya lignin, oxidation yake hutokea kwa urahisi, hasa katika mazingira ya alkali, na kuundwa kwa vikundi vya carboxyl -COOH. Na chini ya hatua ya mawakala wa klorini na blekning, lignin ina klorini kwa urahisi, na atomi ya klorini Cl huingia kwenye pete ya kunukia na mnyororo wa upande wa propane mbele ya unyevu, wakati huo huo na klorini, oxidation ya macromolecule ya lignin hutokea; kusababisha lignin ya klorini pia ina vikundi vya carboxyl. Lignin iliyo na klorini na iliyooksidishwa huoshwa kwa urahisi kutoka kwa selulosi. Athari hizi zote hutumiwa sana katika tasnia ya massa na karatasi ili kutakasa vifaa vya selulosi kutoka kwa uchafu wa lignin, ambayo ni sehemu isiyofaa sana ya selulosi ya kiufundi.

Kwa nini uwepo wa lignin haifai? Kwanza kabisa, kwa sababu lignin ina matawi, mara nyingi tatu-dimensional, muundo wa anga na kwa hiyo haina mali ya kutengeneza nyuzi, yaani, nyuzi haziwezi kupatikana kutoka kwake. Hutoa uthabiti na udhaifu kwa nyuzi za selulosi, hupunguza uwezo wa selulosi kuvimba, rangi, na kuingiliana na vitendanishi vinavyotumika katika michakato mbalimbali ya usindikaji wa nyuzi. Wakati wa kuandaa massa ya karatasi, lignin inachanganya kusaga na nyuzi za nyuzi na huharibu mshikamano wao wa pande zote. Kwa kuongeza, yenyewe ni rangi ya njano-kahawia, na wakati karatasi inazeeka, pia huongeza njano yake.

Majadiliano yetu juu ya muundo na mali ya satelaiti za selulosi inaweza kuonekana, kwa mtazamo wa kwanza, sio lazima. Hakika, hata maelezo mafupi ya muundo na mali ya lignin yanafaa hapa ikiwa mrejeshaji wa picha hushughulika na nyuzi za asili, lakini kwa karatasi, i.e. nyenzo zilizotengenezwa kwa nyuzi zisizo na lignin? Hii, bila shaka, ni kweli, lakini tu ikiwa tunazungumzia karatasi ya rag iliyofanywa kutoka kwa malighafi ya pamba. Hakuna lignin katika pamba. Kwa kweli hakuna kwenye karatasi ya kitambaa iliyotengenezwa na kitani au katani - ilikuwa karibu kuondolewa kabisa wakati wa mchakato wa kusuka matambara.

Walakini, katika karatasi iliyotengenezwa kwa kuni, na haswa katika aina za jarida ambalo massa ya kuni hutumika kama kichungi, lignin iko kwa idadi kubwa, na hali hii inapaswa kukumbukwa na mrejeshaji anayefanya kazi na karatasi anuwai. zikiwemo za daraja la chini.

Cellulose (nyuzi nyuzi) ni polysaccharide ya mimea, ambayo ni dutu ya kikaboni ya kawaida duniani.

1. Tabia za kimwili

Dutu hii ni nyeupe, haina ladha na haina harufu, haina mumunyifu katika maji, na ina muundo wa nyuzi. Inapasuka katika suluhisho la amonia la hidroksidi ya shaba (II) - reagent ya Schweitzer.

Jaribio la video "Kuyeyusha selulosi katika suluhisho la amonia la hidroksidi ya shaba (II)"

2. Kuwa katika asili

Biopolymer hii ina nguvu kubwa ya mitambo na hufanya kama nyenzo ya kusaidia mimea, na kutengeneza ukuta wa seli za mimea. Cellulose hupatikana kwa wingi katika tishu za mbao (40-55%), nyuzi za lin (60-85%) na pamba (95-98%). Sehemu kuu ya membrane ya seli za mmea. Inaundwa katika mimea wakati wa mchakato wa photosynthesis.

Mbao ina 50% ya selulosi, na pamba, kitani, na katani ni karibu selulosi safi.

Chitin (analog ya selulosi) ni sehemu kuu ya exoskeleton ya arthropods na invertebrates nyingine, pamoja na kuta za seli za fungi na bakteria.

3. Muundo

Inajumuisha mabaki ya β-glucose

4. Risiti

Imepatikana kutoka kwa kuni

5. Maombi

Cellulose hutumiwa katika uzalishaji wa karatasi, nyuzi za bandia, filamu, plastiki, rangi na varnishes, poda isiyo na moshi, milipuko, mafuta ya roketi imara, kwa ajili ya uzalishaji wa pombe ya hidrolitiki, nk.

· Uzalishaji wa hariri ya acetate - nyuzi bandia, plexiglass, filamu isiyoweza kuwaka kutoka kwa acetate ya selulosi.

· Utayarishaji wa baruti isiyo na moshi kutoka kwa triacetylcellulose (pyroxylin).

· Uzalishaji wa collodion (filamu nene ya dawa) na selulosi (utengenezaji wa filamu, vinyago) kutoka kwa selulosi diacetyl.

· Uzalishaji wa nyuzi, kamba, karatasi.

· Uzalishaji wa glukosi, pombe ya ethyl (kwa ajili ya utengenezaji wa mpira)

Derivatives muhimu zaidi za selulosi ni pamoja na:
- methylcellulose(selulosi methyl etha) ya fomula ya jumla

N ( X= 1, 2 au 3);

- acetate ya selulosi(selulosi triacetate) - ester ya selulosi na asidi asetiki

- nitrocellulose(nitrati za selulosi) - nitrati za selulosi:

N ( X= 1, 2 au 3).

6. Sifa za kemikali

Hydrolysis

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O t,H2SO4→ nC 6 H 12 O 6

glucose

Hydrolysis inaendelea kwa hatua:

(C 6 H 10 O 5) n → (C 6 H 10 O 5) m → xC 12 H 22 O 11 → n C 6 H 12 O 6 ( Kumbuka, m

wanga dextrinmaltoseglucose

Jaribio la video "Hidrolisisi ya asidi ya selulosi"

Majibu ya esterification

Cellulose ni pombe ya polyhydric; kuna vikundi vitatu vya hidroksili kwa kila seli ya polima. Katika suala hili, selulosi ina sifa ya athari za esterification (malezi ya esta). Miitikio kwa asidi ya nitriki na anhidridi asetiki ni ya umuhimu mkubwa wa vitendo. Selulosi haitoi majibu ya "kioo cha fedha".

1. Nitration:

(C 6 H 7 O 2 (OH) 3) n + 3 nHNO 3 H 2 HIVYO4(conc.)→(C 6 H 7 O 2 (ONO 2 ) 3) n + 3 nH 2 O

pyroksilini

Jaribio la video "Maandalizi na mali ya nitrocellulose"

Fiber esterified kikamilifu inajulikana kama baruti, ambayo, baada ya usindikaji sahihi, hugeuka kuwa baruti isiyo na moshi. Kulingana na hali ya nitration, dinitrate ya selulosi inaweza kupatikana, ambayo katika teknolojia inaitwa colloxylin. Pia hutumika katika utengenezaji wa baruti na vichochezi imara vya roketi. Kwa kuongeza, celluloid hufanywa kutoka kwa colloxylin.

2. Mwingiliano na asidi asetiki:

(C 6 H 7 O 2 (OH) 3) n + 3nCH 3 COOH H2SO4( conc. .)→ (C 6 H 7 O 2 (OCOCH 3) 3) n + 3nH 2 O

Wakati selulosi humenyuka na anhidridi ya asetiki mbele ya asidi asetiki na sulfuriki, triacetylcellulose huundwa.

Triacetylcellulose (au selulosi acetate) ni bidhaa muhimu kwa ajili ya utengenezaji wa filamu ya retardant ya moto nahariri ya acetate. Kwa kufanya hivyo, acetate ya selulosi hupasuka katika mchanganyiko wa dichloromethane na ethanol, na suluhisho hili linalazimishwa kwa njia ya kufa ndani ya mkondo wa hewa ya joto.

Na kifo chenyewe kinaonekana kama hii:

1 - suluhisho la kuzunguka,
2 - kufa,
3 - nyuzi.

Kiyeyushio huvukiza na vijito vya myeyusho hugeuka kuwa nyuzi bora zaidi za hariri ya acetate.

Akizungumza juu ya matumizi ya selulosi, mtu hawezi kusaidia lakini kusema kwamba kiasi kikubwa cha selulosi hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa karatasi mbalimbali. Karatasi- Hii ni safu nyembamba ya nyuzi za nyuzi, zilizounganishwa na kushinikizwa kwenye mashine maalum ya kutengeneza karatasi.

Kemikali mali ya selulosi.
1. Kutoka kwa maisha ya kila siku inajulikana kuwa selulosi huwaka vizuri.
2. Wakati kuni inapokanzwa bila upatikanaji wa hewa, utengano wa joto wa selulosi hutokea. Hii inazalisha misombo ya kikaboni tete, maji na mkaa.
3. Miongoni mwa bidhaa za kikaboni za mtengano wa kuni ni pombe ya methyl, asidi asetiki, na asetoni.
4. Macromolecules ya selulosi yanajumuisha vitengo sawa na wale wanaounda wanga, na bidhaa ya hidrolisisi yake, kama wanga, itakuwa glucose.
5. Ikiwa unasaga vipande vya karatasi ya chujio (selulosi) iliyotiwa ndani ya asidi ya sulfuriki iliyokolea kwenye chokaa cha porcelaini na kuondokana na tope linalosababishwa na maji, na pia kupunguza asidi na alkali na, kama ilivyo kwa wanga, jaribu ufumbuzi wa majibu. na hidroksidi ya shaba (II), kisha kuonekana kwa oksidi ya shaba (I) itaonekana. Hiyo ni, hidrolisisi ya selulosi ilitokea katika majaribio. Mchakato wa hidrolisisi, kama ule wa wanga, hutokea kwa hatua hadi glukosi itengenezwe.
6. Kwa jumla, hidrolisisi ya selulosi inaweza kuonyeshwa kwa equation sawa na hidrolisisi ya wanga: (C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O = nC 6 H 12 O 6.
7. Vitengo vya miundo ya selulosi (C 6 H 10 O 5) n vyenye vikundi vya hidroksili.
8. Kutokana na makundi haya, selulosi inaweza kuzalisha ethers na esta.
9. Cellulose nitrati ni ya umuhimu mkubwa.
Vipengele vya etha za nitrati za selulosi.
1. Wao hupatikana kwa kutibu selulosi na asidi ya nitriki mbele ya asidi ya sulfuriki.
2. Kulingana na mkusanyiko wa asidi ya nitriki na hali nyingine, moja, mbili au makundi yote matatu ya hidroksili ya kila kitengo cha molekuli ya selulosi huingia kwenye mmenyuko wa esterification, kwa mfano: n + 3nHNO 3 → n + 3n H 2 O.
Sifa ya kawaida ya nitrati za selulosi ni kuwaka kwao sana.
Trinitrati ya selulosi, iitwayo pyroksilini, ni dutu inayolipuka sana. Inatumika kutengeneza unga usio na moshi.
Esta za acetate za selulosi - selulosi diacetate na triacetate - pia ni muhimu sana. Selulosi diacetate na triacetate ni sawa katika kuonekana kwa selulosi.
Utumiaji wa selulosi.
1. Kutokana na nguvu zake za mitambo, kuni hutumiwa katika ujenzi.
2. Aina mbalimbali za bidhaa za useremala zinatengenezwa kutoka humo.
3. Kwa namna ya vifaa vya nyuzi (pamba, kitani) hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa nyuzi, vitambaa, kamba.
4. Cellulose iliyotengwa na kuni (iliyoachiliwa kutoka kwa vitu vinavyoandamana) hutumiwa kutengeneza karatasi.
70. Kupata nyuzi za acetate
Vipengele vya sifa za nyuzi za acetate.
1. Tangu nyakati za kale, watu wametumia sana nyenzo za asili za nyuzi ili kufanya nguo na bidhaa mbalimbali za nyumbani.
2. Baadhi ya nyenzo hizi ni za asili ya mimea na zinajumuisha selulosi, kwa mfano lin, pamba, wengine ni asili ya wanyama na hujumuisha protini - pamba, hariri.
3. Mahitaji ya idadi ya watu na teknolojia zinazoendelea za vitambaa ziliongezeka, uhaba wa nyenzo za nyuzi ulianza kutokea. Kulikuwa na haja ya kupata nyuzi bandia.
Kwa kuwa zinajulikana na mpangilio ulioamriwa wa macromolecules ya mnyororo iliyoelekezwa kando ya mhimili wa nyuzi, wazo liliibuka kubadilisha polima ya asili ya muundo ulioharibika kupitia matibabu moja au nyingine kuwa nyenzo iliyo na mpangilio ulioamuru wa molekuli.
4. Polima ya asili ya kuanzia kwa ajili ya kuzalisha nyuzi za bandia ni selulosi iliyotolewa kutoka kwa kuni, au pamba fluff iliyobaki kwenye mbegu za pamba baada ya kuondolewa kwa nyuzi kutoka humo.
5. Ili kuweka molekuli za polymer linear kando ya mhimili wa fiber inayoundwa, ni muhimu kuwatenganisha kutoka kwa kila mmoja na kuwafanya kuwa simu na uwezo wa harakati.
Hii inaweza kupatikana kwa kuyeyusha polima au kuifuta.
Haiwezekani kuyeyuka selulosi: inapokanzwa, inaharibiwa.
6. Cellulose lazima itibiwe na anhidridi ya asetiki mbele ya asidi ya sulfuriki (anhydride ya asetiki ni wakala wa esterifying yenye nguvu zaidi kuliko asidi asetiki).
7. Bidhaa ya esterification - triacetate ya selulosi - hupasuka katika mchanganyiko wa dichloromethane CH 2 Cl 2 na pombe ya ethyl.
8. Suluhisho la viscous linaundwa ambalo molekuli za polymer zinaweza tayari kusonga na kuchukua utaratibu mmoja au mwingine unaohitajika.
9. Ili kupata nyuzi, ufumbuzi wa polymer unalazimishwa kwa njia ya kufa - kofia za chuma na mashimo mengi.
Jets nyembamba za suluhisho hupunguzwa ndani ya shimoni la wima takriban 3 m juu, ambayo hewa yenye joto hupita.
10. Chini ya ushawishi wa joto, kutengenezea huvukiza, na triacetate ya selulosi huunda nyuzi nyembamba ndefu, ambazo hupigwa kwenye nyuzi na kwenda kwa usindikaji zaidi.
11. Wakati wa kupita kwenye mashimo ya spinneret, macromolecules, kama magogo wakati wa kuteremka chini ya mto mwembamba, huanza kujipanga kando ya mkondo wa suluhisho.
12. Katika mchakato wa usindikaji zaidi, mpangilio wa macromolecules ndani yao inakuwa hata zaidi.
Hii inasababisha nguvu kubwa ya nyuzi na nyuzi zinazounda.

Selulosi ni polima asilia ya glukosi (yaani, mabaki ya beta-glucose) ya asili ya mimea yenye muundo wa molekuli ya mstari. Cellulose pia inaitwa fiber kwa njia nyingine. Polima hii ina zaidi ya asilimia hamsini ya kaboni inayopatikana kwenye mimea. Selulosi inachukua nafasi ya kwanza kati ya misombo ya kikaboni kwenye sayari yetu.

Selulosi safi ni nyuzi za pamba (hadi asilimia tisini na nane) au nyuzi za kitani (hadi asilimia themanini na tano). Mbao ina hadi asilimia hamsini ya selulosi, na majani yana asilimia thelathini ya selulosi. Kuna mengi yake kwenye katani.

Cellulose ni nyeupe. Asidi ya sulfuri hugeuka bluu, na iodini hugeuka kahawia. Selulosi ni ngumu na yenye nyuzinyuzi, haina ladha na haina harufu, haiporomoki kwa joto la nyuzi joto mia mbili za Selsiasi, lakini huwaka kwa joto la nyuzi joto mia mbili sabini na tano (yaani, ni dutu inayoweza kuwaka), na inapokanzwa hadi nyuzi joto mia tatu sitini, inawaka. Haiwezi kufutwa katika maji, lakini inaweza kufutwa katika suluhisho la amonia na hidroksidi ya shaba. Fiber ni nyenzo yenye nguvu sana na yenye elastic.

Umuhimu wa selulosi kwa viumbe hai

Cellulose ni wanga ya polysaccharide.

Katika kiumbe hai, kazi za wanga ni kama ifuatavyo.

Kazi ya muundo na usaidizi, kwani wanga hushiriki katika ujenzi wa miundo inayounga mkono, na selulosi ni sehemu kuu ya muundo wa kuta za seli za mimea.

Tabia ya kazi ya kinga ya mimea (miiba au miiba). Miundo kama hiyo kwenye mimea inajumuisha kuta za seli zilizokufa za mmea.

Kazi ya plastiki (jina jingine ni kazi ya anabolic), kwani wanga ni vipengele vya miundo tata ya molekuli.

Kazi ya kutoa nishati, kwani wanga ni chanzo cha nishati kwa viumbe hai.

Kazi ya uhifadhi, kwani viumbe hai huhifadhi wanga katika tishu zao kama virutubisho.

Kazi ya Osmotic, kwani wanga hushiriki katika kudhibiti shinikizo la kiosmotiki ndani ya kiumbe hai (kwa mfano, damu ina kutoka miligramu mia moja hadi miligramu mia moja na kumi ya glucose, na shinikizo la osmotic la damu inategemea mkusanyiko wa kabohaidreti hii katika damu). Usafiri wa Osmosis hutoa virutubisho katika miti mirefu ya miti, kwani usafiri wa capillary haufanyi kazi katika kesi hii.

Kazi ya kipokezi, kwani baadhi ya wanga hupatikana katika sehemu ya kupokea ya vipokezi vya seli (molekuli kwenye uso wa seli au molekuli ambazo hupasuka kwenye saitoplazimu ya seli). Mpokeaji humenyuka kwa njia maalum kwa uhusiano na molekuli maalum ya kemikali ambayo hupeleka ishara ya nje, na kupitisha ishara hii kwenye seli yenyewe.

Jukumu la kibaolojia la selulosi ni:

Nyuzinyuzi ndio sehemu kuu ya kimuundo ya ukuta wa seli ya mmea. Imeundwa kama matokeo ya photosynthesis. Selulosi ya mmea ni chakula cha wanyama wanaokula mimea (kwa mfano, cheuaji katika miili yao, nyuzi huvunjwa kwa kutumia selulosi ya enzyme). Ni nadra kabisa, hivyo selulosi katika fomu yake safi haitumiwi katika chakula cha binadamu.

Fiber katika chakula humpa mtu hisia ya ukamilifu na inaboresha uhamaji (peristalsis) ya matumbo yake. Cellulose ina uwezo wa kumfunga kioevu (hadi sifuri uhakika wa gramu nne za kioevu kwa gramu ya selulosi). Katika utumbo mkubwa ni metabolized na bakteria. Fiber ni svetsade bila ushiriki wa oksijeni (kuna mchakato mmoja tu wa anaerobic katika mwili). Matokeo ya digestion ni malezi ya gesi za matumbo na asidi ya mafuta ya kuruka. Zaidi ya asidi hizi huingizwa ndani ya damu na kutumika kama nishati kwa mwili. Na kiasi cha asidi ambazo hazijaingizwa na gesi za matumbo huongeza kiasi cha kinyesi na kuharakisha kuingia kwake kwenye rectum. Pia, nishati ya asidi hizi hutumiwa kuongeza kiasi cha microflora yenye manufaa katika tumbo kubwa na kusaidia maisha yake huko. Wakati kiasi cha nyuzi za chakula katika chakula kinaongezeka, kiasi cha bakteria yenye manufaa ya matumbo pia huongezeka na awali ya vitu vya vitamini inaboresha.

Ikiwa unaongeza gramu thelathini hadi arobaini na tano za bran (ina nyuzi) iliyotengenezwa kutoka kwa ngano hadi kwa chakula, basi kinyesi huongezeka kutoka gramu sabini na tisa hadi gramu mia mbili na ishirini na nane kwa siku, na muda wa harakati zao hupunguzwa kutoka hamsini. -saa nane hadi saa arobaini. Wakati nyuzinyuzi zinaongezwa kwa chakula mara kwa mara, kinyesi huwa laini, ambayo husaidia kuzuia kuvimbiwa na hemorrhoids.

Wakati kuna nyuzi nyingi katika chakula (kwa mfano, bran), mwili wa mtu mwenye afya na mwili wa mtu aliye na ugonjwa wa kisukari cha aina ya 1 huwa sugu zaidi kwa glucose.

Fiber, kama brashi, huondoa amana chafu kutoka kwa kuta za matumbo, inachukua vitu vyenye sumu, huondoa cholesterol na huondoa haya yote kutoka kwa mwili kwa kawaida. Madaktari wamehitimisha kuwa watu wanaokula mkate wa rye na bran wana uwezekano mdogo wa kuteseka na saratani ya koloni.

Nyuzinyuzi nyingi zaidi hupatikana kwenye pumba kutoka kwa ngano na rye, katika mkate uliotengenezwa kwa unga wa kusagwa, katika mkate uliotengenezwa kutoka kwa protini na pumba, kwenye matunda yaliyokaushwa, karoti, nafaka na beets.

Maombi ya selulosi

Watu wamekuwa wakitumia selulosi kwa muda mrefu. Kwanza kabisa, nyenzo za kuni zilitumika kama mafuta na bodi kwa ujenzi. Kisha pamba, kitani na nyuzi za katani zilitumiwa kutengeneza vitambaa mbalimbali. Kwa mara ya kwanza katika tasnia, usindikaji wa kemikali wa nyenzo za kuni ulianza kufanywa kwa sababu ya maendeleo ya utengenezaji wa bidhaa za karatasi.

Hivi sasa, selulosi hutumiwa katika nyanja mbalimbali za viwanda. Na ni kwa mahitaji ya viwandani ambayo hupatikana hasa kutoka kwa malighafi ya kuni. Cellulose hutumiwa katika uzalishaji wa massa na bidhaa za karatasi, katika uzalishaji wa vitambaa mbalimbali, katika dawa, katika uzalishaji wa varnishes, katika uzalishaji wa kioo kikaboni na katika maeneo mengine ya sekta.

Hebu fikiria matumizi yake kwa undani zaidi

Acetate ya hariri hupatikana kutoka kwa selulosi na esta zake, nyuzi zisizo za asili na filamu ya acetate ya selulosi, ambayo haina kuchoma, hufanywa. Baruti isiyo na moshi imetengenezwa kutoka kwa pyroxylin. Cellulose hutumiwa kutengeneza filamu nene ya matibabu (collodion) na celluloid (plastiki) kwa vinyago, filamu na filamu ya picha. Wanatengeneza nyuzi, kamba, pamba ya pamba, aina mbalimbali za kadibodi, vifaa vya ujenzi kwa ajili ya ujenzi wa meli na kujenga nyumba. Pia hupata sukari (kwa madhumuni ya matibabu) na pombe ya ethyl. Cellulose hutumiwa wote kama malighafi na kama dutu kwa usindikaji wa kemikali.

Glucose nyingi inahitajika kutengeneza karatasi. Karatasi ni safu nyembamba ya nyuzi za selulosi ambayo imekuzwa na kushinikizwa kwa kutumia vifaa maalum ili kutoa uso mwembamba, mnene, laini wa bidhaa ya karatasi (wino haupaswi kumwaga damu juu yake). Mara ya kwanza, nyenzo tu za asili ya mmea zilitumiwa kuunda karatasi;

Lakini uchapishaji wa vitabu uliendelezwa kwa kasi ya haraka sana, magazeti pia yalianza kuchapishwa, hivyo karatasi iliyotengenezwa kwa njia hii haikutosha tena. Watu waligundua kuwa kuni ina nyuzi nyingi, kwa hivyo walianza kuongeza malighafi ya kuni kwenye misa ya mmea ambayo karatasi ilitengenezwa. Lakini karatasi hii ilipasuka kwa urahisi na kugeuka manjano kwa muda mfupi sana, haswa ilipowekwa kwenye mwanga kwa muda mrefu.

Kwa hiyo, mbinu mbalimbali za kutibu nyenzo za kuni na kemikali zilianza kuendelezwa, ambayo inafanya uwezekano wa kutenganisha selulosi kutoka kwayo, iliyosafishwa kutoka kwa uchafu mbalimbali.

Ili kupata selulosi, chips za kuni huchemshwa katika suluhisho la reagents (asidi au alkali) kwa muda mrefu, kisha kioevu kinachosababishwa kinatakaswa. Hivi ndivyo cellulose safi inavyotengenezwa.

Vitendanishi vya asidi ni pamoja na asidi ya sulfuri hutumiwa kuzalisha selulosi kutoka kwa kuni na kiasi kidogo cha resin.

Vitendanishi vya alkali ni pamoja na:

vitendanishi vya soda huhakikisha uzalishaji wa selulosi kutoka kwa miti ngumu na ya mwaka (selulosi kama hiyo ni ghali kabisa);

vitendanishi vya sulfate, ambayo kawaida ni sulfate ya sodiamu (msingi wa utengenezaji wa pombe nyeupe, na tayari hutumiwa kama kitendanishi cha utengenezaji wa selulosi kutoka kwa mimea yoyote).

Baada ya hatua zote za uzalishaji, karatasi hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa bidhaa za ufungaji, vitabu na vifaa.

Kutoka kwa yote hapo juu, tunaweza kuhitimisha kwamba selulosi (fiber) ina thamani muhimu ya utakaso na uponyaji kwa matumbo ya binadamu, na pia hutumiwa katika maeneo mengi ya viwanda.

Cellulose - ni nini? Swali hili linasumbua kila mtu anayehusika katika kemia ya kikaboni. Hebu jaribu kujua sifa kuu za kiwanja hiki, kutambua vipengele vyake tofauti, na maeneo ya matumizi ya vitendo.
Vipengele vya muundo
Selulosi ya kemikali ina formula (C 6 H 10 O 5) p. Ni polysaccharide inayojumuisha mabaki ya β-glucose. Cellulose ina sifa ya muundo wa mstari. Kila mabaki ya molekuli yake ni pamoja na vikundi vitatu vya OH, kwa hivyo kiwanja hiki kina sifa ya mali ya alkoholi za polyhydric. Uwepo wa kundi la aldehyde la pete katika molekuli hutoa mali ya kurejesha selulosi (kupunguza). Ni kiwanja hiki cha kikaboni ambacho ni polima muhimu zaidi ya asili, sehemu kuu ya tishu za mimea.
Inapatikana kwa wingi katika kitani, pamba, na mimea mingine yenye nyuzinyuzi, ambayo ndiyo chanzo kikuu cha nyuzinyuzi za selulosi.
Selulosi ya kiufundi imetengwa na mimea ya miti.
Kemia ya mbao
Uzalishaji wa selulosi umefunikwa katika sehemu hii tofauti ya kemia. Ni hapa kwamba inatarajiwa kuzingatia sifa za utungaji wa kuni, mali yake ya kemikali na kimwili, mbinu za uchambuzi na kutengwa kwa vitu, kiini cha kemikali cha michakato ya usindikaji wa kuni na vipengele vyake vya kibinafsi.
Selulosi ya kuni ni polydisperse, iliyo na macromolecules ya urefu tofauti. Kuamua kiwango cha polydispersity, njia ya kugawanyika hutumiwa. Sampuli imegawanywa katika sehemu tofauti, basi sifa zao zinasomwa.
Tabia za kemikali
Wakati wa kujadili selulosi ni nini, ni muhimu kufanya uchambuzi wa kina wa mali ya kemikali ya kiwanja hiki cha kikaboni.
Selulosi ya kiufundi inaweza kutumika katika utengenezaji wa kadibodi na karatasi, kwani inaweza kusindika kwa kemikali bila shida yoyote.
Mlolongo wowote wa kiteknolojia unaohusiana na usindikaji wa selulosi ya asili ni lengo la kuhifadhi mali zake za thamani. Usindikaji wa kisasa wa selulosi hufanya iwezekanavyo kutekeleza mchakato wa kufuta dutu hii na kuzalisha dutu mpya kabisa za kemikali kutoka kwa selulosi.
Je, selulosi ina sifa gani? Mchakato wa uharibifu ni nini? Maswali haya yamejumuishwa katika kozi ya shule ya kemia hai.
Miongoni mwa sifa za kemikali za selulosi ni:
uharibifu;
kushona;
athari zinazohusisha vikundi vya utendaji.

Wakati wa uharibifu, mapumziko katika mlolongo wa macromolecule ya vifungo vya glycosidic huzingatiwa, ikifuatana na kupungua kwa kiwango cha upolimishaji. Katika baadhi ya matukio, kupasuka kamili kwa molekuli kunawezekana.
Chaguzi za uharibifu wa selulosi
Hebu tujue ni aina gani kuu za uharibifu wa selulosi, ni nini kupasuka kwa macromolecules.
Hivi sasa, aina kadhaa za uharibifu zinajulikana katika uzalishaji wa kemikali.
Katika toleo la mitambo, kupasuka kwa vifungo vya C-C katika mizunguko, pamoja na uharibifu wa vifungo vya glycosidic, huzingatiwa. Mchakato sawa hutokea wakati dutu inapovunjwa kwa mitambo, kwa mfano, wakati wa kusaga kufanya karatasi.
Uharibifu wa joto hutokea chini ya ushawishi wa nishati ya joto. Ni juu ya mchakato huu kwamba pyrolysis ya kiteknolojia ya kuni inategemea.
Uharibifu wa photochemical unahusisha uharibifu wa macromolecules chini ya ushawishi wa mionzi ya ultraviolet.
Kwa aina ya mionzi ya uharibifu wa polima ya asili, uwepo wa mionzi ya X-ray inadhaniwa. Aina hii ya uharibifu hutumiwa katika vifaa maalum.
Inapofunuliwa na oksijeni ya anga, uharibifu wa oxidative wa selulosi inawezekana. Mchakato huo unaonyeshwa na oxidation ya wakati mmoja ya vikundi vya pombe na aldehyde vilivyopo kwenye kiwanja fulani.
Wakati selulosi inakabiliwa na maji, pamoja na ufumbuzi wa maji ya asidi na alkali, mchakato wa hidrolisisi ya selulosi hutokea. Mmenyuko huo unafanywa kwa makusudi katika hali ambapo ni muhimu kufanya uchambuzi wa ubora wa muundo wa dutu, lakini wakati wa kupikia dutu hii haifai.
Viumbe vidogo, kama vile kuvu, vinaweza kuharibu selulosi kibiolojia. Ili kupata bidhaa bora, ni muhimu kuzuia uharibifu wake wa kibaiolojia wakati wa kuzalisha karatasi na vitambaa vya pamba.
Kutokana na kuwepo kwa makundi mawili ya kazi katika molekuli, selulosi inaonyesha mali tabia ya alkoholi polyhydric na aldehydes.
Miitikio ya kuunganisha
Michakato kama hiyo inamaanisha uwezekano wa kupata macromolecules na mali maalum ya mwili na kemikali.
Wao hutumiwa sana katika uzalishaji wa viwanda wa selulosi na kuwapa sifa mpya za utendaji.
Maandalizi ya selulosi ya alkali
Je, selulosi hii ni nini? Mapitio yanaonyesha kuwa teknolojia hii inachukuliwa kuwa kongwe na iliyoenea zaidi ulimwenguni. Siku hizi, polymer iliyopatikana katika utengenezaji wa nyuzi za viscose na filamu na kuundwa kwa ethers za selulosi husafishwa kwa njia sawa.
Uchunguzi wa maabara umegundua kwamba baada ya matibabu hayo, uangaze wa kitambaa huongezeka na nguvu zake za mitambo huongezeka. Selulosi ya alkali ni malighafi bora ya kutengeneza nyuzi.
Kuna aina tatu za bidhaa hizo: kimwili-kemikali, kimuundo, kemikali. Zote zinahitajika katika uzalishaji wa kisasa wa kemikali na hutumiwa katika utengenezaji wa karatasi na kadibodi. Tuligundua ni muundo gani wa selulosi na mchakato wa uzalishaji wake ni nini.