సెల్యులోజ్ వాడకం. చమురు మరియు వాయువు యొక్క గొప్ప ఎన్సైక్లోపీడియా

సెల్యులోస్
ఫైబర్, మొక్కల ప్రపంచంలోని ప్రధాన నిర్మాణ సామగ్రి, చెట్లు మరియు ఇతర ఎత్తైన మొక్కల సెల్ గోడలను ఏర్పరుస్తుంది. సెల్యులోజ్ యొక్క స్వచ్ఛమైన సహజ రూపం పత్తి గింజల వెంట్రుకలు.
శుద్దీకరణ మరియు ఐసోలేషన్. ప్రస్తుతం, సెల్యులోజ్ యొక్క రెండు మూలాలు మాత్రమే పారిశ్రామిక ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉన్నాయి - పత్తి మరియు కలప గుజ్జు. పత్తి దాదాపు స్వచ్ఛమైన సెల్యులోజ్ మరియు మానవ నిర్మిత ఫైబర్‌లు మరియు నాన్-ఫైబర్ ప్లాస్టిక్‌లకు ప్రారంభ పదార్థంగా మారడానికి సంక్లిష్ట ప్రాసెసింగ్ అవసరం లేదు. పత్తి బట్టలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే పొడవాటి ఫైబర్స్ పత్తి గింజ నుండి వేరు చేయబడిన తర్వాత, చిన్న వెంట్రుకలు లేదా "లింట్" (కాటన్ మెత్తనియున్ని), 10-15 మిమీ పొడవు, అలాగే ఉంటాయి. మెత్తని విత్తనం నుండి వేరు చేసి, 2.5-3% సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ ద్రావణంతో 2-6 గంటలు ఒత్తిడిలో వేడి చేసి, ఆపై కడిగి, క్లోరిన్‌తో బ్లీచ్ చేసి, మళ్లీ కడిగి ఎండబెట్టాలి. ఫలితంగా ఉత్పత్తి 99% స్వచ్ఛమైన సెల్యులోజ్. దిగుబడి 80% (wt.) లింట్, మిగిలినవి లిగ్నిన్, కొవ్వులు, మైనములు, పెక్టేట్లు మరియు విత్తన పొట్టు. వుడ్ పల్ప్ సాధారణంగా శంఖాకార చెట్ల కలప నుండి తయారు చేయబడుతుంది. ఇందులో 50-60% సెల్యులోజ్, 25-35% లిగ్నిన్ మరియు 10-15% హెమిసెల్యులోస్ మరియు నాన్-సెల్యులోస్ హైడ్రోకార్బన్‌లు ఉంటాయి. సల్ఫైట్ ప్రక్రియలో, కలప చిప్స్ ఒత్తిడిలో (సుమారు 0.5 MPa) 140 ° C వద్ద సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ మరియు కాల్షియం బైసల్ఫైట్‌తో ఉడకబెట్టబడతాయి. ఈ సందర్భంలో, లిగ్నిన్లు మరియు హైడ్రోకార్బన్లు ద్రావణంలోకి వెళ్లి సెల్యులోజ్ అవశేషాలు ఉంటాయి. కడగడం మరియు బ్లీచింగ్ చేసిన తర్వాత, శుద్ధి చేయబడిన ద్రవ్యరాశిని బ్లాటింగ్ పేపర్ లాగా వదులుగా ఉండే కాగితంలో పోసి ఎండబెట్టాలి. ఈ ద్రవ్యరాశి 88-97% సెల్యులోజ్‌ను కలిగి ఉంటుంది మరియు విస్కోస్ ఫైబర్ మరియు సెల్లోఫేన్, అలాగే సెల్యులోజ్ ఉత్పన్నాలు - ఈస్టర్లు మరియు ఈథర్‌లలో రసాయన ప్రాసెసింగ్‌కు చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఒక ద్రావణం నుండి సెల్యులోజ్‌ని పునరుత్పత్తి చేసే ప్రక్రియను దాని సాంద్రీకృత కాపర్-అమ్మోనియం (అనగా కాపర్ సల్ఫేట్ మరియు అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్ కలిగి ఉన్న) సజల ద్రావణానికి యాసిడ్ జోడించడం ద్వారా 1844లో ఆంగ్లేయుడు J. మెర్సెర్ వర్ణించాడు. అయితే ఈ పద్ధతి యొక్క మొదటి పారిశ్రామిక అనువర్తనం గుర్తించబడింది. రాగి-అమ్మోనియం ఫైబర్ పరిశ్రమ యొక్క ప్రారంభం, E. ష్వీట్జర్ (1857)కి ఆపాదించబడింది మరియు దాని తదుపరి అభివృద్ధి M. క్రామెర్ మరియు I. ష్లోస్‌బెర్గర్ (1858) యోగ్యత. మరియు 1892లో ఇంగ్లాండ్‌లోని క్రాస్, బెవిన్ మరియు బీడిల్ విస్కోస్ ఫైబర్‌ను ఉత్పత్తి చేసే ప్రక్రియను కనుగొన్నారు: సెల్యులోజ్ యొక్క జిగట (అందుకే విస్కోస్ అనే పేరు) సజల ద్రావణం సెల్యులోజ్‌ను కాస్టిక్ సోడా యొక్క బలమైన ద్రావణంతో మొదట చికిత్స చేసిన తర్వాత పొందబడింది, ఇది “సోడా” ఇచ్చింది. సెల్యులోజ్”, ఆపై కార్బన్ డైసల్ఫైడ్ (CS2)తో, కరిగే సెల్యులోజ్ క్సాంతేట్ ఏర్పడుతుంది. ఈ "స్పిన్నింగ్" ద్రావణాన్ని స్పిన్నరెట్ ద్వారా చిన్న గుండ్రని రంధ్రంతో యాసిడ్ బాత్‌లోకి పిండడం ద్వారా, సెల్యులోజ్ రేయాన్ ఫైబర్ రూపంలో పునరుత్పత్తి చేయబడింది. ఇరుకైన చీలికతో డై ద్వారా ద్రావణాన్ని అదే స్నానంలోకి పిండినప్పుడు, సెల్లోఫేన్ అనే చిత్రం పొందబడింది. 1908 నుండి 1912 వరకు ఫ్రాన్స్‌లో ఈ సాంకేతికతపై పనిచేసిన J. బ్రాండెన్‌బెర్గర్, సెల్లోఫేన్ తయారీకి నిరంతర ప్రక్రియకు పేటెంట్ పొందిన మొదటి వ్యక్తి.
రసాయన నిర్మాణం.సెల్యులోజ్ మరియు దాని ఉత్పన్నాల యొక్క విస్తృతమైన పారిశ్రామిక ఉపయోగం ఉన్నప్పటికీ, సెల్యులోజ్ యొక్క ప్రస్తుతం ఆమోదించబడిన రసాయన నిర్మాణ సూత్రం 1934లో మాత్రమే (W. హవర్త్ చేత) ప్రతిపాదించబడింది. అయినప్పటికీ, 1913 నుండి దాని అనుభావిక సూత్రం C6H10O5 బాగా-ని పరిమాణాత్మక విశ్లేషణ నుండి నిర్ణయించబడింది. కడిగిన మరియు ఎండబెట్టిన నమూనాలు : 44.4% C, 6.2% H మరియు 49.4% O. G. స్టౌడింగర్ మరియు K. ఫ్రూడెన్‌బర్గ్‌ల కృషికి ధన్యవాదాలు, ఇది అంజీర్‌లో చూపిన వాటిని కలిగి ఉన్న లాంగ్-చైన్ పాలిమర్ అణువు అని కూడా తెలిసింది. 1 పునరావృత గ్లూకోసిడిక్ అవశేషాలు. ప్రతి యూనిట్ మూడు హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలను కలిగి ఉంటుంది - ఒక ప్రాథమిక (- CH2CHOH) మరియు రెండు ద్వితీయ (>CHCHOH). 1920 నాటికి, E. ఫిషర్ సాధారణ చక్కెరల నిర్మాణాన్ని స్థాపించాడు మరియు అదే సంవత్సరంలో, సెల్యులోజ్ యొక్క ఎక్స్-రే అధ్యయనాలు మొదట దాని ఫైబర్స్ యొక్క స్పష్టమైన విక్షేపణ నమూనాను చూపించాయి. కాటన్ ఫైబర్ యొక్క ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ నమూనా స్పష్టమైన స్ఫటికాకార ధోరణిని చూపుతుంది, అయితే ఫ్లాక్స్ ఫైబర్ మరింత ఆర్డర్ చేయబడింది. సెల్యులోజ్ ఫైబర్ రూపంలోకి పునరుత్పత్తి చేయబడినప్పుడు, స్ఫటికీకరణ ఎక్కువగా పోతుంది. ఆధునిక శాస్త్రం యొక్క విజయాల వెలుగులో చూడటం సులభం, సెల్యులోజ్ యొక్క నిర్మాణ రసాయన శాస్త్రం 1860 నుండి 1920 వరకు ఆచరణాత్మకంగా నిలిచిపోయింది, ఎందుకంటే ఈ సమయంలో సమస్యను పరిష్కరించడానికి అవసరమైన సహాయక శాస్త్రీయ విభాగాలు వారి శైశవదశలోనే ఉన్నాయి.

పునరుత్పత్తి చేయబడిన సెల్యులోజ్
విస్కోస్ ఫైబర్ మరియు సెల్లోఫేన్.విస్కోస్ ఫైబర్ మరియు సెల్లోఫేన్ రెండూ సెల్యులోజ్ (ద్రావణం నుండి) పునరుత్పత్తి చేయబడతాయి. శుద్ధి చేయబడిన సహజ సెల్యులోజ్ సాంద్రీకృత సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌తో చికిత్స పొందుతుంది; అదనపు తొలగించిన తర్వాత, గడ్డలు నేల మరియు ఫలితంగా మాస్ జాగ్రత్తగా నియంత్రిత పరిస్థితుల్లో ఉంచబడుతుంది. ఈ "వృద్ధాప్యం" తో, పాలిమర్ గొలుసుల పొడవు తగ్గుతుంది, ఇది తదుపరి రద్దును ప్రోత్సహిస్తుంది. అప్పుడు పిండిచేసిన సెల్యులోజ్‌ను కార్బన్ డైసల్ఫైడ్‌తో కలుపుతారు మరియు ఫలితంగా వచ్చే శాంతేట్ సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క ద్రావణంలో కరిగించి “విస్కోస్” - జిగట ద్రావణాన్ని పొందుతుంది. విస్కోస్ సజల యాసిడ్ ద్రావణంలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, సెల్యులోజ్ దాని నుండి పునరుత్పత్తి చేయబడుతుంది. సరళీకృత మొత్తం ప్రతిచర్యలు:

ఒక యాసిడ్ ద్రావణంలో స్పిన్నరెట్ యొక్క చిన్న రంధ్రాల ద్వారా విస్కోస్‌ను పిండడం ద్వారా పొందిన విస్కోస్ ఫైబర్, దుస్తులు, డ్రేపరీ మరియు అప్హోల్స్టరీ బట్టల తయారీకి, అలాగే సాంకేతికతలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. సాంకేతిక బెల్ట్‌లు, టేప్‌లు, ఫిల్టర్‌లు మరియు టైర్ కార్డ్‌ల కోసం గణనీయమైన పరిమాణంలో విస్కోస్ ఫైబర్‌ని ఉపయోగిస్తారు.
సెల్లోఫేన్.ఇరుకైన స్లాట్‌తో స్పిన్నరెట్ ద్వారా యాసిడ్ బాత్‌లోకి విస్కోస్‌ను పిండడం ద్వారా పొందిన సెల్లోఫేన్, వాషింగ్, బ్లీచింగ్ మరియు ప్లాస్టిసైజింగ్ స్నానాల గుండా వెళుతుంది, డ్రమ్స్ ఎండబెట్టడం ద్వారా పంపబడుతుంది మరియు రోల్‌లోకి గాయమవుతుంది. సెల్లోఫేన్ ఫిల్మ్ యొక్క ఉపరితలం దాదాపు ఎల్లప్పుడూ నైట్రోసెల్యులోజ్, రెసిన్, కొన్ని రకాల మైనపు లేదా వార్నిష్‌తో పూత పూయబడి నీటి ఆవిరి ప్రసారాన్ని తగ్గించడానికి మరియు థర్మల్ సీలింగ్ యొక్క అవకాశాన్ని అందిస్తుంది, ఎందుకంటే అన్‌కోటెడ్ సెల్లోఫేన్ థర్మోప్లాస్టిసిటీని కలిగి ఉండదు. ఆధునిక ఉత్పత్తిలో, పాలీవినైలిడిన్ క్లోరైడ్ రకం యొక్క పాలిమర్ పూతలు దీని కోసం ఉపయోగించబడతాయి, ఎందుకంటే అవి తక్కువ తేమ పారగమ్యతను కలిగి ఉంటాయి మరియు వేడి సీలింగ్ సమయంలో మరింత మన్నికైన కనెక్షన్‌ను అందిస్తాయి. సెల్లోఫేన్ ప్రధానంగా ప్యాకేజింగ్ పరిశ్రమలో పొడి వస్తువులు, ఆహార ఉత్పత్తులు, పొగాకు ఉత్పత్తుల కోసం చుట్టే పదార్థంగా మరియు స్వీయ అంటుకునే ప్యాకేజింగ్ టేప్‌కు బేస్‌గా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
విస్కోస్ స్పాంజ్.అలాగే ఫైబర్ లేదా ఫిల్మ్‌ను ఏర్పరచడంతోపాటు, విస్కోస్‌ను తగిన పీచు మరియు చక్కగా స్ఫటికాకార పదార్థాలతో మిళితం చేయవచ్చు; యాసిడ్ ట్రీట్‌మెంట్ మరియు వాటర్ లీచింగ్ తర్వాత, ఈ మిశ్రమం విస్కోస్ స్పాంజ్ మెటీరియల్‌గా మార్చబడుతుంది (Fig. 2), ఇది ప్యాకేజింగ్ మరియు థర్మల్ ఇన్సులేషన్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

రాగి-అమోనియా ఫైబర్.పునరుత్పత్తి చేయబడిన సెల్యులోజ్ ఫైబర్ కూడా ఒక సాంద్రీకృత రాగి-అమోనియా ద్రావణంలో సెల్యులోజ్‌ను కరిగించి (NH4OHలో CuSO4) మరియు ఫలితంగా వచ్చే ద్రావణాన్ని యాసిడ్ అవక్షేప స్నానంలో ఫైబర్‌గా తిప్పడం ద్వారా పారిశ్రామిక స్థాయిలో ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. ఈ ఫైబర్‌ను కాపర్-అమోనియా ఫైబర్ అంటారు.
సెల్యులోజ్ యొక్క గుణాలు
రసాయన లక్షణాలు. అంజీర్లో చూపిన విధంగా. 1, సెల్యులోజ్ అనేది 1,4 స్థానంలో ఈథర్ వంతెనల ద్వారా అనుసంధానించబడిన గ్లూకోసిడిక్ అవశేషాలు C6H10O5తో కూడిన అత్యంత పాలీమెరిక్ కార్బోహైడ్రేట్. ప్రతి గ్లూకోపైరనోస్ యూనిట్‌లోని మూడు హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలను సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం వంటి తగిన ఉత్ప్రేరకంతో ఆమ్లాలు మరియు యాసిడ్ అన్‌హైడ్రైడ్‌ల మిశ్రమం వంటి సేంద్రీయ ఏజెంట్‌లతో ఎస్టరిఫై చేయవచ్చు. సోడా సెల్యులోజ్ ఏర్పడటానికి దారితీసే సాంద్రీకృత సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ చర్య ద్వారా ఈథర్‌లు ఏర్పడతాయి మరియు ఆల్కైల్ హాలైడ్‌తో తదుపరి ప్రతిచర్య:

ఇథిలీన్ లేదా ప్రొపైలిన్ ఆక్సైడ్‌తో చర్య హైడ్రాక్సిలేటెడ్ ఈథర్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది:

ఈ హైడ్రాక్సిల్ సమూహాల ఉనికి మరియు స్థూల కణాల జ్యామితి పొరుగు యూనిట్ల యొక్క బలమైన ధ్రువ పరస్పర ఆకర్షణను నిర్ణయిస్తాయి. ఆకర్షణీయమైన శక్తులు చాలా బలంగా ఉంటాయి, సాధారణ ద్రావకాలు గొలుసును విచ్ఛిన్నం చేయలేవు మరియు సెల్యులోజ్‌ను కరిగించలేవు. ఈ ఉచిత హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలు సెల్యులోజ్ యొక్క అధిక హైగ్రోస్కోపిసిటీకి కూడా బాధ్యత వహిస్తాయి (Fig. 3). ఎస్టెరిఫికేషన్ మరియు ఈథరైజేషన్ హైగ్రోస్కోపిసిటీని తగ్గిస్తుంది మరియు సాధారణ ద్రావకాలలో ద్రావణీయతను పెంచుతుంది.

సజల యాసిడ్ ద్రావణం ప్రభావంతో, 1,4- స్థానంలో ఆక్సిజన్ వంతెనలు విరిగిపోతాయి. గొలుసు పూర్తిగా తెగిపోవడం వల్ల మోనోశాకరైడ్ అయిన గ్లూకోజ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. ప్రారంభ గొలుసు పొడవు సెల్యులోజ్ యొక్క మూలం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది దాని సహజ స్థితిలో గరిష్టంగా ఉంటుంది మరియు ఐసోలేషన్, శుద్దీకరణ మరియు ఉత్పన్న సమ్మేళనాలుగా మార్చే ప్రక్రియలో తగ్గుతుంది (టేబుల్ చూడండి).

సెల్యులోజ్ పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీ
గ్లూకోసైడ్ అవశేషాల మెటీరియల్ సంఖ్య
ముడి పత్తి 2500-3000
శుద్ధి చేసిన పత్తి మెత్తటి 900-1000
శుద్ధి చేసిన చెక్క పల్ప్ 800-1000
పునరుత్పత్తి సెల్యులోజ్ 200-400
పారిశ్రామిక సెల్యులోజ్ అసిటేట్ 150-270

యాంత్రిక కోత కూడా, ఉదాహరణకు రాపిడి గ్రౌండింగ్ సమయంలో, గొలుసు పొడవు తగ్గడానికి దారితీస్తుంది. పాలిమర్ గొలుసు పొడవు నిర్దిష్ట కనిష్ట విలువ కంటే తగ్గించబడినప్పుడు, సెల్యులోజ్ యొక్క స్థూల భౌతిక లక్షణాలు మారుతాయి. గ్లూకోపైరనోస్ రింగ్ (Fig. 4) యొక్క చీలికను కలిగించకుండా ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్లు సెల్యులోజ్‌ను ప్రభావితం చేస్తాయి. తదుపరి చర్య (వాతావరణ పరీక్ష వంటి తేమ సమక్షంలో) సాధారణంగా చైన్ స్కిషన్ మరియు ఆల్డిహైడ్ లాంటి ముగింపు సమూహాల సంఖ్య పెరుగుతుంది. ఆల్డిహైడ్ సమూహాలు సులభంగా కార్బాక్సిల్ సమూహాలకు ఆక్సీకరణం చెందుతాయి కాబట్టి, సహజ సెల్యులోజ్‌లో ఆచరణాత్మకంగా లేని కార్బాక్సిల్ యొక్క కంటెంట్ వాతావరణ ప్రభావాలు మరియు ఆక్సీకరణ పరిస్థితులలో తీవ్రంగా పెరుగుతుంది.

అన్ని పాలిమర్‌ల మాదిరిగానే, ఆక్సిజన్, తేమ, గాలి మరియు సూర్యకాంతి యొక్క ఆమ్ల భాగాల మిశ్రమ చర్య ఫలితంగా సెల్యులోజ్ వాతావరణ కారకాల ప్రభావంతో నాశనం అవుతుంది. సూర్యకాంతి యొక్క అతినీలలోహిత భాగం ముఖ్యమైనది మరియు అనేక మంచి UV రక్షణ ఏజెంట్లు సెల్యులోజ్ ఉత్పన్న ఉత్పత్తుల జీవితాన్ని పెంచుతాయి. నైట్రోజన్ మరియు సల్ఫర్ ఆక్సైడ్లు (పారిశ్రామిక ప్రాంతాల వాతావరణ గాలిలో ఎల్లప్పుడూ ఉంటాయి) వంటి గాలిలోని ఆమ్ల భాగాలు కుళ్ళిపోవడాన్ని వేగవంతం చేస్తాయి, తరచుగా సూర్యకాంతి కంటే బలమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, ఇంగ్లాండ్‌లో, శీతాకాలంలో వాతావరణ పరిస్థితులకు గురికావడం కోసం పత్తి నమూనాలు పరీక్షించబడ్డాయి, ఆచరణాత్మకంగా ప్రకాశవంతమైన సూర్యకాంతి లేనప్పుడు, వేసవిలో కంటే వేగంగా క్షీణించాయి. వాస్తవం ఏమిటంటే శీతాకాలంలో పెద్ద మొత్తంలో బొగ్గు మరియు వాయువును కాల్చడం వల్ల గాలిలో నత్రజని మరియు సల్ఫర్ ఆక్సైడ్ల సాంద్రత పెరుగుదలకు దారితీసింది. యాసిడ్ స్కావెంజర్లు, యాంటీఆక్సిడెంట్లు మరియు UV శోషకాలు సెల్యులోజ్ యొక్క వాతావరణ సున్నితత్వాన్ని తగ్గిస్తాయి. ఉచిత హైడ్రాక్సిల్ సమూహాల ప్రత్యామ్నాయం ఈ సున్నితత్వంలో మార్పుకు దారితీస్తుంది: సెల్యులోజ్ నైట్రేట్ వేగంగా క్షీణిస్తుంది మరియు అసిటేట్ మరియు ప్రొపియోనేట్ - మరింత నెమ్మదిగా.
భౌతిక లక్షణాలు.సెల్యులోజ్ పాలిమర్ గొలుసులు పొడవాటి కట్టలుగా లేదా ఫైబర్‌లుగా ప్యాక్ చేయబడతాయి, వీటిలో ఆర్డర్ చేయబడిన, స్ఫటికాకార వాటితో పాటు, తక్కువ ఆర్డర్, నిరాకార విభాగాలు కూడా ఉన్నాయి (Fig. 5). స్ఫటికాకారత యొక్క కొలిచిన శాతం సెల్యులోజ్ రకం మరియు కొలత పద్ధతిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. X- రే డేటా ప్రకారం, ఇది 70% (పత్తి) నుండి 38-40% (విస్కోస్ ఫైబర్) వరకు ఉంటుంది. X- రే నిర్మాణ విశ్లేషణ అనేది పాలిమర్‌లోని స్ఫటికాకార మరియు నిరాకార పదార్థాల మధ్య పరిమాణాత్మక సంబంధం గురించి మాత్రమే కాకుండా, సాగదీయడం లేదా సాధారణ వృద్ధి ప్రక్రియల వల్ల కలిగే ఫైబర్ ధోరణి యొక్క డిగ్రీ గురించి కూడా సమాచారాన్ని అందిస్తుంది. వివర్తన వలయాల యొక్క పదును స్ఫటికాకార స్థాయిని వర్ణిస్తుంది, మరియు విక్షేపణ మచ్చలు మరియు వాటి పదును స్ఫటికాల యొక్క ప్రాధాన్యత ధోరణి యొక్క ఉనికి మరియు డిగ్రీని వర్గీకరిస్తుంది. పొడి-స్పిన్నింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన రీసైకిల్ సెల్యులోజ్ అసిటేట్ యొక్క నమూనాలో, స్ఫటికాకారత మరియు ధోరణి రెండూ చాలా తక్కువగా ఉంటాయి. ట్రయాసిటేట్ నమూనాలో, స్ఫటికాకార స్థాయి ఎక్కువగా ఉంటుంది, కానీ ప్రాధాన్య ధోరణి లేదు. 180-240 ° C ఉష్ణోగ్రత వద్ద ట్రైయాసిటేట్ యొక్క హీట్ ట్రీట్మెంట్ స్ఫటికాకార స్థాయిని గణనీయంగా పెంచుతుంది మరియు హీట్ ట్రీట్‌మెంట్‌తో కలిపి ఓరియంటేషన్ (సాగదీయడం ద్వారా) అత్యంత ఆర్డర్ చేసిన పదార్థాన్ని ఇస్తుంది. ఫ్లాక్స్ స్ఫటికాకారత మరియు ధోరణి రెండింటిలోనూ అధిక స్థాయిని ప్రదర్శిస్తుంది.
ఇది కూడ చూడు
కర్బన రసాయన శాస్త్రము;
కాగితం మరియు ఇతర రచనా సామగ్రి;
ప్లాస్టిక్స్.

అన్నం. 5. సెల్యులోజ్ యొక్క మాలిక్యులర్ స్ట్రక్చర్. పరమాణు గొలుసులు L పొడవు గల అనేక మైకెల్స్ (స్ఫటికాకార ప్రాంతాలు) గుండా వెళతాయి. ఇక్కడ A, A" మరియు B" స్ఫటికీకరించబడిన ప్రాంతంలో ఉన్న గొలుసుల చివరలు; B అనేది స్ఫటికీకరించబడిన ప్రాంతం వెలుపల ఉన్న గొలుసు ముగింపు.

సాహిత్యం
బుష్మెలెవ్ V.A., వోల్మాన్ N.S. పల్ప్ మరియు పేపర్ ఉత్పత్తికి సంబంధించిన ప్రక్రియలు మరియు ఉపకరణం. M., 1974 సెల్యులోజ్ మరియు దాని ఉత్పన్నాలు. M., 1974 అకిమ్ E.L. మరియు ఇతరులు సెల్యులోజ్, కాగితం మరియు కార్డ్‌బోర్డ్ యొక్క ప్రాసెసింగ్ మరియు ప్రాసెసింగ్ యొక్క సాంకేతికత. ఎల్., 1977

కొల్లియర్స్ ఎన్సైక్లోపీడియా. - ఓపెన్ సొసైటీ. 2000 .

మొక్కల కణ గోడలో భాగమైన పాలిసాకరైడ్‌ల సమూహం నుండి సంక్లిష్టమైన కార్బోహైడ్రేట్‌ను సెల్యులోజ్ లేదా ఫైబర్ అంటారు. ఈ పదార్థాన్ని 1838లో ఫ్రెంచ్ రసాయన శాస్త్రవేత్త అన్సెల్మే పేయెన్ కనుగొన్నారు. సెల్యులోజ్ సూత్రం (C 6 H 10 O 5) n.

నిర్మాణం

సాధారణ లక్షణాలు ఉన్నప్పటికీ, సెల్యులోజ్ మరొక మొక్క పాలిసాకరైడ్ నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది - స్టార్చ్. సెల్యులోజ్ అణువు అనేది సాచరైడ్‌ల యొక్క పొడవైన, ప్రత్యేకంగా శాఖలు లేని గొలుసు. α-గ్లూకోజ్ అవశేషాలను కలిగి ఉండే స్టార్చ్ కాకుండా, ఇది ఒకదానికొకటి అనుసంధానించబడిన అనేక β-గ్లూకోజ్ అవశేషాలను కలిగి ఉంటుంది.

అణువుల దట్టమైన సరళ నిర్మాణం కారణంగా, అవి ఫైబర్‌లను ఏర్పరుస్తాయి.

అన్నం. 1. సెల్యులోజ్ అణువు యొక్క నిర్మాణం.

సెల్యులోజ్ స్టార్చ్ కంటే ఎక్కువ పాలిమరైజేషన్ కలిగి ఉంటుంది.

రసీదు

పారిశ్రామిక పరిస్థితులలో, సెల్యులోజ్ చెక్క (చిప్స్) నుండి ఉడకబెట్టబడుతుంది. ఈ ప్రయోజనం కోసం, ఆమ్ల లేదా ఆల్కలీన్ కారకాలు ఉపయోగించబడతాయి. ఉదాహరణకు, సోడియం హైడ్రోసల్ఫైట్, సోడియం హైడ్రాక్సైడ్, లై.

వంట ఫలితంగా, సేంద్రీయ సమ్మేళనాల మిశ్రమంతో సెల్యులోజ్ ఏర్పడుతుంది. దీన్ని శుభ్రం చేయడానికి, క్షార ద్రావణాన్ని ఉపయోగించండి.

భౌతిక లక్షణాలు

ఫైబర్ రుచిలేని, తెలుపు, ఘన పీచు పదార్థం. సెల్యులోజ్ నీరు మరియు సేంద్రీయ ద్రావకాలలో పేలవంగా కరుగుతుంది. Schweitzer యొక్క రియాజెంట్‌లో కరిగిపోతుంది - రాగి (II) హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క అమ్మోనియా ద్రావణం.

ప్రాథమిక భౌతిక లక్షణాలు:

200 ° C వద్ద నాశనం;
275 ° C వద్ద మండుతుంది;
420 ° C వద్ద స్వీయ-ఇగ్నైట్స్;
467°C వద్ద కరుగుతుంది.

ప్రకృతిలో, సెల్యులోజ్ మొక్కలలో కనిపిస్తుంది. ఇది కిరణజన్య సంయోగక్రియ సమయంలో ఏర్పడుతుంది మరియు మొక్కలలో నిర్మాణాత్మక పనితీరును నిర్వహిస్తుంది. ఆహార సంకలితం E460.

అన్నం. 2. ప్లాంట్ సెల్ గోడ.

రసాయన లక్షణాలు

ఒక శాకరైడ్‌లో మూడు హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలు ఉండటం వల్ల, ఫైబర్ పాలిహైడ్రిక్ ఆల్కహాల్‌ల లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది మరియు ఈస్టర్‌లను ఏర్పరచడానికి ఎస్టెరిఫికేషన్ ప్రతిచర్యలలోకి ప్రవేశించగలదు. ఆక్సిజన్ లేకుండా కుళ్ళిపోయినప్పుడు, అది బొగ్గు, నీరు మరియు అస్థిర కర్బన సమ్మేళనాలుగా కుళ్ళిపోతుంది.

ఫైబర్ యొక్క ప్రధాన రసాయన లక్షణాలు పట్టికలో ప్రదర్శించబడ్డాయి.

*స్పందన*	*వివరణ*	*సమీకరణం*
జలవిశ్లేషణ	గ్లూకోజ్ ఏర్పడటంతో ఆమ్ల వాతావరణంలో వేడి చేసినప్పుడు సంభవిస్తుంది	(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O (t°, H 2 SO 4) → nC 6 H 12 O 6
ఎసిటిక్ అన్హైడ్రైడ్తో	సల్ఫ్యూరిక్ మరియు ఎసిటిక్ ఆమ్లాల సమక్షంలో ట్రైయాసిటైల్ సెల్యులోజ్ ఏర్పడటం	(C 6 H 10 O 5) n + 3nCH 3 COOH (H 2 SO 4) → (C 6 H 7 O 2 (OCOCH 3) 3) n + 3nH 2 O
నైట్రేషన్	సాధారణ ఉష్ణోగ్రత వద్ద సాంద్రీకృత నైట్రిక్ యాసిడ్‌తో చర్య జరుపుతుంది. ఈస్టర్ ఏర్పడుతుంది - సెల్యులోజ్ ట్రినిట్రేట్ లేదా పైరాక్సిలిన్, పొగలేని పొడిని తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు	(C 6 H 10 O 5) n + nHNO 3 (H 2 SO 4) → n
	కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటికి పూర్తి ఆక్సీకరణ జరుగుతుంది	(C 6 H 10 O 5) n + 6nO 2 (t°) → 6nCO 2 + 5nH 2 O

అన్నం. 3. పైరాక్సిలిన్.

సెల్యులోజ్ ప్రధానంగా కాగితం తయారీకి, అలాగే ఈస్టర్లు, ఆల్కహాల్స్ మరియు గ్లూకోజ్ ఉత్పత్తికి ఉపయోగిస్తారు.

మనం ఏమి నేర్చుకున్నాము?

సెల్యులోజ్ లేదా ఫైబర్ అనేది β-గ్లూకోజ్ అవశేషాలను కలిగి ఉండే కార్బోహైడ్రేట్ తరగతి నుండి ఒక పాలిమర్. మొక్కల కణ గోడలలో భాగం. ఇది నీటిలో మరియు సేంద్రీయ ద్రావకాలలో పేలవంగా కరిగే ఫైబర్‌లను ఏర్పరుచుకునే తెల్లటి, రుచిలేని పదార్ధం. సెల్యులోజ్ వంట చేయడం ద్వారా కలప నుండి వేరుచేయబడుతుంది. సమ్మేళనం ఎస్టెరిఫికేషన్ మరియు జలవిశ్లేషణ ప్రతిచర్యలకు లోనవుతుంది మరియు గాలి లేనప్పుడు కుళ్ళిపోతుంది. పూర్తిగా కుళ్ళిపోయినప్పుడు, అది నీరు మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఏర్పరుస్తుంది.

మన దైనందిన జీవితంలో ప్రతిచోటా కనిపించే మనకు తెలిసిన రోజువారీ వస్తువులు సేంద్రీయ రసాయన ఉత్పత్తులను ఉపయోగించకుండా ఊహించలేము. Anselm Payకి చాలా కాలం ముందు, దాని ఫలితంగా అతను 1838లో "సెల్యులోజ్" (ఫ్రెంచ్ సెల్యులోజ్ మరియు లాటిన్ సెల్యులా యొక్క ఉత్పన్నం, అంటే "సెల్, సెల్") అందుకున్న పాలీశాకరైడ్‌ను కనుగొని వివరించగలిగాడు. ఈ పదార్ధం చాలా పూడ్చలేని వస్తువుల ఉత్పత్తిలో చురుకుగా ఉపయోగించబడింది.

సెల్యులోజ్ గురించి జ్ఞానాన్ని విస్తరించడం దాని నుండి తయారైన అనేక రకాల వస్తువుల ఆవిర్భావానికి దారితీసింది. వివిధ రకాల కాగితం, కార్డ్‌బోర్డ్, ప్లాస్టిక్ మరియు కృత్రిమ విస్కోస్‌తో చేసిన భాగాలు, రాగి-అమ్మోనియా), పాలిమర్ ఫిల్మ్‌లు, ఎనామెల్స్ మరియు వార్నిష్‌లు, డిటర్జెంట్లు, ఆహార సంకలనాలు (E460) మరియు పొగలేని గన్‌పౌడర్ కూడా సెల్యులోజ్ ఉత్పత్తి మరియు ప్రాసెసింగ్ యొక్క ఉత్పత్తులు.

దాని స్వచ్ఛమైన రూపంలో, సెల్యులోజ్ చాలా ఆకర్షణీయమైన లక్షణాలతో తెల్లటి ఘనపదార్థం మరియు వివిధ రసాయన మరియు భౌతిక ప్రభావాలకు అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది.

ప్రకృతి తన ప్రధాన నిర్మాణ వస్తువుగా సెల్యులోజ్ (ఫైబర్)ని ఎంచుకుంది. మొక్కల ప్రపంచంలో, ఇది చెట్లు మరియు ఇతర ఉన్నత మొక్కలకు ఆధారం. ప్రకృతిలో, సెల్యులోజ్ దాని స్వచ్ఛమైన రూపంలో పత్తి గింజల వెంట్రుకలలో కనిపిస్తుంది.

ఈ పదార్ధం యొక్క ప్రత్యేక లక్షణాలు దాని అసలు నిర్మాణం ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి. సెల్యులోజ్ సూత్రం సాధారణ సంజ్ఞామానం (C6 H10 O5)n ను కలిగి ఉంటుంది, దీని నుండి మనం ఉచ్ఛరించే పాలిమర్ నిర్మాణాన్ని చూస్తాము. β-గ్లూకోజ్ అవశేషాలు, ఇది భారీ సంఖ్యలో పునరావృతమవుతుంది మరియు -[C6 H7 O2 (OH)3]- వలె మరింత విస్తరించిన రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది పొడవైన సరళ అణువుగా మిళితం చేయబడింది.

సెల్యులోజ్ యొక్క పరమాణు సూత్రం దూకుడు వాతావరణాల ప్రభావాలను తట్టుకోవడానికి దాని ప్రత్యేక రసాయన లక్షణాలను నిర్ణయిస్తుంది. సెల్యులోజ్ వేడికి కూడా అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది; 200 డిగ్రీల సెల్సియస్ వద్ద కూడా, పదార్ధం దాని నిర్మాణాన్ని నిలుపుకుంటుంది మరియు కూలిపోదు. 420 ° C ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్వీయ-జ్వలన సంభవిస్తుంది.

సెల్యులోజ్ దాని భౌతిక లక్షణాలకు తక్కువ ఆకర్షణీయంగా లేదు. సైడ్ శాఖలు లేకుండా 300 నుండి 10,000 గ్లూకోజ్ అవశేషాలను కలిగి ఉన్న పొడవైన దారాల రూపంలో సెల్యులోజ్ ఈ పదార్ధం యొక్క అధిక స్థిరత్వాన్ని ఎక్కువగా నిర్ణయిస్తుంది. గ్లూకోజ్ ఫార్ములా సెల్యులోజ్ ఫైబర్‌లకు గొప్ప యాంత్రిక బలాన్ని మాత్రమే కాకుండా, అధిక స్థితిస్థాపకతను కూడా ఎంత ఇస్తుందో చూపిస్తుంది. అనేక రసాయన ప్రయోగాలు మరియు అధ్యయనాల యొక్క విశ్లేషణాత్మక ప్రాసెసింగ్ ఫలితంగా సెల్యులోజ్ మాక్రోమోలిక్యూల్ యొక్క నమూనాను రూపొందించారు. ఇది 2-3 ఎలిమెంటరీ యూనిట్ల పిచ్‌తో కూడిన దృఢమైన హెలిక్స్, ఇది ఇంట్రామోలిక్యులర్ హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా స్థిరీకరించబడుతుంది.

ఇది సెల్యులోజ్ యొక్క సూత్రం కాదు, కానీ దాని పాలిమరైజేషన్ యొక్క డిగ్రీ అనేక పదార్ధాలకు ప్రధాన లక్షణం. కాబట్టి ప్రాసెస్ చేయని పత్తిలో గ్లూకోసైడ్ అవశేషాల సంఖ్య 2500-3000కి చేరుకుంటుంది, శుద్ధి చేసిన పత్తిలో - 900 నుండి 1000 వరకు, శుద్ధి చేసిన కలప గుజ్జు 800-1000 సూచికను కలిగి ఉంటుంది, పునరుత్పత్తి సెల్యులోజ్‌లో వాటి సంఖ్య 200-400కి తగ్గించబడుతుంది మరియు పారిశ్రామిక సెల్యులోజ్‌లో అసిటేట్ ఒక అణువులో 150 నుండి 270 "లింక్‌లు" వరకు ఉంటుంది.

సెల్యులోజ్ పొందటానికి ఉపయోగించే ఉత్పత్తి ప్రధానంగా చెక్క. ఉత్పత్తి యొక్క ప్రధాన సాంకేతిక ప్రక్రియలో వివిధ రసాయన కారకాలతో కలప చిప్‌లను వండుతారు, తరువాత తుది ఉత్పత్తిని శుభ్రపరచడం, ఎండబెట్టడం మరియు కత్తిరించడం.

సెల్యులోజ్ యొక్క తదుపరి ప్రాసెసింగ్ నిర్దిష్ట భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలతో వివిధ రకాల పదార్థాలను పొందడం సాధ్యం చేస్తుంది, ఇది అనేక రకాల ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తిని అనుమతిస్తుంది, ఇది లేకుండా ఆధునిక వ్యక్తి యొక్క జీవితాన్ని ఊహించడం కష్టం. రసాయన మరియు భౌతిక ప్రాసెసింగ్ ద్వారా సర్దుబాటు చేయబడిన సెల్యులోజ్ యొక్క ప్రత్యేకమైన ఫార్ములా, ప్రకృతిలో అనలాగ్లు లేని పదార్థాల ఉత్పత్తికి ఆధారం అయ్యింది, ఇది రసాయన పరిశ్రమ, ఔషధం మరియు మానవ కార్యకలాపాల యొక్క ఇతర శాఖలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడటానికి అనుమతించింది.

ప్రస్తుతం, సెల్యులోజ్ యొక్క రెండు మూలాలు మాత్రమే పారిశ్రామిక ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉన్నాయి - పత్తి మరియు కలప గుజ్జు. పత్తి దాదాపు స్వచ్ఛమైన సెల్యులోజ్ మరియు మానవ నిర్మిత ఫైబర్‌లు మరియు నాన్-ఫైబర్ ప్లాస్టిక్‌లకు ప్రారంభ పదార్థంగా మారడానికి సంక్లిష్ట ప్రాసెసింగ్ అవసరం లేదు. పత్తి బట్టలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే పొడవాటి ఫైబర్స్ పత్తి గింజ, చిన్న వెంట్రుకలు లేదా "లింట్" (కాటన్ ఫ్లఫ్) నుండి వేరు చేయబడిన తర్వాత, 10-15 మిమీ పొడవు, అలాగే ఉంటాయి. మెత్తని విత్తనం నుండి వేరు చేసి, 2.5-3% సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ ద్రావణంతో 2-6 గంటలు ఒత్తిడిలో వేడి చేసి, ఆపై కడిగి, క్లోరిన్‌తో బ్లీచ్ చేసి, మళ్లీ కడిగి ఎండబెట్టాలి. ఫలితంగా ఉత్పత్తి 99% స్వచ్ఛమైన సెల్యులోజ్. దిగుబడి 80% (wt.) లింట్, మిగిలినవి లిగ్నిన్, కొవ్వులు, మైనములు, పెక్టేట్లు మరియు విత్తన పొట్టు. వుడ్ పల్ప్ సాధారణంగా శంఖాకార చెట్ల కలప నుండి తయారు చేయబడుతుంది. ఇది 50-60% సెల్యులోజ్, 25-35% లిగ్నిన్ మరియు 10-15% హెమిసెల్యులోస్ మరియు సెల్యులోసిక్ కాని హైడ్రోకార్బన్‌లను కలిగి ఉంటుంది. సల్ఫైట్ ప్రక్రియలో, కలప చిప్స్ ఒత్తిడిలో (సుమారు 0.5 MPa) 140 ° C వద్ద సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ మరియు కాల్షియం బైసల్ఫైట్‌తో ఉడకబెట్టబడతాయి. ఈ సందర్భంలో, లిగ్నిన్లు మరియు హైడ్రోకార్బన్లు ద్రావణంలోకి వెళ్లి సెల్యులోజ్ అవశేషాలు ఉంటాయి. కడగడం మరియు బ్లీచింగ్ చేసిన తర్వాత, శుద్ధి చేయబడిన ద్రవ్యరాశిని బ్లాటింగ్ పేపర్ లాగా వదులుగా ఉండే కాగితంలో పోసి ఎండబెట్టాలి. ఈ ద్రవ్యరాశి 88-97% సెల్యులోజ్‌ను కలిగి ఉంటుంది మరియు విస్కోస్ ఫైబర్ మరియు సెల్లోఫేన్, అలాగే సెల్యులోజ్ ఉత్పన్నాలు - ఈస్టర్లు మరియు ఈథర్‌లలో రసాయన ప్రాసెసింగ్‌కు చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది.

ఒక ద్రావణం నుండి సెల్యులోజ్‌ని పునరుత్పత్తి చేసే ప్రక్రియను దాని సాంద్రీకృత కాపర్-అమ్మోనియం (అనగా కాపర్ సల్ఫేట్ మరియు అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్ కలిగి ఉన్న) సజల ద్రావణానికి యాసిడ్ జోడించడం ద్వారా 1844లో ఆంగ్లేయుడు J. మెర్సెర్ వర్ణించాడు. అయితే ఈ పద్ధతి యొక్క మొదటి పారిశ్రామిక అనువర్తనం గుర్తించబడింది. రాగి-అమ్మోనియం ఫైబర్ పరిశ్రమ యొక్క ప్రారంభం, E. ష్వీట్జర్ (1857)కి ఆపాదించబడింది మరియు దాని తదుపరి అభివృద్ధి M. క్రామెర్ మరియు I. ష్లోస్‌బెర్గర్ (1858) యోగ్యత. మరియు 1892లో ఇంగ్లాండ్‌లోని క్రాస్, బెవిన్ మరియు బీడిల్ విస్కోస్ ఫైబర్‌ను ఉత్పత్తి చేసే ప్రక్రియను కనుగొన్నారు: సెల్యులోజ్ యొక్క జిగట (అందుకే విస్కోస్ అనే పేరు) సజల ద్రావణం సెల్యులోజ్‌ను కాస్టిక్ సోడా యొక్క బలమైన ద్రావణంతో మొదట చికిత్స చేసిన తర్వాత పొందబడింది, ఇది “సోడా” ఇచ్చింది. సెల్యులోజ్”, ఆపై కార్బన్ డైసల్ఫైడ్ (CS 2)తో, కరిగే సెల్యులోజ్ క్సాంతేట్ ఏర్పడుతుంది. ఈ "స్పిన్నింగ్" ద్రావణాన్ని స్పిన్నరెట్ ద్వారా చిన్న గుండ్రని రంధ్రంతో యాసిడ్ బాత్‌లోకి పిండడం ద్వారా, సెల్యులోజ్ రేయాన్ ఫైబర్ రూపంలో పునరుత్పత్తి చేయబడింది. ఇరుకైన చీలికతో డై ద్వారా ద్రావణాన్ని అదే స్నానంలోకి పిండినప్పుడు, సెల్లోఫేన్ అనే చిత్రం పొందబడింది. 1908 నుండి 1912 వరకు ఫ్రాన్స్‌లో ఈ సాంకేతికతపై పనిచేసిన J. బ్రాండెన్‌బెర్గర్, సెల్లోఫేన్ తయారీకి నిరంతర ప్రక్రియకు పేటెంట్ పొందిన మొదటి వ్యక్తి.

రసాయన నిర్మాణం.

సెల్యులోజ్ మరియు దాని ఉత్పన్నాల యొక్క విస్తృతమైన పారిశ్రామిక ఉపయోగం ఉన్నప్పటికీ, సెల్యులోజ్ యొక్క ప్రస్తుతం ఆమోదించబడిన రసాయన నిర్మాణ సూత్రం 1934లో (W. హవర్త్ చే) ప్రతిపాదించబడింది. అయితే, 1913 నుండి దాని అనుభావిక సూత్రం C 6 H 10 O 5, పరిమాణాత్మక విశ్లేషణ నుండి నిర్ణయించబడింది, బాగా కడిగిన మరియు ఎండబెట్టిన నమూనాలు తెలిసినవి: 44.4% C, 6.2% H మరియు 49.4% O. G. స్టౌడింగర్ మరియు K. ఫ్రూడెన్‌బర్గ్‌ల కృషికి ధన్యవాదాలు, ఇది లాంగ్-చైన్ పాలిమర్ మాలిక్యూల్ అని కూడా తెలిసింది. అంజీర్లో చూపబడింది. 1 పునరావృత గ్లూకోసిడిక్ అవశేషాలు. ప్రతి యూనిట్ మూడు హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలను కలిగి ఉంటుంది - ఒక ప్రాథమిక (– CH 2 CH OH) మరియు రెండు ద్వితీయ (> CH CH OH). 1920 నాటికి, E. ఫిషర్ సాధారణ చక్కెరల నిర్మాణాన్ని స్థాపించాడు మరియు అదే సంవత్సరంలో, సెల్యులోజ్ యొక్క ఎక్స్-రే అధ్యయనాలు మొదట దాని ఫైబర్స్ యొక్క స్పష్టమైన విక్షేపణ నమూనాను చూపించాయి. కాటన్ ఫైబర్ యొక్క ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ నమూనా స్పష్టమైన స్ఫటికాకార ధోరణిని చూపుతుంది, అయితే ఫ్లాక్స్ ఫైబర్ మరింత ఆర్డర్ చేయబడింది. సెల్యులోజ్ ఫైబర్ రూపంలోకి పునరుత్పత్తి చేయబడినప్పుడు, స్ఫటికీకరణ ఎక్కువగా పోతుంది. ఆధునిక శాస్త్రం యొక్క విజయాల వెలుగులో చూడటం సులభం, సెల్యులోజ్ యొక్క నిర్మాణ రసాయన శాస్త్రం 1860 నుండి 1920 వరకు ఆచరణాత్మకంగా నిలిచిపోయింది, ఎందుకంటే ఈ సమయంలో సమస్యను పరిష్కరించడానికి అవసరమైన సహాయక శాస్త్రీయ విభాగాలు వారి శైశవదశలోనే ఉన్నాయి.

పునరుత్పత్తి చేయబడిన సెల్యులోజ్

విస్కోస్ ఫైబర్ మరియు సెల్లోఫేన్.

విస్కోస్ ఫైబర్ మరియు సెల్లోఫేన్ రెండూ సెల్యులోజ్ (ద్రావణం నుండి) పునరుత్పత్తి చేయబడతాయి. శుద్ధి చేయబడిన సహజ సెల్యులోజ్ సాంద్రీకృత సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌తో చికిత్స పొందుతుంది; అదనపు తొలగించిన తర్వాత, గడ్డలు నేల మరియు ఫలితంగా మాస్ జాగ్రత్తగా నియంత్రిత పరిస్థితుల్లో ఉంచబడుతుంది. ఈ "వృద్ధాప్యం" తో, పాలిమర్ గొలుసుల పొడవు తగ్గుతుంది, ఇది తదుపరి రద్దును ప్రోత్సహిస్తుంది. అప్పుడు పిండిచేసిన సెల్యులోజ్‌ను కార్బన్ డైసల్ఫైడ్‌తో కలుపుతారు మరియు ఫలితంగా వచ్చే శాంతేట్ సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క ద్రావణంలో కరిగించి “విస్కోస్” - జిగట ద్రావణాన్ని పొందుతుంది. విస్కోస్ సజల యాసిడ్ ద్రావణంలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, సెల్యులోజ్ దాని నుండి పునరుత్పత్తి చేయబడుతుంది. సరళీకృత మొత్తం ప్రతిచర్యలు:

సెల్లోఫేన్.

ఇరుకైన స్లాట్‌తో స్పిన్నరెట్ ద్వారా యాసిడ్ బాత్‌లోకి విస్కోస్‌ను పిండడం ద్వారా పొందిన సెల్లోఫేన్, వాషింగ్, బ్లీచింగ్ మరియు ప్లాస్టిసైజింగ్ స్నానాల గుండా వెళుతుంది, డ్రమ్స్ ఎండబెట్టడం ద్వారా పంపబడుతుంది మరియు రోల్‌లోకి గాయమవుతుంది. సెల్లోఫేన్ ఫిల్మ్ యొక్క ఉపరితలం దాదాపు ఎల్లప్పుడూ నైట్రోసెల్యులోజ్, రెసిన్, కొన్ని రకాల మైనపు లేదా వార్నిష్‌తో పూత పూయబడి నీటి ఆవిరి ప్రసారాన్ని తగ్గించడానికి మరియు థర్మల్ సీలింగ్ యొక్క అవకాశాన్ని అందిస్తుంది, ఎందుకంటే అన్‌కోటెడ్ సెల్లోఫేన్ థర్మోప్లాస్టిసిటీని కలిగి ఉండదు. ఆధునిక ఉత్పత్తిలో, పాలీవినైలిడిన్ క్లోరైడ్ రకం యొక్క పాలిమర్ పూతలు దీని కోసం ఉపయోగించబడతాయి, ఎందుకంటే అవి తక్కువ తేమ పారగమ్యతను కలిగి ఉంటాయి మరియు వేడి సీలింగ్ సమయంలో మరింత మన్నికైన కనెక్షన్‌ను అందిస్తాయి.

సెల్లోఫేన్ ప్రధానంగా ప్యాకేజింగ్ పరిశ్రమలో పొడి వస్తువులు, ఆహార ఉత్పత్తులు, పొగాకు ఉత్పత్తుల కోసం చుట్టే పదార్థంగా మరియు స్వీయ అంటుకునే ప్యాకేజింగ్ టేప్‌కు బేస్‌గా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

విస్కోస్ స్పాంజ్.

అలాగే ఫైబర్ లేదా ఫిల్మ్‌ను ఏర్పరచడంతోపాటు, విస్కోస్‌ను తగిన పీచు మరియు చక్కగా స్ఫటికాకార పదార్థాలతో మిళితం చేయవచ్చు; యాసిడ్ ట్రీట్‌మెంట్ మరియు వాటర్ లీచింగ్ తర్వాత, ఈ మిశ్రమం విస్కోస్ స్పాంజ్ మెటీరియల్‌గా మార్చబడుతుంది (Fig. 2), ఇది ప్యాకేజింగ్ మరియు థర్మల్ ఇన్సులేషన్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

రాగి-అమోనియా ఫైబర్.

పునరుత్పత్తి చేయబడిన సెల్యులోజ్ ఫైబర్ కూడా ఒక సాంద్రీకృత రాగి-అమోనియా ద్రావణంలో సెల్యులోజ్‌ను కరిగించి (NH 4 OHలో CuSO 4) మరియు ఫలితంగా వచ్చే ద్రావణాన్ని యాసిడ్ అవక్షేప స్నానంలో ఫైబర్‌గా తిప్పడం ద్వారా పారిశ్రామిక స్థాయిలో ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. ఈ ఫైబర్‌ను కాపర్-అమోనియా ఫైబర్ అంటారు.

సెల్యులోజ్ యొక్క గుణాలు

రసాయన లక్షణాలు.

అంజీర్లో చూపిన విధంగా. 1, సెల్యులోజ్ అనేది 1,4 స్థానంలో ఈథర్ వంతెనల ద్వారా అనుసంధానించబడిన గ్లూకోసిడిక్ అవశేషాలు C 6 H 10 O 5తో కూడిన అధిక-పాలిమర్ కార్బోహైడ్రేట్. ప్రతి గ్లూకోపైరనోస్ యూనిట్‌లోని మూడు హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలను సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం వంటి తగిన ఉత్ప్రేరకంతో ఆమ్లాలు మరియు యాసిడ్ అన్‌హైడ్రైడ్‌ల మిశ్రమం వంటి సేంద్రీయ ఏజెంట్‌లతో ఎస్టరిఫై చేయవచ్చు. సోడా సెల్యులోజ్ ఏర్పడటానికి దారితీసే సాంద్రీకృత సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ చర్య ద్వారా ఈథర్‌లు ఏర్పడతాయి మరియు ఆల్కైల్ హాలైడ్‌తో తదుపరి ప్రతిచర్య:

గ్లూకోపైరనోస్ రింగ్ (Fig. 4) యొక్క చీలికను కలిగించకుండా ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్లు సెల్యులోజ్‌ను ప్రభావితం చేస్తాయి. తదుపరి చర్య (వాతావరణ పరీక్ష వంటి తేమ సమక్షంలో) సాధారణంగా చైన్ స్కిషన్ మరియు ఆల్డిహైడ్ లాంటి ముగింపు సమూహాల సంఖ్య పెరుగుతుంది. ఆల్డిహైడ్ సమూహాలు సులభంగా కార్బాక్సిల్ సమూహాలకు ఆక్సీకరణం చెందుతాయి కాబట్టి, సహజ సెల్యులోజ్‌లో ఆచరణాత్మకంగా లేని కార్బాక్సిల్ యొక్క కంటెంట్ వాతావరణ ప్రభావాలు మరియు ఆక్సీకరణ పరిస్థితులలో తీవ్రంగా పెరుగుతుంది.

భౌతిక లక్షణాలు.

సెల్యులోజ్ పాలిమర్ గొలుసులు పొడవాటి కట్టలుగా లేదా ఫైబర్‌లుగా ప్యాక్ చేయబడతాయి, వీటిలో ఆర్డర్ చేయబడిన, స్ఫటికాకార వాటితో పాటు, తక్కువ ఆర్డర్, నిరాకార విభాగాలు కూడా ఉన్నాయి (Fig. 5). స్ఫటికాకారత యొక్క కొలిచిన శాతం సెల్యులోజ్ రకం మరియు కొలత పద్ధతిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. X- రే డేటా ప్రకారం, ఇది 70% (పత్తి) నుండి 38-40% (విస్కోస్ ఫైబర్) వరకు ఉంటుంది. X- రే నిర్మాణ విశ్లేషణ అనేది పాలిమర్‌లోని స్ఫటికాకార మరియు నిరాకార పదార్థాల మధ్య పరిమాణాత్మక సంబంధం గురించి మాత్రమే కాకుండా, సాగదీయడం లేదా సాధారణ వృద్ధి ప్రక్రియల వల్ల కలిగే ఫైబర్ ధోరణి యొక్క డిగ్రీ గురించి కూడా సమాచారాన్ని అందిస్తుంది. వివర్తన వలయాల యొక్క పదును స్ఫటికాకార స్థాయిని వర్ణిస్తుంది, మరియు విక్షేపణ మచ్చలు మరియు వాటి పదును స్ఫటికాల యొక్క ప్రాధాన్యత ధోరణి యొక్క ఉనికి మరియు డిగ్రీని వర్గీకరిస్తుంది. పొడి-స్పిన్నింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన రీసైకిల్ సెల్యులోజ్ అసిటేట్ యొక్క నమూనాలో, స్ఫటికాకారత మరియు ధోరణి రెండూ చాలా తక్కువగా ఉంటాయి. ట్రయాసిటేట్ నమూనాలో, స్ఫటికాకార స్థాయి ఎక్కువగా ఉంటుంది, కానీ ప్రాధాన్య ధోరణి లేదు. 180-240 ° ఉష్ణోగ్రత వద్ద ట్రయాసిటేట్ యొక్క వేడి చికిత్స

సెల్యులోజ్ దేనికి ఉపయోగించబడుతుంది?

సెల్యులోజ్ ఉంది నిర్మాణానికి ప్రధాన పదార్థం, ఇది మొక్కల ప్రపంచంలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది చెట్ల వంటి ఎత్తైన మొక్కల సెల్ గోడలను ఏర్పరుస్తుంది. ఇది మొక్కను అనువైనదిగా చేస్తుంది. సెల్యులోజ్ మొక్కలు తమ అవసరాల కోసం ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీని కూర్పు చక్కెరతో సమానంగా ఉంటుంది - సెల్యులోజ్‌లో కార్బన్, ఆక్సిజన్ మరియు హైడ్రోజన్ ఉంటాయి. ఈ మూలకాలన్నీ నీరు మరియు గాలిలో కూడా కనిపిస్తాయి. పాఠశాల నుండి, సూర్యరశ్మి ప్రభావంతో ఆకులపై చక్కెర ఏర్పడుతుందని అందరికీ తెలుసు. ఈ దృగ్విషయాన్ని కిరణజన్య సంయోగక్రియ అంటారు. మొక్క యొక్క రసంలో చక్కెర కరిగి దాని అన్ని భాగాలకు వ్యాపిస్తుంది. చక్కెరను ప్రధానంగా మొక్క దాని పెరుగుదల మరియు ఏదైనా సమస్యల విషయంలో రికవరీ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే కొంత మొత్తంలో చక్కెర సెల్యులోజ్‌గా మారుతుంది.

సెల్యులోజ్ - సహజమైన ఉత్పత్తి మరియు సహజంగా మాత్రమే పొందవచ్చు, ఇది కృత్రిమంగా సంశ్లేషణ చేయబడదు. సెల్యులోజ్ యొక్క స్వచ్ఛమైన రూపం పత్తి గింజల వెంట్రుకలు. ప్రస్తుతం, సెల్యులోజ్ రెండు రకాల సహజ ముడి పదార్థాల నుండి మాత్రమే పొందబడుతుంది - పత్తి మరియు కలప గుజ్జు. పత్తికి మానవ నిర్మిత ఫైబర్‌లు మరియు నాన్-ఫైబర్ ప్లాస్టిక్‌లుగా ప్రాసెస్ చేయడానికి సంక్లిష్టమైన ప్రాసెసింగ్ అవసరం లేదు. పత్తి నుండి సెల్యులోజ్ పొందే ప్రక్రియ క్రింది ప్రక్రియ: మొదటిది, పత్తి విత్తనం నుండి పొడవైన ఫైబర్స్ వేరు చేయబడతాయి, వాస్తవానికి, పత్తి బట్టలు తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. దీని తరువాత, "లింట్" లేదా కాటన్ ఫ్లఫ్ మిగిలి ఉంది, ఇది 15 మిమీ కంటే ఎక్కువ పొడవు లేని చిన్న వెంట్రుకలు. పత్తి విత్తనం నుండి వేరు చేయబడిన మెత్తటి, రెండు నుండి ఆరు గంటల వరకు ఒత్తిడిలో వేడి చేయబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, 3% సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ పరిష్కారం కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. దీని తరువాత, ఫలిత పదార్థం కడుగుతారు మరియు క్లోరిన్తో బ్లీచ్ చేయబడుతుంది, తర్వాత మళ్లీ కడుగుతారు మరియు ఎండబెట్టి ఉంటుంది. ఫలితం సెల్యులోజ్, దీని స్వచ్ఛత 99%. ఇది స్వచ్ఛమైన సెల్యులోజ్.

చెక్క గుజ్జు సెల్యులోజ్‌ను "మురికిగా" ఉత్పత్తి చేస్తుంది - ఇందులో 97% కంటే ఎక్కువ స్వచ్ఛమైన సెల్యులోజ్ ఉండదు. చెక్క గుజ్జు శంఖాకార చెట్ల నుండి తయారవుతుంది. చెక్క ముక్కలు సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ మరియు కాల్షియం బైసల్ఫైట్ జోడించడం ద్వారా ఒత్తిడిలో ఉడకబెట్టబడతాయి. లిగ్నిన్‌లు మరియు హైడ్రోకార్బన్‌లు, వీటిలో దాదాపు సగం చెక్క గుజ్జు ద్రావణంలోకి విడుదలవుతుంది. ఫలితంగా, ఫలిత పదార్థం కడిగి, బ్లీచింగ్ మరియు శుభ్రం చేయబడిన తర్వాత, అది వదులుగా ఉన్న కాగితంతో సమానంగా మారుతుంది. ఈ పదార్థంలో 80 నుండి 97% సెల్యులోజ్ ఉంటుంది. ఈ విధంగా పొందిన సెల్యులోజ్ విస్కోస్ ఫైబర్ మరియు సెల్లోఫేన్ తయారు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. అదనంగా, ఈస్టర్లు మరియు ఈథర్లు కూడా దాని నుండి పొందబడతాయి.

ప్రజలు వివిధ పరిశ్రమలలో సెల్యులోజ్‌ను ఉపయోగిస్తారు.ఉదాహరణకు, బట్టలు పత్తితో తయారు చేస్తారు, అయితే పత్తిలో 99.8% సహజ సెల్యులోజ్ ఉంటుంది. మరియు పేలుడు పైరాక్సిలిన్ పొందడానికి, మీరు రసాయన ప్రతిచర్యను నిర్వహించాలి - పత్తికి నైట్రిక్ మరియు సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ వర్తించండి.

మానవులు కూడా పోషణ కోసం సెల్యులోజ్‌ను ఉపయోగిస్తారు. ఇది అనేక తినదగిన మొక్కలలో భాగం - పాలకూర, సెలెరీ. ఊకలో మానవ శరీరానికి అవసరమైన పెద్ద మొత్తంలో సెల్యులోజ్ ఉంటుంది. మానవ జీర్ణవ్యవస్థ ద్వారా సెల్యులోజ్‌ను ప్రాసెస్ చేయలేనప్పటికీ, ఇది "రఫ్‌జ్" లాంటిది. అదనంగా, ప్రాసెసింగ్ తర్వాత, సెల్యులోజ్ ఫోటోగ్రాఫిక్ ఫిల్మ్ కోసం బేస్, వార్నిష్లకు సంకలితం మరియు వివిధ ప్లాస్టిక్ పదార్థాలు వంటి ఉత్పత్తులను పొందేందుకు ఉపయోగించవచ్చు.