Главная --> Справочник терминов


Целлюлозного материала Мети л а цет а н И Л и д С6Н5М(СНз)СОСНз (т. пл. 101°), а Также ацетанилид и этилацетанилйд С6Н5М(С2Н5)СОСНз применяются в целлюлозной промышленности в качестве заменителей камфоры.

В первом из них спирт образуется также при брожении Сахаров, которые, однако, получаются из непищевого сырья — из клетчатки (целлюлозы), т. е. в конечном итоге из дерева. Для этого целлюлоза подвергается под действием сильных кислот гидролизу с образованием глюкозы. Источником глюкозы могут служить также «сульфитные щелока» — отход бумажно-целлюлозной промышленности. Получаемый таким путем «гидролизный спирт» содержит несколько повышенный процент примесей (метанол, альдегиды, в особенности фурфурол).

Помимо чисто научного интереса, который естественно вызывает структура такого уникального образования, как стенка растительной клетки, вопрос этот имеет крупное практическое значение. Знание тонкой структуры и подробностей формирования микрофибрилл и клеточной стенки в целом составляет солидную часть научного фундамента целлюлозной промышленности и производства натуиального и искусственного волокна на основе целлюлозы. Характерным примером может служить непосредственная связь гелеобразующих свойств таких синтетических производных целлюлозы, как карбоксиметил-целлюлозы и частично метилированные целлюлозы, с распределением аморфных и кристаллических участков в исходном целлюлозном материале.

Обзор по выделению препаратов лигнина из продуктов целлюлозной промышленности и промышленности осахаривания древесины был опубликован Эрисом и Поллаком [3, 4].

Дезактивация лигнина при предгидролизе древесины имеет очень важное значение для целлюлозной промышленности. Кислотный предгидролиз со слабой минеральной кислотой не влияет на щелочной варочный процесс, но для сульфитной варки его значение очень велико.

Мягкий предгидролиз древесины, особенно твердых пород, в последние годы применялся в целлюлозной промышленности. Водный экстракт, полученный при промышленном предгидро-лизе сосновой древесины водой в течение 1—2 ч при 150° С подвергли изучению Зон и Ленель [124].

Отходный сульфит применяется без очистки от фенола в кожевенной и целлюлозной промышленности. Из раствора отходногс сульфита в воде можно получить также безводный сульфит, отве-

Щавелевая кислота производится в промышленном масштабе. Описанные в литературе методы получения щавелевой кислоты могут быть разделены на две группы. Первую, наиболее многочисленную группу составляют методы, основанные на окислении различных соединений, вторую — методы, основанные на синтезе щавелевой кислоты из окиси углерода. В первой группе методов ? качестве исходного сырья используют углеводы, древесину, каменный уголь, торф, сланцы, отходы целлюлозной промышленности, олефины, этиленгликоль и другие продукты. Окисление осуществляют азотной кислотой, перманганатом калия, кислородом и другими химическими агентами или биохимическим способом.

Предложен ряд способов получения щавелевой кислоты из отходов целлюлозной промышленности, основанных на окислении липшиа воздухом, кислородом, азотной кислотой и др. [42, 43]. Наиболее экономичный способ заключается в том, что «сульфатный сироп» * окисляют смесью азотной и серной кислот при 50— 55 °С в присутствии пятиокиси ранадия, взятого в количестве 0,6(у кг на 1 кг органических веществ.

использовании в качестве сырья отходов целлюлозной промышленности. Реализация их, с одной стороны, в какой-то мере позволяет решить проблему полезного использования этих многотоннажных отходов, а с другой — уменьшить загрязнение окружающей среды. Но так как возможное потребление щавелевой кислоты ничтожна мало в сравнении с потенциальными ресурсами сырья — отходами производства целлюлозной промышленности, нельзя ожидать развития и реализации даже этого метода.

Янтарная кислота получается при окислении лигнина и лиг-ниновых сточных вод кислородом, перекисью водорода, перман-ганатом калия, азотной кислотой, перуксусной кислотой [59], а также при обработке едким натром сульфатных сточных вод, целлюлозной промышленности 160].

Препараты целлюлозы являются пористыми структурами, распределение неплотностей упаковки в которых по размерам проявляется на всех уровнях надмолекулярной организации: "свободный объем", неплотности упаковки микро- и макрофибрилл, трещины и каналы формируют ажурное строение целлюлозного материала. Распределение пор в целлюлозных препаратах иллюстрируется рис. 6.2.

Еще один интересный гелеобразователь практического значения—частично метилированная целлюлоза, часто называемая «метилцеллюлозой». По мономерному составу " зто производное характеризуется случайным распределением метильных групп: в нем есть остатки и три-0-метил-глюкозы 25, и ди-0-метил-глюкоз (например. 26), и моно-0-метил-глюкоз (например, 27), и неметилированные остатки глюкозы. Однако по условиям получения частично метилированная целлюлоза характеризуется блочным строением. Дело в том, что ее синтез выполняют путем обработки нерастворимого целлюлозного материала хлористым метилом и водной щелочью. При зтом происходит сильное набухание и затем интенсивное метилирование аморфных участков микрофибрилл, тогда как фрагменты молекул, находящиеся в кристаллических участках, почти недоступны для реагентов и остаются интактными. В результате в получающемся производном чередуются сегменты цепей, характеризующиеся высокими степенями метилирования, с сегментами, не метилированными совсем (или очень незначительно метилированными).

В водных растворах высоко метилированные участки разных цепей связываются гидрофобными взаимодействиями и образуют узлы сетки, а низкометилированные и потому хорошо гидратированные участки образуют меж-узельные промежутки. Понятно, таким образом, что геле-образующие свойства такого производного существенным образом зависят от тонкой структуры микрофибрилл и, следовательно, от происхождения исходного целлюлозного материала. Нам представляется, что пример метил-целлюлозы, хотя и не связан непосредственно с биологической функцией полисахаридов, весьма интересен: с одной стороны, это хорошая модель биологических гелей, а с другой — образец того, как чисто технические свойства материала непосредственно зависят от надмолекулярной структуры такого чисто биологического объекта, как клеточная стенка растения — источника сырья.

Аморфизированную целлюлозу, используемую в качестве стандартного некристаллического целлюлозного материала, получают сухим размолом в вибрационной шаровой мельнице. Полностью аморфную целлюлозу рассматривают как особую модификацию целлюлозы с предельной степенью разупорядоченности. На ее рентгенограмме отсутствуют какие-либо признаки кристалличности и наблюдается только диффузное рассеяние - аморфное гало. Предполагают, что в аморфной целлюлозе глюкопиранозные циклы, кроме конформации кресла С1, могут существовать и в других конформациях.

Концентрация разбавленной кислоты влияет только на время, требующееся для достижения ПСП, но не на численное значение этого показателя, зависящего от природы целлюлозного материала. Чем выше плотность упаковки надмолекулярной структуры в целлюлозном волокне, тем больше размеры кристаллитов и выше ПСП. У хлопковой целлюлозы ПСП составляет 200...250, у технической древесной — до 150, у мерсери-' зованной целлюлозы 50. ..70, у регенерированной 35...40.

Бумажная хроматография. Используется чаще всего для качественного анализа органических соединений вследствие трудоемкости разделения больших количеств вещества. В качестве неподвижной фазы применяется целлюлоза, гидратированная молекулами воды. Предполагается, что активным компонентом этой фазы является вода, закрепленная водородными связями на слабосвязанных гидроксильных группах молекул целлюлозы. Молекулы целлюлозы вступают друг с другом в очень сильное межмолекулярное взаимодействие, которое определяется структурой целлюлозного материала, ориентацией и конформацией молекул целлюлозы. Наряду с сильно связанными ОН-группами целлюлозы, занятыми в наиболее прочных водородных связях, имеются умеренно связанные и свободные гидроксильные группы:

Шерсть освобождается от сала и грязи противоточной промывкой или очисткой. Для того чтобы предотвратить изменения волокна, необходимо при всех операциях регулировать рН и температуру, а чтобы предотвратить свойлачивание, приходится сводить к минимуму механические манипуляции. Другим способом является экстракция жира бензином, после чего грязь легко удаляется отмыв-ной водой. В качестве моющего средства в некоторых случаях оказывается вполне достаточным естественное мыло жиропота. Чистое волокно расчесывается перед прядением, чтобы разделить его на более длинные волокна, которые идут в камвольное производство, и более короткие, используемые для шерсти. Шерсть часто не отбеливают. В случае необходимости это делается при помощи протравки или в разбавленном растворе двуокиси серы, или в теплом слабощелочном растворе перекиси водорода, натриевой соли над-борной кислоты или других надкислот. Применяется также печная сушка в газообразной двуокиси серы. Все эти вещества действуют на цистиновые связи шерсти; отбеливание нужно проводить так, чтобы предотвратить непрерывную деградацию волокна. Так как полное удаление механическим путем целлюлозного материала, т. е. оболочек, затруднительно, то последние следы его удаляются обычно при помощи карбонизации, т. е. пропитывания шерсти слабым раствором минеральных кислот или создающими кислую реакцию солями типа хлористого алюминия, с последующей сушкой при повышенной температуре при 104—120° С. При этом целлюлоза переходит в гидрат-целлюлозу, которая легко счищается без повреждения шерсти. Этот способ часто применяется и к готовой ткани.

Методы оценки реакционной способности целлюлозы имеют лишь прикладное значение, поскольку истинная реакционная способность определяется константами скоростей равновесной реакции этерификации гидроксиль-ных групп целлюлозы в гомогенных условиях, т. е. в условиях, не осложненных процессами подвода этери-фицирующего агента и вывода продуктов реакции. Но скорость этой реакции несопоставимо велика по сравнению со скоростями гетерогенного.процесса этервфикании целлюлозных .материалов, и поэтому практическая оценка реакционной способности сводится фактически к определению скорости транспорта и вообще доступности микроучастков целлюлозного материала для этери-фицирующего агента.

Наиболее распространенной в последние годы стала попытка объяснить изменение реакционной способности целлюлозных материалов тем, что в зависимости от •условий обработки целлюлозного материала в большей яли меньшей степени реализуются водородные связи и соответственно в большей или меньшей степени происходит «уплотнение» материала, а следовательно, изменяется и доступность микроучастков для реагентов. Но подобное предположение не объясняет таких, например, эффектов, как влияние на реакционную способность механических воздействий.

реакционную способность целлюлозного материала, подвергшегося ороговению при высушивании.

Способность полимеров «впитывать» жидкость по схеме диффузии или по схеме капиллярного течения может 'быть рассмотрена «а одном частном примере, не имеющем прямого отношения к растворению, но полезном для понимания этого процесса. Речь идет о явлении резкого изменения реакционной способности (проницаемости реагентов) целлюлозы при ее этерификации в зависимости от условий предварительной обработки целлюлозного материала.




Целлюлоза клетчатка Целлюлозными волокнами Целлюлозно бумажного Центрального отопления Цепторные заместители Цианистого триметилена Циклические ангидриды Циклические полуацетали Циклические углеводороды

-
Яндекс.Метрика