แป้งเดกซ์ทรินิมอลโตสกลูโคส

ประสบการณ์วิดีโอ "การย่อยสลายด้วยกรดของเซลลูโลส"

ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน

เซลลูโลสเป็นโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ มีกลุ่มไฮดรอกซิลสามกลุ่มต่อหนึ่งหน่วยเซลล์ของโพลีเมอร์ ในเรื่องนี้เซลลูโลสมีลักษณะโดยปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน (การก่อตัวของเอสเทอร์) สิ่งที่สำคัญในทางปฏิบัติมากที่สุดคือปฏิกิริยากับกรดไนตริกและอะซิติกแอนไฮไดรด์ เซลลูโลสไม่ทำปฏิกิริยา "กระจกเงิน"

1. ไนเตรต:

(C 6 H 7 O 2 (OH) 3) n + 3 nHNO 3 ชม 2 ดังนั้น4(สรุป)→(C 6 H 7 O 2 (ONO 2 ) 3) n + 3 nH 2 O

ไพโรไซลิน

ประสบการณ์วิดีโอ "การได้รับและคุณสมบัติของไนโตรเซลลูโลส"

ไฟเบอร์เอสเทอไรด์เต็มที่เรียกว่าไพร็อกซิลิน ซึ่งหลังจากผ่านกรรมวิธีที่เหมาะสมแล้ว จะกลายเป็นผงไร้ควัน ขึ้นอยู่กับสภาวะของไนเตรต เซลลูโลสไดไนเตรตสามารถหาได้ ซึ่งเรียกว่าคอลลาซีลินในเทคนิคนี้ นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตดินปืนและเชื้อเพลิงแข็ง นอกจากนี้เซลลูลอยด์ยังผลิตขึ้นจากคอลไซลิน

2. ปฏิกิริยากับกรดอะซิติก:

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

เมื่อเซลลูโลสทำปฏิกิริยากับอะซิติกแอนไฮไดรด์ต่อหน้ากรดอะซิติกและซัลฟิวริก จะเกิดไตรอะซิติลเซลลูโลส

ไตรอะเซทิลเซลลูโลส (หรือเซลลูโลสอะซิเตต) เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่าสำหรับการผลิตฟิล์มที่ไม่ติดไฟและไหมอะซิเตท. ในการทำเช่นนี้ เซลลูโลสอะซิเตตจะละลายในส่วนผสมของไดคลอโรมีเทนและเอทานอล และสารละลายนี้จะถูกบังคับผ่านสปินเนอร์เข้าสู่กระแสอากาศอุ่น

และตัวแม่พิมพ์เองก็มีลักษณะดังนี้:

1 - สารละลายปั่น
2 - ตาย
3 - เส้นใย

ตัวทำละลายจะระเหยและกระแสของสารละลายจะกลายเป็นเส้นไหมอะซิเตตที่บางที่สุด

เมื่อพูดถึงการใช้เซลลูโลส เราไม่สามารถพูดได้ว่ามีการใช้เซลลูโลสจำนวนมากในการผลิตกระดาษต่างๆ กระดาษ- นี่คือเส้นใยไฟเบอร์ชั้นบาง ๆ ติดกาวและกดบนเครื่องกระดาษพิเศษ

เซลลูโลสธรรมชาติหรือเส้นใยเป็นสารหลักที่สร้างผนังเซลล์ของพืช ดังนั้นวัตถุดิบจากพืชประเภทต่างๆ จึงเป็นแหล่งเดียวในการผลิตเซลลูโลส เซลลูโลสเป็นโพลีแซคคาไรด์ธรรมชาติ โมเลกุลขนาดใหญ่คล้ายสายโซ่เชิงเส้น ซึ่งสร้างขึ้นจากหน่วยมูลฐานของ ?-ดี-แอนไฮโดร-กลูโคไพราโนส สูตรเชิงประจักษ์ของเซลลูโลสคือ (C6H10O5)u โดยที่ n คือระดับของพอลิเมอไรเซชัน

หน่วยพื้นฐานของเซลลูโลสแต่ละหน่วย ยกเว้นหน่วยปลายทาง ประกอบด้วยกลุ่มแอลกอฮอล์ไฮดรอกซิลสามกลุ่ม ดังนั้น สูตรเซลลูโลสจึงมักแสดงเป็น [C6H7O2(OH)3] ที่ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลสมีทางเชื่อมที่มีไฮโดรไลซิสของแอลกอฮอล์ทุติยภูมิเพิ่มเติมที่อะตอมของคาร์บอนตัวที่ 4 ที่ปลายอีกด้านหนึ่งมีทางเชื่อมที่มีไฮดรอกซิลกลูโคซิดิก (เฮมิอะซีทัล) อิสระที่อะตอมของคาร์บอนตัวที่ 1 ลิงก์นี้ให้คุณสมบัติในการคืนสภาพ (ลด) เซลลูโลส

ระดับของพอลิเมอไรเซชัน (DP) ของเซลลูโลสไม้ธรรมชาติอยู่ในช่วง 6,000-14,000 DP แสดงลักษณะความยาวของโมเลกุลขนาดใหญ่เชิงเส้นของเซลลูโลสและดังนั้นจึงกำหนดคุณสมบัติของเซลลูโลสที่ขึ้นอยู่กับความยาวของโซ่เซลลูโลส ตัวอย่างของเซลลูโลสประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีความยาวต่างๆ กัน เช่น เป็นโพลีดิสเพอร์ส ดังนั้น DP มักจะแสดงถึงระดับเฉลี่ยของพอลิเมอไรเซชัน SP ของเซลลูโลสสัมพันธ์กับน้ำหนักโมเลกุลตามอัตราส่วน SP = M/162 โดยที่ 162 คือน้ำหนักโมเลกุลของหน่วยมูลฐานของเซลลูโลส ในเส้นใยธรรมชาติ (เยื่อหุ้มเซลล์) มาโครโมเลกุลคล้ายสายโซ่เชิงเส้นของเซลลูโลสถูกรวมเข้าด้วยกันโดยไฮโดรเจนและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเป็นไมโครไฟบริลที่มีความยาวไม่จำกัด เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3.5 นาโนเมตร ไมโครไฟบริลแต่ละอันประกอบด้วยโซ่เซลลูโลสจำนวนมาก (ประมาณ 100–200) ซึ่งอยู่ตามแนวแกนของไมโครไฟบริล ไมโครไฟบริล (Microfibrils) เรียงตัวเป็นเกลียว ก่อให้เกิดการรวมตัวของไมโครไฟบริลหลายตัว - ไฟบริลหรือเส้นใยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 150 นาโนเมตร ซึ่งเป็นชั้นของผนังเซลล์ที่สร้างขึ้น

ขึ้นอยู่กับโหมดของการประมวลผลของวัตถุดิบผักในระหว่างกระบวนการปรุงอาหาร มันเป็นไปได้ที่จะได้รับผลิตภัณฑ์ที่มีผลตอบแทนที่แตกต่างกัน โดยพิจารณาจากอัตราส่วนของมวลของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่ได้รับต่อมวลของวัตถุดิบผักเริ่มต้น (% ). ผลิตภัณฑ์ที่มีผลผลิต -80 ถึง 60% ของมวลวัตถุดิบเรียกว่า เซมิเซลลูโลส ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือมีปริมาณลิกนินสูง (15-20%) ลิกนินของสารระหว่างเซลล์ในเฮมิเซลลูโลสไม่ละลายหมดในระหว่างกระบวนการทำอาหาร (ส่วนหนึ่งของมันยังคงอยู่ในเฮมิเซลลูโลส) เส้นใยยังคงเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนาจนต้องใช้การบดเชิงกลเพื่อแยกเส้นใยออกและเปลี่ยนเป็นมวลเส้นใย ผลิตภัณฑ์ที่มีผลผลิต 60 ถึง 50% เรียกว่าเซลลูโลสที่ให้ผลผลิตสูง (HPV) CVV ถูก defibrated โดยปราศจากการทำให้บริสุทธิ์ทางกลโดยการล้างด้วยเครื่องฉีดน้ำ แต่ยังคงมีลิกนินตกค้างจำนวนมากในผนังเซลล์ ผลิตภัณฑ์ที่มีผลผลิต 50 ถึง 40% เรียกว่าเซลลูโลสผลผลิตปกติซึ่งตามระดับของการจำแนกลักษณะเปอร์เซ็นต์ของลิกนินที่เหลืออยู่ในผนังเส้นใยแบ่งออกเป็นเซลลูโลสแข็ง (ลิกนิน 3-8%) ปานกลาง - เซลลูโลสชนิดแข็ง (ลิกนิน 1.3-3%) และชนิดอ่อน (ลิกนินน้อยกว่า 1.5%)

ผลจากการปรุงวัตถุดิบประเภทผัก ทำให้ได้เยื่อกระดาษที่ไม่ฟอกขาว ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความขาวค่อนข้างต่ำ โดยมีส่วนประกอบของไม้จำนวนมากที่มาพร้อมกับเยื่อกระดาษ การปลดปล่อยจากพวกเขาโดยกระบวนการทำอาหารต่อไปนั้นเกี่ยวข้องกับการทำลายเซลลูโลสอย่างมีนัยสำคัญและเป็นผลให้ผลผลิตลดลงและการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติ เพื่อให้ได้เยื่อกระดาษที่มีความขาวสูง - เยื่อกระดาษฟอกขาวซึ่งปราศจากลิกนินและสารสกัดมากที่สุด เยื่อทางเทคนิคจะต้องผ่านกระบวนการฟอกขาวด้วยสารฟอกสีเคมี สำหรับการกำจัดเฮมิเซลลูโลสที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น เซลลูโลสจะต้องผ่านการบำบัดด้วยด่างเพิ่มเติม (การกลั่น) ส่งผลให้เซลลูโลสดีขึ้น การปรับแต่งมักจะรวมกับกระบวนการฟอกขาว การฟอกสีและการทำให้บริสุทธิ์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับเยื่อกระดาษอ่อนและเยื่อกระดาษที่มีความแข็งปานกลาง ซึ่งมีไว้สำหรับทั้งการผลิตกระดาษและกระบวนการทางเคมี)

เยื่อกระดาษกึ่งเยื่อ CVV เยื่อกระดาษปกติที่ไม่ได้ฟอกขาว เยื่อกระดาษฟอกขาว กึ่งฟอกขาว และเยื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนเป็นผลิตภัณฑ์เส้นใยกึ่งสำเร็จรูปที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตกระดาษและกระดาษแข็งประเภทต่างๆ ประมาณ 93% ของเซลลูโลสทั้งหมดที่ผลิตในโลกถูกแปรรูปเพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ เซลลูโลสที่เหลือทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบสำหรับกระบวนการทางเคมี

ในการระบุลักษณะคุณสมบัติและคุณภาพของเยื่อกระดาษทางเทคนิคซึ่งกำหนดมูลค่าผู้บริโภคนั้น จะใช้ตัวบ่งชี้ต่างๆ จำนวนหนึ่ง ลองพิจารณาสิ่งที่สำคัญที่สุดของพวกเขา

เนื้อหาของเพนโตซานในเซลลูโลสซัลไฟต์มีตั้งแต่ 4 ถึง 7% และในเซลลูโลสซัลเฟตที่มีระดับความประณีตเท่ากันคือ 10-11% การปรากฏตัวของเพนโทซานในเซลลูโลสช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกล ปรับปรุงขนาด ความสามารถในการบด ดังนั้นการเก็บรักษาเซลลูโลสที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นสำหรับการผลิตกระดาษและกระดาษแข็งจึงส่งผลดีต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ในเซลลูโลสสำหรับกระบวนการทางเคมี เพนโทซานเป็นสิ่งเจือปนที่ไม่พึงปรารถนา

ปริมาณเรซินในเยื่อไม้เนื้ออ่อนซัลไฟต์สูงและสูงถึง 1--1.5% เนื่องจากกรดปรุงอาหารซัลไฟต์ไม่ละลายสารที่เป็นเรซินของไม้ สารละลายเยื่ออัลคาไลน์จะละลายเรซิน ดังนั้นปริมาณในเยื่อของเยื่ออัลคาไลน์จึงต่ำและมีปริมาณอยู่ที่ 0.2-0.3% เยื่อกระดาษที่มีปริมาณเรซินสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งที่เรียกว่า "เรซินที่เป็นอันตราย" สร้างปัญหาในการผลิตกระดาษเนื่องจากเรซินเหนียวติดบนอุปกรณ์

หมายเลขทองแดงแสดงลักษณะระดับการย่อยสลายของเซลลูโลสในกระบวนการปรุงอาหาร การฟอกสี และการกลั่น ที่ส่วนท้ายของโมเลกุลเซลลูโลสแต่ละโมเลกุลจะมีหมู่อัลดีไฮด์ที่สามารถลดเกลือของออกไซด์คอปเปอร์ให้เป็นคิวรัสออกไซด์ได้ และยิ่งเซลลูโลสถูกย่อยสลายมากเท่าใด เซลลูโลส 100 กรัมก็จะสามารถคืนรูปได้มากขึ้นในแง่ของมวลแห้ง Cuprous ออกไซด์ถูกแปลงเป็นโลหะทองแดงและแสดงเป็นกรัม สำหรับเยื่ออ่อน จำนวนทองแดงจะสูงกว่าเยื่อกระดาษแข็ง เซลลูโลสอัลคาไลน์ปรุงอาหารมีจำนวนทองแดงต่ำประมาณ 1.0, ซัลไฟต์ - 1.5 - 2.5 การฟอกขาวและการทำให้บริสุทธิ์จะลดจำนวนทองแดงลงอย่างมาก

ระดับของพอลิเมอไรเซชัน (DP) ถูกกำหนดโดยการวัดความหนืดของสารละลายเซลลูโลสด้วยวิธีวิสโคเมตริก เซลลูโลสทางเทคนิคมีลักษณะต่างกันและเป็นส่วนผสมของเศษส่วนน้ำหนักโมเลกุลสูงที่มี SP ต่างกัน กิจการร่วมค้าที่กำหนดแสดงความยาวเฉลี่ยของห่วงโซ่เซลลูโลสและเยื่อกระดาษทางเทคนิคอยู่ในช่วง 4,000--5500

คุณสมบัติความแข็งแรงเชิงกลของเซลลูโลสได้รับการทดสอบหลังจากการบดที่ระดับการบดที่ 60? เอส.อาร์. ความต้านทานต่อการฉีกขาด การแตกหัก การเจาะและการฉีกขาดโดยทั่วไป ขึ้นอยู่กับประเภทของวัตถุดิบ วิธีการผลิต โหมดการประมวลผล และปัจจัยอื่นๆ ตัวบ่งชี้ที่แสดงไว้อาจแตกต่างกันไปตามช่วงกว้างๆ คุณสมบัติการขึ้นรูปกระดาษเป็นชุดของคุณสมบัติที่กำหนดความสำเร็จของคุณภาพที่ต้องการของกระดาษที่ผลิตและมีลักษณะเฉพาะด้วยตัวบ่งชี้ต่าง ๆ ตัวอย่างเช่นพฤติกรรมของวัสดุเส้นใยในกระบวนการทางเทคโนโลยีของการผลิตกระดาษจากนั้น อิทธิพลต่อคุณสมบัติของเยื่อกระดาษที่ได้และกระดาษสำเร็จรูป

วัชพืชของเซลลูโลสถูกกำหนดโดยการนับจุดบนทั้งสองด้านของตัวอย่างที่ชุบน้ำของโฟลเดอร์เซลลูโลสเมื่อโปร่งแสงด้วยแหล่งกำเนิดแสงที่มีความแรงระดับหนึ่ง และแสดงเป็นจำนวนจุดที่เกี่ยวข้องกับพื้นผิว 1 และ 1 ตัวอย่างเช่น เนื้อหาของจุดสำหรับเยื่อกระดาษฟอกขาวต่างๆ ที่ได้รับอนุญาตตามมาตรฐานสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 160 ถึง 450 ชิ้นต่อ 1 ตร.ม. และสำหรับเยื่อกระดาษที่ไม่ฟอกขาว - ตั้งแต่ 2,000 ถึง 4,000 ชิ้น

เยื่อกระดาษที่ไม่ฟอกทางเทคนิคเหมาะสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์หลายประเภท - กระดาษหนังสือพิมพ์และกระดาษกระสอบ ภาชนะบรรจุ ฯลฯ เพื่อให้ได้กระดาษเขียนและพิมพ์เกรดสูงสุดที่ต้องการความขาวเพิ่มขึ้น จึงใช้เยื่อกระดาษชนิดแข็งปานกลางและอ่อน ซึ่ง ถูกฟอกด้วยสารเคมี เช่น คลอรีน ไดออกไซด์คลอรีน แคลเซียมหรือโซเดียมไฮโปคลอไรต์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

เซลลูโลสบริสุทธิ์ (บริสุทธิ์) เป็นพิเศษที่มีอัลฟาเซลลูโลส 92-97% (กล่าวคือ เศษส่วนของเซลลูโลสที่ไม่ละลายในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำ 17.5%) ถูกนำมาใช้เพื่อผลิตเส้นใยเคมี รวมถึงไหมวิสคอสและเส้นใยวิสโคสคอร์ที่มีความแข็งแรงสูงสำหรับ การผลิตยางรถยนต์

วัตถุในชีวิตประจำวันที่เราคุ้นเคยซึ่งมีอยู่ทั่วไปในชีวิตประจำวันของเรานั้นไม่สามารถจินตนาการได้หากปราศจากการใช้ผลิตภัณฑ์เคมีอินทรีย์ นานก่อน Anselm Payat ซึ่งเป็นผลมาจากการที่เขาสามารถค้นพบและอธิบายในปี 1838 โพลีแซคคาไรด์ที่ได้รับ "เซลลูโลส" (อนุพันธ์ของเซลลูโลสในภาษาฝรั่งเศสและเซลลูโลสในภาษาละตินซึ่งแปลว่า "เซลล์, เซลล์") คุณสมบัติของ สารนี้ถูกใช้อย่างแข็งขันในการผลิตสิ่งที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้มากที่สุด

การขยายความรู้เกี่ยวกับเซลลูโลสได้นำไปสู่การเกิดขึ้นของสิ่งต่าง ๆ ที่หลากหลายบนพื้นฐานของมัน กระดาษเกรดต่างๆ, กระดาษแข็ง, ชิ้นส่วนที่ทำจากพลาสติกและลาย้เหนียวเทียม, ทองแดง-แอมโมเนีย), ฟิล์มโพลิเมอร์, เคลือบและเคลือบเงา, ผงซักฟอก, วัตถุเจือปนอาหาร (E460) และแม้แต่ผงไร้ควันเป็นผลิตภัณฑ์ของการผลิตและการแปรรูปเซลลูโลส

ในรูปแบบบริสุทธิ์ เซลลูโลสเป็นของแข็งสีขาวที่มีคุณสมบัติค่อนข้างน่าสนใจ แสดงความต้านทานสูงต่ออิทธิพลทางเคมีและกายภาพต่างๆ

ธรรมชาติได้เลือกเซลลูโลส (ไฟเบอร์) เป็นวัสดุก่อสร้างหลัก ในโลกของพืช มันเป็นพื้นฐานสำหรับต้นไม้และพืชชั้นสูงอื่นๆ เซลลูโลสพบในรูปแบบที่บริสุทธิ์ที่สุดในธรรมชาติในขนของเมล็ดฝ้าย

คุณสมบัติเฉพาะของสารนี้ถูกกำหนดโดยโครงสร้างดั้งเดิม สูตรเซลลูโลสมีบันทึกทั่วไป (C6 H10 O5) n ซึ่งเราเห็นโครงสร้างโพลิเมอร์ที่เด่นชัด สารตกค้าง β-กลูโคสเกิดซ้ำหลายครั้ง โดยมีรูปแบบที่ขยายมากขึ้นเป็น -[C6 H7 O2 (OH) 3]- รวมตัวเป็นโมเลกุลเชิงเส้นยาว

สูตรโมเลกุลของเซลลูโลสเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางเคมีเฉพาะเพื่อให้ทนทานต่อผลกระทบจากสภาพแวดล้อมที่รุนแรง อีกทั้งเซลลูโลสยังทนความร้อนได้สูง แม้ที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส สารก็ยังคงโครงสร้างไว้ไม่ยุบตัว การจุดไฟด้วยตัวเองเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 420°C

เซลลูโลสมีคุณสมบัติทางกายภาพที่น่าสนใจไม่น้อย เซลลูโลสในรูปของเส้นใยยาวที่มีกากน้ำตาลกลูโคส 300 ถึง 10,000 โดยไม่มีกิ่งข้าง ส่วนใหญ่จะเป็นตัวกำหนดความเสถียรสูงของสารนี้ สูตรกลูโคสแสดงจำนวนที่ให้เส้นใยเซลลูโลส ไม่เพียงแต่มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเท่านั้น แต่ยังมีความยืดหยุ่นสูงอีกด้วย ผลลัพธ์ของการประมวลผลเชิงวิเคราะห์ของการทดลองและการศึกษาทางเคมีจำนวนมากคือการสร้างแบบจำลองของโมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลส มันเป็นเกลียวแข็งที่มีการเชื่อมโยงพื้นฐาน 2-3 ขั้นตอนซึ่งเสถียรโดยพันธะไฮโดรเจนภายในโมเลกุล

ไม่ใช่สูตรของเซลลูโลส แต่ระดับของพอลิเมอไรเซชันเป็นคุณสมบัติหลักของสารหลายชนิด ดังนั้นในฝ้ายที่ไม่ผ่านการบำบัดจำนวนกลูโคไซด์ตกค้างถึง 2,500-3,000 ในฝ้ายบริสุทธิ์ - จาก 900 ถึง 1,000 เยื่อไม้บริสุทธิ์มีตัวบ่งชี้ 800-1,000 ในเซลลูโลสที่สร้างใหม่จำนวนจะลดลงเหลือ 200-400 และในอุตสาหกรรม เซลลูโลสอะซิเตตมีตั้งแต่ 150 ถึง 270 "ลิงค์" ในโมเลกุล

ผลิตภัณฑ์หลักในการผลิตเซลลูโลสคือไม้ กระบวนการผลิตทางเทคโนโลยีหลักเกี่ยวข้องกับการปรุงเศษไม้ด้วยสารเคมีต่างๆ ตามด้วยการทำความสะอาด การทำให้แห้ง และการตัดผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

การประมวลผลเซลลูโลสที่ตามมาทำให้สามารถรับวัสดุหลากหลายชนิดที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ต้องการซึ่งทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ได้หลากหลายโดยที่ชีวิตของคนสมัยใหม่นั้นยากที่จะจินตนาการ สูตรเฉพาะของเซลลูโลสซึ่งแก้ไขโดยกระบวนการทางเคมีและทางกายภาพกลายเป็นพื้นฐานสำหรับการได้รับวัสดุที่ไม่มีความคล้ายคลึงกันในธรรมชาติซึ่งทำให้สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมียาและกิจกรรมของมนุษย์ในสาขาอื่น ๆ

โครงสร้างทางเคมีของเซลลูโลส

อบจ. นอสโควา, M.S. เฟโดเซฟ

เคมีของไม้

และโพลิเมอร์สังเคราะห์

ส่วนที่ 2

ที่ได้รับการอนุมัติ

กองบรรณาธิการและสำนักพิมพ์สภามหาวิทยาลัย

เป็นเอกสารประกอบการบรรยาย

สำนักพิมพ์

มหาวิทยาลัยเทคนิคระดับการใช้งานของรัฐ

ผู้วิจารณ์:

เทียน เทคโนโลยี วิทยาศาสตร์ ดร. นากิมอฟ

(CJSC "คาร์โบกัม");

เทียน เทคโนโลยี วิทยาศาสตร์ศ. เอฟ.เอช. คากิโมว่า

(มหาวิทยาลัยเทคนิคดัดรัฐ)

นอสโควา, โอ.เอ.

H84 เคมีของไม้และโพลิเมอร์สังเคราะห์: เอกสารประกอบการบรรยาย: ใน 2 ชั่วโมง / O.A. นอสโควา, M.S. เฟโดเซฟ - ระดับการใช้งาน: สำนักพิมพ์ระดับการใช้งาน สถานะ เทคโนโลยี อังตา, 2550. - ตอนที่ 2. - 53 น.

ไอ 978-5-88151-795-3

ให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างทางเคมีและคุณสมบัติของส่วนประกอบหลักของไม้ (เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส ลิกนิน และสารสกัด) ปฏิกิริยาทางเคมีของส่วนประกอบเหล่านี้ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการทางเคมีของไม้หรือระหว่างการดัดแปลงทางเคมีของเซลลูโลส มีการให้ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับกระบวนการทำอาหารด้วย

ออกแบบมาสำหรับนักเรียนพิเศษ 240406 "เทคโนโลยีการแปรรูปไม้ด้วยสารเคมี"

มปช.630*813.+541.6+547.458.8

ISBN 978-5-88151-795-3 © GOU วปอ

"ดัดรัฐ

มหาวิทยาลัยเทคนิค", 2550

การแนะนำ

เคมีไม้เป็นสาขาหนึ่งของเคมีเทคนิคที่ศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของไม้ เคมีของการก่อตัว โครงสร้าง และคุณสมบัติทางเคมีของสารที่ประกอบกันเป็นเนื้อเยื่อไม้ที่ตายแล้ว วิธีการแยกและวิเคราะห์สารเหล่านี้ ตลอดจนลักษณะทางเคมีของกระบวนการทางธรรมชาติและเทคโนโลยีสำหรับการแปรรูปไม้และส่วนประกอบแต่ละส่วน

ในส่วนแรกของเอกสารประกอบการบรรยาย "เคมีของไม้และโพลิเมอร์สังเคราะห์" ที่ตีพิมพ์ในปี 2545 ประเด็นที่เกี่ยวข้องกับกายวิภาคของไม้ โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ องค์ประกอบทางเคมีของไม้ คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีฟิสิกส์ของ ไม้ถือเป็น.

ส่วนที่สองของเอกสารประกอบการบรรยาย "เคมีของไม้และโพลิเมอร์สังเคราะห์" เกี่ยวข้องกับประเด็นที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างทางเคมีและคุณสมบัติของส่วนประกอบหลักของไม้ (เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส ลิกนิน)

บันทึกการบรรยายให้ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับกระบวนการทำอาหาร เช่น เกี่ยวกับการผลิตเยื่อทางเทคนิคซึ่งใช้ในการผลิตกระดาษและกระดาษแข็ง อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของเซลลูโลสทางเทคนิคทำให้ได้อนุพันธ์ - อีเธอร์และเอสเทอร์ซึ่งเส้นใยประดิษฐ์ (viscose, acetate), ฟิล์ม (ฟิล์ม, ภาพถ่าย, ฟิล์มบรรจุภัณฑ์), พลาสติก, สารเคลือบเงา, กาว บทคัดย่อส่วนนี้ยังกล่าวถึงการเตรียมและคุณสมบัติของเซลลูโลสอีเทอร์ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม

เคมีของเซลลูโลส

โครงสร้างทางเคมีของเซลลูโลส

เซลลูโลสเป็นหนึ่งในโพลิเมอร์ธรรมชาติที่สำคัญที่สุด เป็นส่วนประกอบหลักของเนื้อเยื่อพืช เซลลูโลสธรรมชาติพบในปริมาณมากในฝ้าย ปอ และพืชที่มีเส้นใยอื่นๆ ซึ่งได้มาจากเส้นใยเซลลูโลสสิ่งทอจากธรรมชาติ เส้นใยฝ้ายเป็นเซลลูโลสเกือบบริสุทธิ์ (95-99%) แหล่งผลิตเซลลูโลสเชิงอุตสาหกรรมที่สำคัญกว่า (เทคนิคเซลลูโลส) คือไม้ยืนต้น ในเนื้อไม้ของต้นไม้หลายชนิด สัดส่วนมวลของเซลลูโลสเฉลี่ยอยู่ที่ 40–50%

เซลลูโลสเป็นโพลีแซคคาไรด์ที่โมเลกุลขนาดใหญ่สร้างขึ้นจากสิ่งตกค้าง ง-กลูโคส (ลิงค์ β -ด-แอนไฮโดรกลูโคไพราโนส) เชื่อมกันด้วยพันธะ β-ไกลโคซิดิก 1–4:

เซลลูโลสเป็นโฮโมพอลิเมอร์เชิงเส้น (โฮโมโพลีแซคคาไรด์) ซึ่งเป็นของเฮเทอโรเชนโพลิเมอร์ เป็นโพลิเมอร์แบบสเตอริโอรีกูลาร์ ในสายโซ่ที่กากเซลลูไบโอสทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมแบบสเตอริโอซ้ำ สูตรเซลลูโลสทั้งหมดสามารถแสดงได้ (C 6 H 10 O 5) พีหรือ [C 6 H 7 O 2 (OH) 3] พี. หน่วยมอนอเมอร์แต่ละหน่วยประกอบด้วยกลุ่มแอลกอฮอล์ไฮดรอกซิลสามกลุ่ม ซึ่งกลุ่มหนึ่งคือ -CH 2 OH หลัก และสองกลุ่ม (ที่ C 2 และ C 3) เป็นกลุ่ม -CHOH - รอง

ลิงค์สุดท้ายแตกต่างจากลิงค์โซ่ที่เหลือ เทอร์มินอลลิงค์หนึ่งตัว (ถูกต้องตามเงื่อนไข - ไม่รีดิวซ์) มีแอลกอฮอล์ไฮดรอกซิลทุติยภูมิอิสระเพิ่มเติม (ที่ C 4) ลิงค์ปลายอีกด้าน (ซ้ายตามเงื่อนไข - รีดิวซ์) มีไฮดรอกไซด์ฟรีไกลโคซิดิก (ครึ่งอะซีตัล) (ที่ C 1 ) และดังนั้น จึงมีอยู่ในสองรูปแบบเทาโทเมอร์ - ไซคลิก (โคลูอะซีทัล) และเปิด (อัลดีไฮด์):

กลุ่มเทอร์มินอลอัลดีไฮด์ช่วยให้เซลลูโลสมีความสามารถในการรีดิวซ์ (คืนสภาพ) ตัวอย่างเช่น เซลลูโลสสามารถลดทองแดงจาก Cu 2+ เป็น Cu +:

จำนวนทองแดงที่กู้คืน ( เบอร์ทองแดง) ทำหน้าที่เป็นลักษณะเชิงคุณภาพของสายโซ่เซลลูโลสและแสดงระดับของการย่อยสลายออกซิเดชันและไฮโดรไลติก

เซลลูโลสธรรมชาติมีระดับสูงของพอลิเมอไรเซชัน (DP): ไม้ - 5,000-10,000 และสูงกว่า, ฝ้าย - 14,000-20,000 เมื่อแยกออกจากเนื้อเยื่อพืช เซลลูโลสจะถูกทำลายไปบางส่วน เยื่อไม้ทางเทคนิคมี SP ประมาณ 1,000–2,000 SP ของเซลลูโลสถูกกำหนดโดยวิธีวิสโคเมตริกเป็นส่วนใหญ่ โดยใช้เบสเชิงซ้อนบางชนิดเป็นตัวทำละลาย: รีเอเจนต์แอมโมเนียทองแดง (OH) 2, คิวไตรเอทิลีนไดเอมีน (OH) 2, แคดเมียมเอทิลีนไดเอมีน (แคดอกซีน) (OH) 2 เป็นต้น

เซลลูโลสที่แยกได้จากพืชมักกระจายตัวเป็นหลายกลุ่ม ประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีความยาวต่างๆ ระดับของเซลลูโลสโพลีดิสเพอร์ตี้ (ความแตกต่างของโมเลกุล) ถูกกำหนดโดยวิธีการแยกส่วน เช่น การแยกตัวอย่างเซลลูโลสออกเป็นเศษส่วนด้วยน้ำหนักโมเลกุลที่แน่นอน คุณสมบัติของตัวอย่างเซลลูโลส (ความแข็งแรงเชิงกล ความสามารถในการละลาย) ขึ้นอยู่กับค่าเฉลี่ย SP และระดับของการกระจายตัวหลายส่วน