5. Եթե խտացված ծծմբաթթվով թրջված ֆիլտրի թղթի կտորները (ցելյուլոզա) մանրացնում եք ճենապակյա շաղախի մեջ և ստացված լուծույթը ջրով նոսրացնում, ինչպես նաև թթուն չեզոքացնում եք ալկալիով և, ինչպես օսլայի դեպքում, փորձարկեք լուծույթը ռեակցիայի համար։ պղնձի (II) հիդրօքսիդով, ապա կերեւա պղնձի (I) օքսիդի տեսքը։ Այսինքն՝ ցելյուլոզայի հիդրոլիզը տեղի է ունեցել փորձի ժամանակ։ Հիդրոլիզի գործընթացը, ինչպես օսլայի պրոցեսը, ընթանում է փուլերով, մինչև գլյուկոզայի ձևավորումը:

2. Կախված ազոտական ​​թթվի կոնցենտրացիայից և այլ պայմաններից բջջանյութի մոլեկուլի յուրաքանչյուր միավորի մեկ, երկու կամ բոլոր երեք հիդրօքսիլ խմբերը մտնում են էսթերֆիկացման ռեակցիայի մեջ, օրինակ՝ n + 3nHNO3 → n + 3n H2O։

Ցելյուլոզայի օգտագործումը.

Ացետատ մանրաթել ստանալը

68. Ցելյուլոզ, նրա ֆիզիկական հատկություններ

Բնության մեջ գտնելը. ֆիզիկական հատկություններ.

1. Ցելյուլոզը կամ մանրաթելը բույսերի մի մասն է՝ դրանցում բջջային թաղանթներ առաջացնելով։

2. Այստեղից էլ առաջացել է նրա անվանումը (լատիներեն «cellula»-ից՝ բջիջ):

3. Ցելյուլոզը բույսերին տալիս է անհրաժեշտ ուժ և առաձգականություն և, ասես, նրանց կմախքն է։

4. Բամբակի մանրաթելերը պարունակում են մինչեւ 98% ցելյուլոզա։

5. Կտավատի և կանեփի մանրաթելերը նույնպես հիմնականում ցելյուլոզային են; փայտի մեջ այն կազմում է մոտ 50%:

6. Թուղթը, բամբակյա գործվածքները ցելյուլոզային արտադրանք են։

7. Ցելյուլոզայի հատկապես մաքուր նմուշներ են մաքրված բամբակից ստացված բամբակը և զտիչ (չսոսնձված) թղթից։

8. Ընտրված է բնական նյութերՑելյուլոզը կոշտ մանրաթելային նյութ է, որը չի լուծվում ջրի կամ սովորականի մեջ օրգանական լուծիչներ.

Ցելյուլոզայի կառուցվածքը.

1) ցելյուլոզը, ինչպես օսլան, բնական պոլիմեր է.

2) այս նյութերը նույնիսկ ունեն նույն կազմի կառուցվածքային միավորներ՝ գլյուկոզայի մոլեկուլների մնացորդներ, նույն մոլեկուլային բանաձևը (C6H10O5) n;

3) ցելյուլոզայի համար n-ի արժեքը սովորաբար ավելի բարձր է, քան օսլայի համար. նրա միջին մոլեկուլային քաշը հասնում է մի քանի միլիոնի.

4) օսլայի և ցելյուլոզայի հիմնական տարբերությունը նրանց մոլեկուլների կառուցվածքում է:

Բնության մեջ ցելյուլոզ գտնելը.

1. Բնական մանրաթելերում ցելյուլոզային մակրոմոլեկուլները տեղակայված են մեկ ուղղությամբ՝ դրանք ուղղված են մանրաթելերի առանցքի երկայնքով։

2. Այս դեպքում մակրոմոլեկուլների հիդրօքսիլ խմբերի միջև առաջացող բազմաթիվ ջրածնային կապերը որոշում են այդ մանրաթելերի բարձր ամրությունը։

Որո՞նք են ցելյուլոզայի քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները

Բամբակ, սպիտակեղեն և այլն մանելու գործընթացում այս տարրական մանրաթելերը հյուսվում են ավելի երկար թելերի մեջ։

4. Դա բացատրվում է նրանով, որ դրանում գտնվող մակրոմոլեկուլները թեեւ ունեն գծային կառուցվածք, բայց ավելի պատահական են տեղակայված, ոչ մի ուղղությամբ։

Գլյուկոզայի տարբեր ցիկլային ձևերից օսլայի և բջջանյութի մակրոմոլեկուլների կառուցումը զգալիորեն ազդում է դրանց հատկությունների վրա.

1) օսլան մարդու համար կարևոր սննդամթերք է, ցելյուլոզը չի կարող օգտագործվել այդ նպատակով.

2) պատճառն այն է, որ օսլայի հիդրոլիզը խթանող ֆերմենտները չեն գործում ցելյուլոզային մնացորդների միջև եղած կապերի վրա։

69. Ցելյուլոզայի քիմիական հատկությունները և դրա կիրառումը

1. Առօրյայից հայտնի է, որ ցելյուլոզը լավ է այրվում։

2. Երբ փայտը տաքացվում է առանց օդի հասանելիության, տեղի է ունենում ցելյուլոզայի ջերմային տարրալուծում: Սա արտադրում է ցնդող օրգանական նյութեր, ջուր և փայտածուխ.

3. Ի թիվս օրգանական արտադրանքփայտի տարրալուծում - մեթիլ սպիրտ, քացախաթթու, ացետոն:

4. Ցելյուլոզայի մակրոմոլեկուլները կազմված են օսլա առաջացնողների նման միավորներից, այն անցնում է հիդրոլիզի, և դրա հիդրոլիզի արդյունքը, ինչպես օսլան, կլինի գլյուկոզան։

5. Եթե խտացված ծծմբաթթվով թրջված ֆիլտրի թղթի կտորները (ցելյուլոզա) մանրացնում եք ճենապակյա շաղախի մեջ և ստացված լուծույթը ջրով նոսրացնում, ինչպես նաև թթուն չեզոքացնում եք ալկալիով և, ինչպես օսլայի դեպքում, փորձարկեք լուծույթը ռեակցիայի համար։ պղնձի (II) հիդրօքսիդով, ապա կերեւա պղնձի (I) օքսիդի տեսքը։

69. Ցելյուլոզայի քիմիական հատկությունները և դրա կիրառումը

Այսինքն՝ ցելյուլոզայի հիդրոլիզը տեղի է ունեցել փորձի ժամանակ։ Հիդրոլիզի գործընթացը, ինչպես օսլայի պրոցեսը, ընթանում է փուլերով, մինչև գլյուկոզայի ձևավորումը:

6. Ցելյուլոզայի ընդհանուր հիդրոլիզը կարող է արտահայտվել նույն հավասարմամբ, ինչ օսլայի հիդրոլիզը՝ (C6H10O5) n + nH2O = nC6H12O6:

7. Ցելյուլոզայի (C6H10O5) n կառուցվածքային միավորները պարունակում են հիդրօքսիլ խմբեր:

8. Այս խմբերի շնորհիվ ցելյուլոզը կարող է եթերներ և էսթերներ տալ։

9. Ցելյուլոզային ազոտաթթվի եթերները մեծ նշանակություն ունեն։

Ցելյուլոզայի ազոտաթթվի եթերների առանձնահատկությունները.

1. Ստացվում են ցելյուլոզը ազոտաթթվով մշակելով՝ ծծմբաթթվի առկայությամբ։

2. Կախված ազոտական ​​թթվի կոնցենտրացիայից և այլ պայմաններից բջջանյութի մոլեկուլի յուրաքանչյուր միավորի մեկ, երկու կամ բոլոր երեք հիդրօքսիլ խմբերը մտնում են էսթերֆիկացման ռեակցիայի մեջ, օրինակ՝ n + 3nHNO3 -> n + 3n H2O։

Ցելյուլոզայի նիտրատների ընդհանուր հատկությունը նրանց ծայրահեղ դյուրավառությունն է:

Ցելյուլոզայի տրինիտրատը, որը կոչվում է պիրոքսիլին, բարձր պայթյունավտանգ նյութ է: Այն օգտագործվում է առանց ծխի փոշի արտադրելու համար։

Ցելյուլոզայի ացետատը և ցելյուլոզայի տրիացետատը նույնպես շատ կարևոր են: Ցելյուլոզայի դիացետատ և տրիացետատ տեսքընման է ցելյուլոզային:

Ցելյուլոզայի օգտագործումը.

1. Փայտի բաղադրության մեջ իր մեխանիկական ամրության շնորհիվ այն օգտագործվում է շինարարության մեջ։

2. Դրանից պատրաստվում են ատաղձագործական տարբեր արտադրատեսակներ։

3. Թելքավոր նյութերի (բամբակ, սպիտակեղեն) տեսքով օգտագործվում է թելերի, գործվածքների, պարանների պատրաստման համար։

4. Փայտից մեկուսացված ցելյուլոզը (ազատված հարակից նյութերից) օգտագործվում է թուղթ պատրաստելու համար։

Օ.Ա. Նոսկովա, Մ.Ս. Ֆեդոսեև

Փայտի քիմիա

և սինթետիկ պոլիմերներ

ՄԱՍ 2

Հաստատված է

Համալսարանի խմբագրական և հրատարակչական խորհուրդ

որպես դասախոսության նշումներ

Հրատարակչություն

Պերմի պետական ​​տեխնիկական համալսարան

Գրախոսներ.

քնքուշ. տեխ. գիտություններ Դ.Ռ. Նագիմով

(ՓԲԸ «Կարբոկամ»);

քնքուշ. տեխ. գիտությունների, պրոֆ. Ֆ.Հ. Խակիմովա

(Պերմի պետական ​​տեխնիկական համալսարան)

Նոսկովա, Օ.Ա.

H84 Փայտի և սինթետիկ պոլիմերների քիմիա՝ դասախոսության նշումներ՝ 2 ժամում / O.A. Նոսկովա, Մ.Ս. Ֆեդոսեև. - Պերմ: Պերմի հրատարակչություն: պետություն տեխ. un-ta, 2007. - Մաս 2. - 53 էջ.

ISBN 978-5-88151-795-3

Տրված են տեղեկություններ փայտի հիմնական բաղադրիչների (ցելյուլոզա, կիսցելյուլոզա, լիգնին և արդյունահանող նյութեր) քիմիական կառուցվածքի և հատկությունների վերաբերյալ: Դիտարկվում են այս բաղադրիչների քիմիական ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում փայտի քիմիական մշակման կամ ցելյուլոզայի քիմիական փոփոխության ժամանակ: Տրվում են նաև ընդհանուր տեղեկություններ պատրաստման գործընթացների մասին։

Նախատեսված է 240406 «Փայտի քիմիական մշակման տեխնոլոգիա» մասնագիտության ուսանողների համար։

UDC 630*813. + 541.6 + 547.458.8

ISBN 978-5-88151-795-3 © GOU VPO

«Պերմի նահանգ

Տեխնիկական համալսարան», 2007 թ

Ներածություն

Փայտի քիմիան տեխնիկական քիմիայի մի ճյուղ է, որն ուսումնասիրում է փայտի քիմիական բաղադրությունը; մեռած փայտի հյուսվածքը կազմող նյութերի ձևավորման, կառուցվածքի և քիմիական հատկությունների քիմիան. այդ նյութերի մեկուսացման և վերլուծության մեթոդները, ինչպես նաև բնական և քիմիական բնույթը տեխնոլոգիական գործընթացներփայտի և դրա առանձին բաղադրիչների վերամշակում.

2002 թվականին հրատարակված «Փայտի և սինթետիկ պոլիմերների քիմիա» դասախոսության առաջին մասում փայտի անատոմիայի, բջջային թաղանթի կառուցվածքի հետ կապված հարցեր. քիմիական բաղադրությունըփայտ, փայտի ֆիզիկական և ֆիզիկաքիմիական հատկությունները.

«Փայտի և սինթետիկ պոլիմերների քիմիա» դասախոսության երկրորդ մասը վերաբերում է փայտի հիմնական բաղադրիչների (ցելյուլոզա, կիսցելյուլոզա, լիգնին) քիմիական կառուցվածքին և հատկություններին:

Դասախոսության գրառումները տրամադրում են ընդհանուր տեղեկություններ պատրաստման գործընթացների մասին, այսինքն. տեխնիկական ցելյուլոզայի արտադրության վրա, որն օգտագործվում է թղթի և ստվարաթղթի արտադրության մեջ։ Տեխնիկական ցելյուլոզայի քիմիական փոխակերպումների արդյունքում ստացվում են նրա ածանցյալներ՝ եթերներ և էսթերներ, որոնցից արտադրվում են արհեստական ​​մանրաթելեր (վիսկոզա, ացետատ), թաղանթներ (ֆիլմ, ֆոտո, փաթեթավորման թաղանթներ), պլաստմասսա, լաքեր, սոսինձներ։ Համառոտագրի այս մասում համառոտ քննարկվում է նաև ցելյուլոզային եթերների պատրաստումը և հատկությունները, որոնք հայտնաբերվել են. լայն կիրառությունարդյունաբերության մեջ։

Ցելյուլոզայի քիմիա

Ցելյուլոզայի քիմիական կառուցվածքը

Ցելյուլոզը ամենակարևոր բնական պոլիմերներից մեկն է։ Բուսական հյուսվածքների հիմնական բաղադրիչն է։ Բնական ցելյուլոզը մեծ քանակությամբ հանդիպում է բամբակի, կտավատի և այլ մանրաթելային բույսերում, որոնցից ստացվում են բնական տեքստիլ ցելյուլոզային մանրաթելեր։ Բամբակի մանրաթելերը գրեթե մաքուր ցելյուլոզ են (95-99%): Ցելյուլոզայի (տեխնիկական ցելյուլոզ) արդյունաբերական արտադրության ավելի կարևոր աղբյուր են փայտային բույսերը։ Տարբեր ծառատեսակների փայտի մեջ ցելյուլոզայի զանգվածային բաժինը միջինում կազմում է 40–50%:

Ցելյուլոզը պոլիսախարիդ է, որի մակրոմոլեկուլները կառուցված են մնացորդներից Դ-գլյուկոզա (հղումներ β -Դ-անհիդրոգլուկոպիրանոզ), կապված β-գլիկոզիդային կապերով 1–4:

Ցելյուլոզը գծային հոմոպոլիմեր է (հոմոպոլ-սախարիդ), որը պատկանում է հետերաշղթայական պոլիմերներին (պոլիացետալներին)։ Այն կարծրականոնավոր պոլիմեր է, որի շղթայում ցելոբիոզի մնացորդը ծառայում է որպես կարծրակրկնվող օղակ։ Ցելյուլոզայի ընդհանուր բանաձևը կարող է ներկայացվել որպես (C6H10O5) Պկամ [C6H7O2 (OH)3] Պ. Յուրաքանչյուր մոնոմեր միավոր պարունակում է երեք ալկոհոլային հիդրօքսիլ խմբեր, որոնցից մեկը առաջնային է -CH2OH, իսկ երկուսը (C2 և C3-ում) երկրորդական -CHOH- են:

Վերջնական օղակները տարբերվում են մնացած շղթայական օղակներից: Մեկ տերմինալային կապը (պայմանականորեն աջ - չնվազեցնող) ունի լրացուցիչ անվճար երկրորդական սպիրտ հիդրոքսիլ (C4-ում): Մյուս տերմինալային կապը (պայմանականորեն ձախ՝ նվազեցնող) պարունակում է ազատ գլիկոզիդային (կիսացետալ) հիդրոքսիլ (C1-ում): ) և, հետևաբար, կարող է գոյություն ունենալ երկու տավտոմերային ձևերով՝ ցիկլային (կոլուացետալ) և բաց (ալդեհիդ).

Վերջնական ալդեհիդային խումբը ցելյուլոզին տալիս է վերականգնող (վերականգնող) հատկություն։ Օրինակ, ցելյուլոզը կարող է վերականգնել պղինձը Cu2+-ից Cu+:

Վերականգնված պղնձի քանակը ( պղնձի համարը) ծառայում է որպես ցելյուլոզային շղթաների երկարության որակական բնութագիր և ցույց է տալիս դրա օքսիդատիվ և հիդրոլիտիկ քայքայման աստիճանը։

Բնական ցելյուլոզն ունի պոլիմերացման բարձր աստիճան (DP)՝ փայտ՝ 5000-10000 և բարձր, բամբակ՝ 14000-20000։ Բույսերի հյուսվածքներից մեկուսացնելիս ցելյուլոզը որոշ չափով քայքայվում է։ Տեխնիկական փայտի միջուկն ունի մոտ 1000–2000 SP: Ցելյուլոզայի SP-ն որոշվում է հիմնականում մածուցիկական մեթոդով՝ որպես լուծիչներ օգտագործելով որոշ բարդ հիմքեր՝ պղնձի ամոնիակային ռեագենտ (OH) 2, cupriethylenediamine (OH) 2, կադմիումի էթիլենդիամին (cadoxene) (OH) 2 և այլն։

Բույսերից մեկուսացված ցելյուլոզը միշտ պոլիդիսպերս է. պարունակում է տարբեր երկարությունների մակրոմոլեկուլներ: Ցելյուլոզային պոլիդիսպերսիայի (մոլեկուլային տարասեռության) աստիճանը որոշվում է ֆրակցիոն մեթոդներով, այսինքն. բջջանյութի նմուշի բաժանումը որոշակի մոլեկուլային քաշ ունեցող ֆրակցիաների: Ցելյուլոզային նմուշի հատկությունները (մեխանիկական ամրություն, լուծելիություն) կախված են միջին SP-ից և պոլիդիսպերսիայի աստիճանից։

12345678910Հաջորդը ⇒

Հրապարակման ամսաթիվ՝ 2015-11-01; Կարդացեք՝ 1100 | Էջի հեղինակային իրավունքի խախտում

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018. (0.002 s) ...

Պոլիսաքարիդների (հոմո- և հետերոպոլիսաքարիդների) կառուցվածքը, հատկությունները, գործառույթները.

ՊՈԼԻՍԱՔԱՐԻԴՆԵՐբարձր մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութեր են պոլիմերներ)բաղկացած է մեծ քանակությամբ մոնոսաքարիդներից։ Ըստ իրենց բաղադրության՝ դրանք բաժանվում են հոմոպոլիսախարիդների և հետերոպոլիսաքարիդների։

Հոմոպոլիսաքարիդներպոլիմերներ են, որոնք մեկ տեսակի մոնոսաքարիդներից . Օրինակ՝ գլիկոգենը, օսլան կառուցված են միայն α-գլյուկոզայի (α-D-գլյուկոպիրանոզ) մոլեկուլներից, β-գլյուկոզան նույնպես մանրաթելային (ցելյուլոզային) մոնոմեր է։

Օսլա.Սա պահուստային պոլիսախարիդ բույսեր. Օսլայի մոնոմերն է α-գլյուկոզա. Մնում է գլյուկոզա Վօսլայի մոլեկուլը գծային հատվածներում փոխկապակցված են α-1,4-գլիկոզիդային , և մասնաճյուղերում α-1,6-գլիկոզիդային կապեր .

Օսլան երկու հոմոպոլիսախարիդների խառնուրդ է՝ գծային - ամիլոզա (10-30%) և ճյուղավորված - ամիլոպեկտին (70-90%).

Գլիկոգեն.Սա է հիմնականը պահուստային պոլիսախարիդ մարդկային և կենդանական հյուսվածքներ. Գլիկոգենի մոլեկուլն ունի մոտ 2 անգամ ավելի ճյուղավորված կառուցվածք, քան օսլայի ամիլոպեկտինը։ Գլիկոգենի մոնոմեր է α-գլյուկոզա . Գլիկոգենի մոլեկուլում գծային հատվածներում գլյուկոզայի մնացորդները փոխկապակցված են α-1,4-գլիկոզիդային , և մասնաճյուղերում α-1,6-գլիկոզիդային կապեր .

Ցելյուլոզա.Սա ամենատարածվածն է կառուցվածքային բույսի հոմոպոլիսաքարիդ. IN գծային մանրաթելային մոլեկուլների մոնոմերներ β-գլյուկոզա փոխկապակցված β-1,4-գլիկոզիդային կապեր . Բջջանյութը չի ներծծվում մարդու օրգանիզմում, սակայն իր կոշտության պատճառով գրգռում է աղեստամոքսային տրակտի լորձաթաղանթը, դրանով իսկ. ուժեղացնում է պերիստալտիկան և խթանում է մարսողական հյութերի արտազատումը, նպաստում է կղանքի առաջացմանը.

պեկտինային նյութեր- պոլիսախարիդներ, որոնց մոնոմերն է Դ- գալակտուրոնաթթու , որոնց մնացորդները միացված են α-1,4-գլիկոզիդային կապերով։ Պարունակվում է մրգերի և բանջարեղենի մեջ և դրանք բնութագրվում են ժելեցմամբ օրգանական թթուների առկայությամբ, որն օգտագործվում է սննդի արդյունաբերության մեջ (դոնդող, մարմելադ):

Հետերոպոլիսաքարիդներ(mucopolysaccharides, glycosaminoglycans) - պոլիմերներ, որոնք բաղկացած են մոնոսաքարիդներից տարբեր տեսակի . Կառուցվածքով ներկայացնում են

չճյուղավորված շղթաներ-ից կառուցված կրկնելով դիսաքարիդների մնացորդները , որը պետք է ներառի ամինաշաքար (գլյուկոզամին կամ գալակտոզամին) և hexuronic թթուներ (գլյուկուրոնիկ կամ իդուրոնիկ):

Ցելյուլոզայի ֆիզիկական, քիմիական հատկությունները

Դրանք դոնդողանման նյութեր են, կատարում են մի շարք գործառույթներ, ներառյալ. պաշտպանիչ (լորձ), կառուցվածքային, միջբջջային նյութի հիմքն են։

Օրգանիզմում հետերոպոլիսաքարիդները չեն առաջանում ազատ վիճակում, այլ միշտ կապված են սպիտակուցների (գլիկոպրոտեիններ և պրոտեոգլիկաններ) կամ լիպիդների (գլիկոլիպիդների) հետ։

Կառուցվածքով և հատկություններով բաժանվում են թթվային և չեզոք:

ԹԹՎԱՅԻՆ ՀԵՏԵՐՈՊՈԼԻՍԱՔԱՐԻԴՆԵՐ:

Դրանք պարունակում են հեքսուրոնիկ կամ ծծմբաթթուներ։ Ներկայացուցիչներ.

Հիալուրոնաթթուհիմնականն է միջբջջային նյութի կառուցվածքային բաղադրիչ, որը կարող է կապվել ջուր («կենսաբանական ցեմենտ») . Հիալուրոնաթթվի լուծույթներն ունեն բարձր մածուցիկություն, հետևաբար դրանք ծառայում են որպես խոչընդոտ միկրոօրգանիզմների ներթափանցման համար, մասնակցում են ջրի նյութափոխանակության կարգավորմանը և միջբջջային նյութի հիմնական մասն են կազմում):

Քոնդրոյտինի սուլֆատները կառուցվածքային բաղադրիչներ ենաճառ, կապաններ, ջիլեր, ոսկորներ, սրտի փականներ:

Հեպարին – հակամակարդիչ (կանխում է արյան մակարդումը), ունի հակաբորբոքային ազդեցություն, մի շարք ֆերմենտների ակտիվացնող։

Չեզոք ՀԵՏԵՐՈՊՈԼԻՍԱՔԱՐԻԴՆԵՐ.արյան շիճուկի գլիկոպրոտեինների, թքի, մեզի մուկինների և այլնի մի մասն են, որոնք կառուցված են ամինաշաքարներից և սիալաթթուներից: Չեզոք բժիշկները շատերի մի մասն են: ֆերմենտներ և հորմոններ:

ՍԻԱԼԱԿԱՆ ԹԹՈՒՆԵՐ - նեյրամինաթթվի միացություն քացախաթթվի կամ ամինաթթվի հետ՝ գլիկինի հետ, մտնում են բջջային թաղանթների, կենսաբանական հեղուկների մեջ։ Սիալաթթուները որոշվում են համակարգային հիվանդությունների (ռևմատիզմ, համակարգային կարմիր գայլախտ) ախտորոշման համար։

Բույսերի բջիջների պատի մաս կազմող պոլիսախարիդների խմբի բարդ ածխաջրերը կոչվում են բջջանյութ կամ մանրաթել։ Նյութը հայտնաբերվել է 1838 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Անսելմ Պայենի կողմից։ Ցելյուլոզային բանաձեւ - (C 6 H 10 O 5) n.

Կառուցվածք

Չնայած ընդհանուր հատկանիշներին, ցելյուլոզը տարբերվում է մյուսներից բուսական պոլիսախարիդ- օսլա: Ցելյուլոզայի մոլեկուլը սախարիդների երկար, չափազանց չճյուղավորված շղթա է։ Ի տարբերություն օսլայի, որը բաղկացած է α-գլյուկոզայի մնացորդներից, այն ներառում է բազմաթիվ β-գլյուկոզայի մնացորդներ՝ կապված միմյանց հետ։

Խիտ գծային կառուցվածքի շնորհիվ մոլեկուլները մանրաթելեր են կազմում։

Բրինձ. 1. Ցելյուլոզայի մոլեկուլի կառուցվածքը.

Ցելյուլոզը պոլիմերացման ավելի բարձր աստիճան ունի, քան օսլան։

Անդորրագիր

Արդյունաբերական պայմաններում ցելյուլոզը եփում են փայտից (չիպսերից): Դրա համար օգտագործվում են թթվային կամ ալկալային ռեակտիվներ: Օրինակ, նատրիումի հիդրոսուլֆիտը, նատրիումի հիդրօքսիդը, լորենի:

Եփելու արդյունքում բջջանյութ է առաջանում օրգանական միացությունների խառնուրդով։ Այն մաքրելու համար օգտագործեք ալկալային լուծույթ։

Ֆիզիկական հատկություններ

Մանրաթելը անճաշակ, մանրաթելային նյութ է։ սպիտակ գույն. Ցելյուլոզը վատ է լուծվում ջրի և օրգանական լուծիչների մեջ: Այն լուծվում է Շվեյցերի ռեագենտում՝ պղնձի (II) հիդրօքսիդի ամոնիակային լուծույթում։

Հիմնական ֆիզիկական հատկությունները.

• փլուզվում է 200°C-ում;
• այրվում է 275 ° C ջերմաստիճանում;
• ինքնաբուխ բռնկվում է 420°C ջերմաստիճանում;
• հալվում է 467°C ջերմաստիճանում։

Բնության մեջ ցելյուլոզը հանդիպում է բույսերում։ Այն ձևավորվում է ֆոտոսինթեզի ժամանակ և կառուցվածքային ֆունկցիա է կատարում բույսերում։ Սննդային հավելում է E460։

Բրինձ. 2. Բույսերի բջջային պատը.

Քիմիական հատկություններ

Մեկ սախարիդում երեք հիդրօքսիլ խմբերի առկայության պատճառով մանրաթելը ցուցադրում է պոլիհիդրիկ սպիրտների հատկություններ և ի վիճակի է էսթերֆիկացման ռեակցիաների մեջ մտնել էսթերների ձևավորմամբ: Երբ քայքայվում է առանց թթվածնի հասանելիության, այն քայքայվում է փայտածուխի, ջրի և ցնդող օրգանական նյութերի:

Մանրաթելի հիմնական քիմիական հատկությունները ներկայացված են աղյուսակում:

Բրինձ. 3. Պիրոքսիլին.

Ցելյուլոզը հիմնականում օգտագործվում է թղթի պատրաստման, ինչպես նաև եթերների, սպիրտների, գլյուկոզայի արտադրության համար։

Ի՞նչ ենք մենք սովորել:

Ցելյուլոզը կամ մանրաթելը ածխաջրերի դասի պոլիմեր է, որը բաղկացած է β-գլյուկոզայի մնացորդներից։ Բույսերի բջիջների պատերի մի մասն է։ Այն սպիտակ, անճաշակ նյութ է, որը ձևավորում է ջրի և օրգանական լուծիչների մեջ վատ լուծվող մանրաթելեր։ Ցելյուլոզը փայտից մեկուսացվում է pulping-ով: Միացությունը մտնում է էսթերֆիկացման և հիդրոլիզի ռեակցիաների մեջ և կարող է քայքայվել օդի բացակայության դեպքում։ Ամբողջությամբ քայքայվելուց առաջանում է ջուր և ածխաթթու գազ։

Ցելյուլոզը երկու բնական նյութերի ածանցյալ է՝ փայտի և բամբակի։ Բույսերում այն ​​կատարում է կարևոր գործառույթնրանց տալով ճկունություն և ուժ:

Որտե՞ղ է հայտնաբերվել նյութը:

Ցելյուլոզը բնական նյութ է։ Բույսերը կարողանում են ինքնուրույն արտադրել այն։ Կազմը պարունակում է՝ ջրածին, թթվածին, ածխածին։

Բույսերը շաքար են արտադրում արևի լույսի ազդեցության տակ, այն մշակվում է բջիջների կողմից և թույլ է տալիս մանրաթելերին դիմակայել քամու մեծ բեռներին: Ցելյուլոզը ֆոտոսինթեզի գործընթացում ներգրավված նյութ է։ Եթե ​​կտրվածքի վրա շաքարաջուր ցողեն թարմ փայտհեղուկը արագ ներծծվում է.

Սկսվում է ցելյուլոզայի արտադրությունը։ Դրա ստացման այս բնական եղանակը հիմք է ընդունվում արդյունաբերական մասշտաբով բամբակյա գործվածքի արտադրության համար։ Կան մի քանի եղանակներ, որոնցով ստացվում է տարբեր որակի միջուկ։

Արտադրության մեթոդ #1

Ցելյուլոզը բնական ճանապարհով ստացվում է բամբակի սերմերից։ Մազերը հավաքվում են ավտոմատ մեխանիզմներով, սակայն բույսի համար երկար աճի շրջան է պահանջվում։ Այս կերպ արտադրված գործվածքը համարվում է ամենամաքուրը։

Ավելի արագ ցելյուլոզը կարելի է ձեռք բերել փայտի մանրաթելից: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդով որակը շատ ավելի վատ է: Այս նյութը հարմար է միայն ոչ մանրաթելային պլաստիկի, ցելոֆանի արտադրության համար: Նաև նման նյութից կարող են արտադրվել արհեստական ​​մանրաթելեր։

բնական ստացում

Բամբակի սերմերից ցելյուլոզայի արտադրությունը սկսվում է երկար մանրաթելերի բաժանմամբ։ Այս նյութը օգտագործվում է բամբակյա գործվածք պատրաստելու համար։ Փոքր մասերը, 1,5 սմ-ից պակաս, կոչվում են

Դրանք հարմար են ցելյուլոզայի արտադրության համար։ Հավաքված մասերը ենթարկվում են տաքացման տակ բարձր ճնշում. Գործընթացի տեւողությունը կարող է լինել մինչեւ 6 ժամ։ Նախքան նյութը տաքացնելը, դրան ավելացնում են նատրիումի հիդրօքսիդ։

Ստացված նյութը պետք է լվանալ։ Դրա համար օգտագործվում է քլոր, որը նաև սպիտակեցնում է։ Այս մեթոդով ցելյուլոզայի բաղադրությունը ամենամաքուրն է (99%)։

Արտադրության մեթոդ թիվ 2 փայտից

Փայտի չիպերն օգտագործվում են 80-97% միջուկ ստանալու համար փշատերեւ ծառեր, քիմիական նյութեր. Ամբողջ զանգվածը խառնվում է և ենթարկվում ջերմաստիճանի մշակման։ Եփելու արդյունքում անհրաժեշտ նյութն ազատվում է։

Կալցիումի բիսուլֆիտը, ծծմբի երկօքսիդը և փայտի միջուկը խառնվում են։ Ստացված խառնուրդում ցելյուլոզը 50%-ից ոչ ավելի է։ Ռեակցիայի արդյունքում հեղուկում լուծվում են ածխաջրածիններն ու լիգնինները։ Պինդ նյութը անցնում է մաքրման փուլ։

Ստացեք անորակ թղթի նմանվող զանգված։ Այս նյութը հիմք է հանդիսանում նյութերի արտադրության համար.

• Էֆիրով.
• ցելոֆան.
• Viscose մանրաթել.

Ի՞նչ է ստացվում արժեքավոր նյութից:

Թելքավոր, որը թույլ է տալիս դրանից հագուստ պատրաստել։ Բամբակյա նյութը 99,8% բնական արտադրանք է, որը ստացվել է վերը նշված բնական մեթոդով: Այն կարող է օգտագործվել նաև քիմիական ռեակցիայի արդյունքում պայթուցիկ նյութեր պատրաստելու համար։ Ցելյուլոզը ակտիվ է, երբ դրա վրա թթուներ են կիրառվում:

Ցելյուլոզայի հատկությունները կիրառելի են գործվածքների արտադրության համար։ Այսպիսով, դրանից պատրաստված են արհեստական ​​մանրաթելեր, որոնք արտաքինով և հպումով նման են բնական գործվածքների.

• վիսկոզա և;
• արհեստական ​​մորթի;
• պղինձ-ամոնիակ մետաքս:

Հիմնականում փայտի միջուկից պատրաստվում են.

• լաքեր;
• լուսանկարչական ֆիլմ;
• թղթե արտադրանք;
• պլաստմասսա;
• սպունգեր սպասք լվանալու համար;
• առանց ծխի փոշի.

Քիմիական ռեակցիայի արդյունքում ցելյուլոզ է ստացվում.

• տրինիտրոցելյուլոզա;
• դինտրոցելյուլոզա;
• գլյուկոզա;
• հեղուկ վառելիք.

Ցելյուլոզը կարող է օգտագործվել նաև սննդի մեջ։ Որոշ բույսեր (նեխուր, հազար, թեփ) պարունակում են դրա մանրաթելերը։ Այն նաև ծառայում է որպես օսլայի արտադրության նյութ։ Մենք արդեն սովորել ենք, թե ինչպես կարելի է դրանից բարակ թելեր պատրաստել՝ արհեստական ​​ցանցը շատ դիմացկուն է և չի ձգվում։

Ցելյուլոզայի քիմիական բանաձևը C6H10O5 է: Այն պոլիսախարիդ է։ Այն պատրաստված է.

• բժշկական բամբակ;
• վիրակապեր;
• տամպոններ;
• ստվարաթուղթ, chipboard;
• սննդային հավելում E460.

Նյութի առավելությունները

Ցելյուլոզը ի վիճակի է դիմակայել բարձր ջերմաստիճաններին մինչև 200 աստիճան: Մոլեկուլները չեն ոչնչացվում, սա թույլ է տալիս դրանից պատրաստել պլաստիկ սպասքբազմակի օգտագործման. Միևնույն ժամանակ, այն պահպանում է կարևոր որակ- առաձգականություն.

Ցելյուլոզը դիմանում է թթուների երկարատեւ ազդեցությանը: Ջրի մեջ բացարձակապես անլուծելի։ Չի մարսվում մարդու օրգանիզմի կողմից, օգտագործվում է որպես սորբենտ։

Միկրոբյուրեղային ցելյուլոզը այլընտրանքային բժշկության մեջ օգտագործվում է որպես մարսողական համակարգի մաքրող միջոց: Փոշիացված նյութը գործում է որպես սննդային հավելում` սպառված ուտեստների կալորիականությունը նվազեցնելու համար: Սա նպաստում է տոքսինների հեռացմանը, արյան մեջ շաքարի և խոլեստերինի իջեցմանը:

Արտադրության մեթոդ թիվ 3՝ արդ

Արտադրության վայրերում միջուկը պատրաստվում է տարբեր միջավայրերում եփելով: Օգտագործված նյութը կախված է ռեագենտի տեսակից՝ փայտի տեսակից.

• Խեժային ապարներ.
• Տերեւաթափ ծառեր.
• Բույսեր.

Խոհարարության համար կան մի քանի տեսակի ռեակտիվներ.

• Հակառակ դեպքում մեթոդը կոչվում է սուլֆիտ: Որպես լուծույթ օգտագործվում է ծծմբաթթվի աղ կամ դրա հեղուկ խառնուրդ։ Արտադրության այս տարբերակով ցելյուլոզը մեկուսացված է փշատերեւ տեսակներից: Եղեւնին եւ եղեւնին լավ մշակված են։
• Ալկալային միջավայրը կամ սոդայի մեթոդը հիմնված է նատրիումի հիդրօքսիդի օգտագործման վրա: Լուծումը լավ բաժանում է ցելյուլոզը բույսերի (եգիպտացորենի ցողուններ) և ծառերի (հիմնականում տերեւաթափ) մանրաթելերից։
• Նատրիումի հիդրօքսիդի և նատրիումի սուլֆիդի միաժամանակյա օգտագործումը օգտագործվում է սուլֆատի մեթոդով: Այն լայնորեն ներմուծվում է սպիտակ լիկյորի սուլֆիդի արտադրության մեջ: Տեխնոլոգիան բավականին բացասական է շրջակա միջավայրի համար՝ երրորդ կողմի քիմիական ռեակցիաների ձևավորման պատճառով:

Վերջին մեթոդը ամենատարածվածն է իր բազմակողմանիության պատճառով. միջուկը կարելի է ձեռք բերել գրեթե ցանկացած ծառից: Այնուամենայնիվ, նյութի մաքրությունը մեկ եռումից հետո այնքան էլ բարձր չէ: Կեղտերը հեռացվում են լրացուցիչ ռեակցիաներով.

• հեմիցելյուլոզները հեռացվում են ալկալային լուծույթներով.
• Լիգնինի մակրոմոլեկուլները և դրանց ոչնչացման արտադրանքները հեռացվում են քլորով, որին հաջորդում է ալկալիների բուժումը:

Սննդային արժեքը

Օսլան և ցելյուլոզը նման կառուցվածք ունեն։ Փորձերի արդյունքում հնարավոր է եղել արտադրանք ստանալ անուտելի մանրաթելից։ Նրան անընդհատ մարդ է պետք։ Օգտագործված սննդամթերքը բաղկացած է ավելի քան 20% օսլայից։

Գիտնականներին հաջողվել է ցելյուլոզից ստանալ ամիլոզա, որը դրականորեն է ազդում մարդու օրգանիզմի վիճակի վրա։ Միաժամանակ, ռեակցիայի ընթացքում գլյուկոզա է արտազատվում։ Ստացվում է առանց թափոնների արտադրություն՝ վերջին նյութն ուղարկվում է էթանոլի արտադրության համար։ Ամիլոզը նաև ծառայում է որպես ճարպակալման կանխարգելման միջոց։

Ռեակցիայի արդյունքում ցելյուլոզը մնում է պինդ վիճակում՝ նստելով անոթի հատակին։ Մնացած բաղադրիչները հանվում են մագնիսական նանոմասնիկների միջոցով կամ լուծվում և հեռացվում հեղուկի հետ միասին:

Վաճառվող նյութերի տեսակները

Մատակարարներն առաջարկում են տարբեր որակի միջուկ՝ մատչելի գներով: Մենք թվարկում ենք նյութերի հիմնական տեսակները.

• Ցելյուլոզայի սուլֆատ սպիտակ, արտադրվում է երկու տեսակի փայտից՝ փշատերեւ և կարծր փայտից: Փաթեթավորման մեջ օգտագործվում է չսպիտակեցված նյութ, անորակ թուղթ մեկուսիչ նյութերև այլ նպատակներ։
• Սուլֆիտը նաև վաճառքի է հանվում սպիտակ գույնով՝ պատրաստված փշատերև ծառերից:
• Սպիտակ փոշի նյութը հարմար է բժշկական նյութերի արտադրության համար։
• Պրեմիում դասի ցելյուլոզը արտադրվում է սպիտակեցման միջոցով՝ առանց քլորի մասնակցության: Հումքն են փշատերևներ. Փայտի միջուկը 20/80% հարաբերակցությամբ կազմված է եղևնի և սոճու չիպսերի համակցությունից: Ստացված նյութի մաքրությունը ամենաբարձրն է։ Հարմար է բժշկության մեջ օգտագործվող ստերիլ նյութերի արտադրության համար։

Համապատասխան միջուկը ընտրելու համար օգտագործվում են ստանդարտ չափանիշներ՝ նյութի մաքրություն, առաձգական ուժ, մանրաթելերի երկարություն, պատռվելու դիմադրության ինդեքս։ Քանակականորեն նշվում են նաև ջրային էքստրակտի միջավայրի քիմիական վիճակը կամ ագրեսիվությունը և խոնավությունը: Սպիտակեցված միջուկի տեսքով մատակարարվող միջուկի համար կիրառելի են այլ ցուցանիշներ՝ հատուկ ծավալ, պայծառություն, մանրացման չափ, առաձգական ուժ, մաքրություն:

Ցելյուլոզայի զանգվածի համար կարևոր ցուցանիշ է արցունքաբեր դիմադրության ինդեքսը։ Դրանից է կախված արտադրվող նյութերի նպատակը։ Հաշվի առեք որպես հումք օգտագործված և խոնավությունը: Կարևոր է նաև խեժերի և ճարպերի մակարդակը։ Փոշու միատեսակությունը կարևոր է որոշակի գործընթացների կիրառման համար: Նմանատիպ նպատակների համար գնահատվում է թերթի նյութի ամրությունը և պայթելու ուժը:

Ինչի համար է ցելյուլոզը:

Ցելյուլոզա - բնական արտադրանք, և այն կարելի է ձեռք բերել միայն բնական ճանապարհով, այն արհեստականորեն սինթեզված չէ։ Ցելյուլոզայի ամենամաքուր ձևը բամբակյա մազերն են: Ներկայումս ցելյուլոզը ստացվում է միայն երկու տեսակի բնական հումքից՝ բամբակից և փայտի միջուկից։ Բամբակը կարիք չունի բարդ գործընթացվերամշակում, որպեսզի հետագայում դրանից արտադրվեն արհեստական ​​մանրաթելեր և ոչ մանրաթելային պլաստմասսա։ Բամբակից ցելյուլոզ ստանալու գործընթացը հետևյալն է՝ բամբակի սերմից նախ առանձնացնում են երկար մանրաթելեր, որոնք, ըստ էության, օգտագործվում են բամբակյա գործվածքների պատրաստման համար։ Դրանից հետո մնում է «փեղկ» կամ բամբակյա բմբուլ, որը կարճ մազեր է՝ 15 մմ-ից ոչ ավելի երկարությամբ։ Թզուկը բամբակի սերմից անջատվելուց հետո տաքացնում են ճնշման տակ երկուսից վեց ժամ։ Այս դեպքում օգտագործվում է նաև նատրիումի հիդրօքսիդի 3% լուծույթ։ Դրանից հետո ստացված նյութը լվանում և սպիտակեցնում են քլորով, ապա նորից լվանում և չորացնում։ Ստացվում է ցելյուլոզ, որի մաքրությունը կազմում է 99%: Դա ամենամաքուր ցելյուլոզն է։

Փայտի միջուկից ստացվում է ավելի «կեղտոտ» ցելյուլոզա՝ այն պարունակում է ոչ ավելի, քան 97% մաքուր ցելյուլոզ։ Փայտի միջուկը պատրաստվում է փշատերեւ ծառերից։ Փայտի չիպսերը ճնշում են ծծմբի երկօքսիդի և կալցիումի բիսուլֆիտի հետ խաշած: Լիգնիններն ու ածխաջրածինները, որոնցից փայտի միջուկի մոտ կեսը, ազատվում են լուծույթի մեջ։ Արդյունքում ստացված նյութը լվանալուց, սպիտակեցնելուց և մաքրելուց հետո ստացվում է չամրացված թղթի նման մի բան։ Այս նյութը պարունակում է 80-ից 97% ցելյուլոզ: Այս կերպ ստացված ցելյուլոզից կարելի է դրանից վիսկոզայի մանրաթել և ցելոֆան պատրաստել։ Բացի այդ, դրանից ստացվում են նաև եթերներ և եթերներ։

Մարդը ցելյուլոզ է օգտագործում արդյունաբերության տարբեր ճյուղերում, օրինակ՝ հագուստը կարում են բամբակից, իսկ բամբակը 99,8%-ով բաղկացած է բնական ցելյուլոզից։ Իսկ պայթուցիկ պիրոքսիլինը ստանալու համար պարզապես պետք է ծախսել քիմիական ռեակցիա- բամբակի վրա քսել ազոտային և ծծմբական թթու:

Մարդիկ ցելյուլոզն օգտագործում են նաև սննդի համար։ Այն շատ ուտելի բույսերի մաս է՝ հազար, նեխուր։ Թեփը պարունակում է մեծ թվովցելյուլոզա, որն անհրաժեշտ է մարդու մարմնին. Չնայած ցելյուլոզը չի կարող վերամշակվել մարդու կողմից մարսողական համակարգը, նա ներկայացնում է «կոպիտ սննդի» պես մի բան։ Բացի այդ, մշակումից հետո ցելյուլոզը կարող է օգտագործվել նաև այնպիսի ապրանքներ ստանալու համար, ինչպիսիք են լուսանկարչական ֆիլմի հիմքը, լաքերի հավելումը և տարբեր պլաստիկ նյութերը:

Կառուցվածք.

Ցելյուլոզայի մոլեկուլային բանաձևը (-C 6 H 10 O 5 -) n է, ինչպես օսլան: Ցելյուլոզը նույնպես բնական պոլիմեր է։ Նրա մակրոմոլեկուլը բաղկացած է գլյուկոզայի մոլեկուլների բազմաթիվ մնացորդներից։ Կարող է հարց առաջանալ՝ ինչո՞ւ օսլան և ցելյուլոզը՝ նույն մոլեկուլային բանաձևով նյութերը, ունեն տարբեր հատկություններ։

Սինթետիկ պոլիմերները դիտարկելիս մենք արդեն պարզել ենք, որ դրանց հատկությունները կախված են տարրական միավորների քանակից և կառուցվածքից։ Նույն դրույթը վերաբերում է բնական պոլիմերներին: Պարզվում է, որ ցելյուլոզայի պոլիմերացման աստիճանը շատ ավելի մեծ է, քան օսլայինը։ Բացի այդ, համեմատելով այս բնական պոլիմերների կառուցվածքները՝ պարզվել է, որ բջջանյութի մակրոմոլեկուլները, ի տարբերություն օսլայի, բաղկացած են b-գլյուկոզայի մոլեկուլի մնացորդներից և ունեն միայն գծային կառուցվածք։ Ցելյուլոզայի մակրոմոլեկուլները գտնվում են մեկ ուղղությամբ և կազմում են մանրաթելեր (կտավատի, բամբակի, կանեփի)։

Գլյուկոզայի մոլեկուլի յուրաքանչյուր մնացորդ պարունակում է երեք հիդրօքսիլ խմբեր.

Ֆիզիկական հատկություններ .

Ցելյուլոզը մանրաթելային նյութ է։ Այն չի հալվում և չի անցնում գոլորշու վիճակի. երբ տաքանում է մինչև մոտ 350 ° C, ցելյուլոզը քայքայվում է. Ցելյուլոզը չի լուծվում ոչ ջրում, ոչ էլ այլ անօրգանական և օրգանական լուծիչների մեծ մասում:

Ջրում ցելյուլոզայի լուծարման անկարողությունը անսպասելի հատկություն է ածխածնի յուրաքանչյուր վեց ատոմի համար երեք հիդրօքսիլ խումբ պարունակող նյութի համար: Հայտնի է, որ պոլիհիդրօքսի միացությունները հեշտությամբ լուծվում են ջրում։ Ցելյուլոզայի անլուծելիությունը բացատրվում է նրանով, որ դրա մանրաթելերը, ասես, զուգահեռ թելիկ մոլեկուլների «փնջեր» են, որոնք կապված են բազմաթիվ ջրածնային կապերով, որոնք ձևավորվում են հիդրօքսիլային խմբերի փոխազդեցության արդյունքում: Լուծիչը չի կարող ներթափանցել նման «փնջի» ներսում, և, հետևաբար, մոլեկուլների բաժանում չկա միմյանցից։

Ցելյուլոզային լուծիչը Շվեյցերի ռեագենտն է՝ պղնձի (II) հիդրօքսիդի լուծույթը ամոնիակի հետ, որի հետ այն միաժամանակ փոխազդում է։ Խտացված թթուները (ծծմբական, ֆոսֆորական) և ցինկի քլորիդի խտացված լուծույթը նույնպես լուծում են ցելյուլոզը, սակայն այս դեպքում տեղի է ունենում դրա մասնակի տարրալուծում (հիդրոլիզ), որն ուղեկցվում է մոլեկուլային քաշի նվազմամբ։

Քիմիական հատկություններ .

Ցելյուլոզայի քիմիական հատկությունները որոշվում են հիմնականում հիդրօքսիլ խմբերի առկայությամբ։ Գործելով մետաղական նատրիումի հետ՝ կարելի է ստանալ ցելյուլոզային սպիրտ n. Ալկալիների խտացված ջրային լուծույթների ազդեցության տակ տեղի է ունենում այսպես կոչված մերսիրացում՝ ցելյուլոզային սպիրտների մասնակի ձևավորում, ինչը հանգեցնում է մանրաթելի այտուցմանը և ներկերի նկատմամբ նրա զգայունության բարձրացմանը։ Օքսիդացման արդյունքում բջջանյութի մակրոմոլեկուլում հայտնվում են որոշակի քանակությամբ կարբոնիլ և կարբոքսիլ խմբեր։ Ուժեղ օքսիդացնող նյութերի ազդեցության տակ մակրոմոլեկուլը քայքայվում է։ Ցելյուլոզայի հիդրօքսիլ խմբերը ունակ են ալկիլացման և ացիլացման՝ եթերներ և էսթերներ ստանալու համար։

Ցելյուլոզայի ամենաբնորոշ հատկություններից մեկը թթուների առկայության դեպքում հիդրոլիզ անցնելու ունակությունն է՝ գլյուկոզա առաջացնելու համար։ Օսլայի նման, ցելյուլոզայի հիդրոլիզն ընթանում է աստիճանաբար։ Ամփոփելով, այս գործընթացը կարելի է պատկերել հետևյալ կերպ.

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O H2SO4_ nC 6 H 12 O 6

Քանի որ ցելյուլոզայի մոլեկուլները պարունակում են հիդրօքսիլային խմբեր, դրա համար բնորոշ են էսթերֆիկացման ռեակցիաները։ Նրանցից գործնական արժեքունեն ցելյուլոզայի ռեակցիաներ ազոտաթթվի և քացախաթթվի անհիդրիդի հետ։

Երբ ցելյուլոզը խտացված ծծմբաթթվի առկայությամբ փոխազդում է ազոտաթթվի հետ, կախված պայմաններից, ձևավորվում են դինիտրոցելյուլոզա և տրինիտրոցելյուլոզա, որոնք էսթերներ են.

Երբ ցելյուլոզը արձագանքում է քացախաթթվի անհիդրիդին (քացախաթթուների և ծծմբաթթուների առկայության դեպքում), ստացվում է տրիացետիլցելյուլոզա կամ դիացետիլցելյուլոզա.

Ցելյուլոզը այրվում է. Սա արտադրում է ածխածնի երկօքսիդ (IV) և ջուր:

Երբ փայտը տաքացվում է առանց օդի մուտքի, ցելյուլոզը և այլ նյութերը քայքայվում են: Սա արտադրում է փայտածուխ, մեթան, մեթիլ սպիրտ, քացախաթթու, ացետոն և այլ ապրանքներ։

Անդորրագիր.

Գրեթե մաքուր ցելյուլոզայի օրինակ է բամբակյա բուրդը, որը ստացվում է զտված բամբակից: Ցելյուլոզայի հիմնական մասը մեկուսացված է փայտից, որի մեջ այն պարունակվում է այլ նյութերի հետ միասին։ Մեր երկրում ցելյուլոզայի արտադրության ամենատարածված մեթոդը, այսպես կոչված, սուլֆիտի մեթոդն է։ Ըստ այս մեթոդի, թակած փայտը կալցիումի հիդրոսուլֆիտի Ca (HSO 3) 2 կամ նատրիումի հիդրոսուլֆիտի NaHSO 3 լուծույթի առկայության դեպքում տաքացվում է ավտոկլավներում 0,5–0,6 ՄՊա ճնշման և 150 o C ջերմաստիճանի դեպքում: , մնացած բոլոր նյութերը ոչնչացվում են, և ցելյուլոզը համեմատաբար արտազատվում է մաքուր ձև. Այն լվանում են ջրով, չորացնում և ուղարկում հետագա մշակման՝ հիմնականում թղթի արտադրության համար։

Դիմում.

Ցելյուլոզը մարդն օգտագործել է շատ հին ժամանակներից։ Սկզբում փայտը օգտագործվել է որպես այրվող և շինանյութ; այնուհետև բամբակը, սպիտակեղենը և այլ մանրաթելեր սկսեցին օգտագործվել որպես տեքստիլ հումք։ Փայտի քիմիական մշակման առաջին արդյունաբերական մեթոդները առաջացել են թղթի արդյունաբերության զարգացման հետ կապված։

Թուղթը ցելյուլոզային մանրաթելերի բարակ շերտ է, որը սեղմված և սոսնձված է մեխանիկական ամրություն, հարթ մակերես ստեղծելու և թանաքի արյունահոսությունը կանխելու համար: Սկզբում թուղթ պատրաստելու համար օգտագործվել է բուսական հումք, որից զուտ մեխանիկական եղանակով հնարավոր է եղել ստանալ անհրաժեշտ մանրաթելերը, օգտագործվել են նաև բրնձի ցողուններ (այսպես կոչված բրնձի թուղթ), բամբակ, մաշված գործվածքներ։ Սակայն գրատպության զարգացման հետ մեկտեղ հումքի այս աղբյուրները դարձան անբավարար թղթի աճող պահանջարկը բավարարելու համար։ Հատկապես շատ թուղթ է ծախսվում թերթեր տպելու համար, իսկ որակի հարցը (սպիտակություն, ամրություն, ամրություն) թերթի համար նշանակություն չունի։ Իմանալով, որ փայտը մոտավորապես 50% մանրաթել է, նրանք սկսեցին աղացած փայտ ավելացնել թղթի միջուկին: Նման թուղթը փխրուն է և արագ դեղնում է (հատկապես լույսի ներքո):

Թղթի զանգվածին փայտանյութի հավելումների որակը բարելավելու համար, տարբեր ուղիներ քիմիական վերամշակումփայտ, որը թույլ է տալիս դրանից ստանալ քիչ թե շատ մաքուր ցելյուլոզ՝ ազատված հարակից նյութերից՝ լիգնինից, խեժերից և այլն։ Ցելյուլոզայի մեկուսացման համար առաջարկվել են մի քանի մեթոդներ, որոնցից կդիտարկենք սուլֆիտը։

Ըստ սուլֆիտի մեթոդի՝ մանրացված փայտը ճնշման տակ «եփում են» կալցիումի հիդրոսուլֆիտի հետ։ Այս դեպքում ուղեկցող նյութերը լուծվում են, իսկ կեղտից ազատված ցելյուլոզը զտվում է զտման միջոցով։ Ստացված սուլֆիտային լիկյորները թափոններ են թղթի արտադրության մեջ: Սակայն, քանի որ դրանք այլ նյութերի հետ պարունակում են խմորվող մոնոսաքարիդներ, դրանք օգտագործվում են որպես հումք էթիլային սպիրտի (այսպես կոչված հիդրոլիտիկ սպիրտ) արտադրության համար։

Ցելյուլոզը օգտագործվում է ոչ միայն որպես հումք թղթի արտադրության մեջ, այլ նաև օգտագործվում է հետագա քիմիական վերամշակման համար։ Ցելյուլոզային եթերներն ու եթերները մեծ նշանակություն ունեն։ Այսպիսով, երբ ցելյուլոզը մշակվում է ազոտական ​​և ծծմբական թթուների խառնուրդով, ստացվում են բջջանյութի նիտրատներ: Դրանք բոլորը դյուրավառ են և պայթուցիկ։ Ազոտական ​​թթվի մնացորդների առավելագույն քանակը, որոնք կարող են ներմուծվել ցելյուլոզ, երեքն է յուրաքանչյուր գլյուկոզայի միավորի համար.

Ն HNO3_ n

Ամբողջական էսթերֆիկացման արտադրանքը՝ ցելյուլոզային տրինիտրատ (տրինիտրոցելյուլոզա) - պետք է պարունակի, ըստ բանաձևի, 14,1% ազոտ: Գործնականում ստացվում է մի փոքր ավելի ցածր ազոտի պարունակությամբ արտադրանք (12,5/13,5%), որը արվեստում հայտնի է որպես պիրոքսելին։ Եթերով մշակվելիս, պիրոքսիլինը ժելատինացվում է. լուծիչի գոլորշիացումից հետո մնում է կոմպակտ զանգված: Այս զանգվածի մանր կտրատած կտորներն անծուխ փոշի են։

Նիտրացիոն արտադրանքները, որոնք պարունակում են մոտ 10% ազոտ, բաղադրությամբ համապատասխանում են ցելյուլոզայի դինիտրատին. այդպիսի արտադրանքը արվեստում հայտնի է որպես կոլոքսիլին: Ալկոհոլի և եթերի խառնուրդի ազդեցության տակ առաջանում է մածուցիկ լուծույթ, այսպես կոչված, բժշկության մեջ օգտագործվող կոլոդիոն։ Եթե ​​նման լուծույթին ավելացնեն կամֆորա (0,4 ժամ կամֆորա 1 ժամում կոլոքսիլինին) և լուծիչը գոլորշիացվի, ապա կմնա թափանցիկ ճկուն թաղանթ՝ ցելյուլոիդ։ Պատմականորեն սա պլաստիկի առաջին հայտնի տեսակն է: Անցյալ դարից սկսած՝ ցելյուլոիդը լայնորեն օգտագործվում է որպես հարմար ջերմապլաստիկ նյութ՝ բազմաթիվ ապրանքների (խաղալիքներ, ալեհավաք և այլն) արտադրության համար։ Հատկապես կարևոր է ցելյուլոիդի օգտագործումը թաղանթների և նիտրոլաքերի արտադրության մեջ։ Այս նյութի լուրջ թերությունը նրա այրվողությունն է, հետևաբար, ցելյուլոիդն այժմ ավելի ու ավելի է փոխարինվում այլ նյութերով, մասնավորապես ցելյուլոզայի ացետատներով: