Целлюлоза область применения егэ - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки.

Высокомолекулярные вещества, состоящие из больших молекул цепного строения, называются полимерами (от греч. «поли» — много, «мерос» — часть).

Например, полиэтилен, получаемый при полимеризации этилена CH₂=CH₂:

…-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-… или (-CH₂—CH₂-)_n

Молекула полимера называется макромолекулой (от греч. «макрос» — большой, длинный). Молекулярная масса макромолекул достигает десятков — сотен тысяч (и даже миллионов) атомных единиц.

Соединения, из которых образуются полимеры, называются мономерами.

Например, пропилен (пропен) СН₂=СH–CH₃ является мономером полипропилена

Группа атомов, многократно повторяющаяся в цепной макромолекуле, называется ее структурным звеном.

Мономеры – низкомолекулярные вещества, из которых образуются полимеры.

Степень полимеризации – число, показывающее количество элементарных звеньев в молекуле полимера.

Степень полимеризации обычно обозначается индексом «n» за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено: (–CH₂–CH₂–)_n.

Классификация полимеров

Полимеры, макромолекулы которых построены строго определенным способом, называют регулярными.

Полимер называется стереорегулярным, если заместители R в основной цепи макромолекул (–CH₂–CHR–)_n расположены упорядоченно.

Стереорегулярные полимеры обладают гораздо лучшими свойствами – пластичностью, прочностью и теплостойкостью; они способны кристаллизоваться, в отличие от нерегулярных.

Классификация по структуре

По структуре полимеры делятся на: линейные, разветвленные и пространственные.

Линейные

Разветвленные

Пространственные

Состоят из последовательности повторяющихся звеньев с большим отношением длины молекулы к ее поперечному размеру.

Целлюлоза, полиэтилен низкого давления, капрон

Макромолекулы разветвленных имеют боковые ответвления от цепи, называемой главной или основной

Крахмал

Химические связи имеются и между цепями, образуя пространственную структуру

Резина, фенолформальдегидные смолы

Линейные — макромолекулы состоят из последовательности повторяющихся звеньев с большим отношением длины молекулы к ее поперечному размеру (целлюлоза, полиэтилен низкого давления, капрон).

Разветвленные — макромолекулы которых имеют боковые ответвления от цепи, называемой главной или основной (крахмал).

Сетчатые (пространственные) — химические связи имеются и между цепями (резина, фенолформальдегидные смолы).

Классификация по происхождению

По способу получения полимеры делятся на: природные, синтетические и искусственные.

Природные волокна

Синтетические волокна

Искусственные

Непосредственно существуют в природе

хлопок
шерсть
натуральный шелк

Получают полностью химическим путем в реакциях полимеризации и поликонденсации

капрон
найлон
лавсан

Получают модификацией натуральных полимеров

ацетатное волокно
целлулоид
вискоза

Природные полимеры непосредственно существуют в природе (крахмал, целлюлоза и др.).

Синтетические полимеры получают полностью химическим путем в реакциях полимеризации и поликонденсации (полиэтилен, полихлорвинил, фенол-формальдегидные смолы, метилметакрилат и т.д.). Не имеют аналогов в природе.

Искусственные – получают модификацией натуральных полимеров (вискоза –модифицированная целлюлоза, резина –модификация натурального каучука).

Классификация по химическому характеру

По химическому характеру и составу полимеры и химические волокна бывают: полиэфирные, полиамидные, элементоорганические (например, кремнийорганические полимеры).

Полиэфирные полимеры

Полиамидные полимеры

Элементоорганические

Содержат группу -СОО-

Лавсан (полиэтилентерефталат)

Содержат группу -СО-NH₂—

Найлон, капрон

Содержат атомы других хим. элементов (кремний и др.).

Кремнийорганические полимеры

Полиэфирные полимеры — содержат группу сложных эфиров -СОО-.

Полиамидные полимеры — содержат пептидную связь -СО-NH₂-.

Элементоорганические полимеры — содержат атомы других химических элементов (помимо С, Н, О, N).

Классификация по способу получения

Полимеры получают либо реакциями полимеризации, либо поликонденсацией.

Полимеризация

Поликонденсация

Это присоединение одних молекул к другим за счет разрыва кратных связей. Побочные продукты, как правило, не образуются.

Полиэтилен, полипропилен и др.

Образование полимера происходит за счет реакции замещения. При этом образуется низкомолекулярный побочный продукт.

Фенолформальдегидная смола, капрон

Полимеризация — процесс образования высокомолекулярного вещества(полимера) путём многократного присоединения молекул мономера к активным центрам в растущей молекуле полимера.

Например, образование полиэтилена происходит по механизму полимеризации:

Поликонденсация – процесс образования высокомолекулярных соединений, протекающий по механизму замещения и сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов (обычно это вода).

Например, образование капрона протекает по механизму поликонденсации:

Свойства полимеров

По свойствам полимеры можно разделить на: термореактивные, термопластичные и эластомеры.

Термореактивные

Термопластичные

Эластомеры

Неплавкие и неэластичные материалы.

Фенолформальдегидные смолы, полиуретан

Меняют форму при нагревании и сохраняют её.

Полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид

Эластичные вещества при разных температурах.

Натуральный каучук, полихлоропрен

Термореактивные полимеры — пластмассы, переработка которых в изделия сопровождается необратимой химической реакцией, приводящей к образованию неплавкого и нерастворимого материала.

Например, фенолформальдегидные смолы, полиуретан.

Термопластичные полимеры — меняют форму в нагретом состоянии и сохраняют её после охлаждения.

Например, полиэтилен, полистирол, полихлорвинил и т.д.

Эластомеры – обладают высокоэластичными свойствами в широком интервале температур.

Например, натуральный каучук.

Полимеризация и поликонденсация

Полимеризация

Степень полимеризации — это число, показывающее сколько молекул мономера соединилось в макромолекулу.

Степень полимеризации обычно обозначается индексом «n» за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено: (–CH₂–CH₂–)_n

Характерные признаки полимеризации.

В основе полимеризации лежит реакция присоединения.
Полимеризация – цепная реакция, включает стадии инициирования, роста и обрыва цепи.
Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера одинаков.

Катализаторами полимеризации могут быть: металлический натрий, пероксиды, кислород, металлоорганические соединения, комплексные соединения.

Процесс образования высокомолекулярных соединений при совместной полимеризации двух или более различных мономеров называют сополимеризацией.

Например, схема сополимеризации этилена с пропиленом:

Важнейшие синтетические полимеры

Изображение с портала orgchem.ru

Важнейшие синтетические полимеры, получаемые реакцией полимеризации, и области их применения:

Полимер	Мономер	Характеристики полимера	Применение полимера
Полиэтилен (–СН₂–СН₂–)_n	Этилен СН₂=СН₂	Синтетический, линейный, термопластичный, химически стойкий	Упаковка, тара
Полипропилен	Пропилен СН₂=СН–СН₃	Синтетический, линейный, термопластичный, химически стойкий	Трубы, упаковка, ткань (нетканый материал)
Поливинилхлорид	Винилхлорид СН₂=СН–Сl	Синтетический линейный полимер, термопластичный	Натяжные потолки, окна, пленка, трубы, полы, изолента и т.д
Полистирол	Стирол	Синтетический линейный полимер, термопластичный	Упаковка, посуда, потолочные панели
Полиметилметакрилат Метиловый эфир метакриловой кислоты	Синтетический линейный полимер, термопластичный	Очки, корпуса фар и светильников, душевые кабины, мебель и т.д
Тефлон (политетрафторэтилен)	Тетрафторэтилен	Синтетический линейный полимер. Термопластичный (t = 260-320⁰C) Обладает очень высокой химической стойкостью	Посуда, пластины утюгов, ленты и скотч, упаковка, изоляция
Искусственный каучук Мономер: бутадиен-1,3 (дивинил)	Синтетический, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Натуральный каучук Мономер: 2-метилбутадиен-1,3	Природный, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Хлоропреновый каучук Мономер: 2-хлорбутадиен-1,3	Синтетический, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Бутадиен-стирольный каучук Мономеры: бутадиен-1,3 и стирол	Синтетический, эластомер	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Полиакрилонитрил	Акрилонитрил	Синтетический, линейный	Волокна, пластмассы

Поликонденсация

Характерные признаки поликонденсации.

В основе поликонденсации лежит реакция замещения.
Поликонденсация – процесс ступенчатый, т.к. образование макромолекул происходит в результате последовательного взаимодействия мономеров, димеров или n-меров как между собой, так и друг с другом.
Помимо высокомолекулярного соединения, в реакции поликонденсации образуется второе, низкомолекулярное вещество (обычно это вода).

Важнейшие синтетические полимеры, получаемые реакцией поликонденсации, и области их применения:

Полимер и мономер	Характеристики полимера	Применение полимера
Капрон Мономер: 6-аминокапроновая кислота (лактам)	Синтетический, линейный, термопластичный, очень эластичный	Полиамидные волокна (нитки, ткани, парашюты, втулки и т.д.)
Найлон Мономер: 1,6-диаминогексан и адипиновая кислота (1,6-гександиовая)	Синтетический, полиамидный, линейный, термопластичный	Изготовление втулок, вкладышей, ниток, одежды, гитарных струн (полиамидное волокно)
Лавсан (полиэтилентерефталат) Мономер: Этиленгликоль, терефталевая кислота	Синтетический линейный полимер, термопластичный, полиэфирный	Натяжные потолки, окна, пленка, трубы, полы, изолента и т.д
Фенолформальдегидная смола Мономеры: фенол и формальдегид	Синтетический, пространственный (сетчатый) полимер	Производство ДСП, лаков, клея (БФ-6 применяется в медицине), часто используется с наполнителями
Крахмал Мономер: α-глюкоза	Природный, полиэфирный, разветвленный	Пищевая, текстильная, бумажная промышленность, фармацевтика и др.
Целлюлоза Мономер: β-глюкоза	Природный, полиэфирный, линейный	Производство бумаги, искусственных волокон, пленок, пластмасс, лакокрасочных материалов, бездымного пороха, взрывчатки, твердого ракетного топлива, получение гидролизного спирта и др.
ДНК Мономер: Дезоксирибоза, ортофосфорная кислота, азотистые основания	Природный, полиэфирный, линейный	Функционирование живых организмов
РНК Мономер: Рибоза, ортофосфорная кислота, азотистые основания	Природный, полиэфирный, линейный	Функционирование живых организмов

Источник

Задание №1:

Установите соответствие между веществом и схемой его получения:
ВЕЩЕСТВО:
А) дивиниловый каучук
Б) фенолформальдегидная смола
В) нейлон

СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ:
1) nCH₂=CHꟷCH=CH₂→
2) nCH₂=C(CH₃)ꟷCH=CH₂→
3) nC₆H₅OH + nCH₂OH→
4) nHOOCꟷ(CH₂)₄ꟷCOOH + nH₂Nꟷ(CH₂)₆ꟷNH₂ →
5) nCH₂(OH)ꟷCH₂OH + nHOOCꟷC₆H₄ꟷCOOH→

Решение:
Первое вещество — дивиниловый каучук; создание этого полимера привело к огромному скачку в химической промышленности, отчасти благодаря синтезу Лебедева, который получил бутадиеновый(дивиниловый) каучук путем пиролиза этилового спирта(1926 г.); соответственно, этот каучук получают из дивинила, ответ 1.

Дивинил непосредственно связан с названием углеводородного непредельного радикала винила (CH₂=CHꟷ) . Название «винил» с латинского vinum означает «вино»(указывает на связь с этиловым спиртом).

Второе соединение — фенолформальдегидная смола; по самому названию видно, что данная смола состоит из двух органических веществ — фенола(C₆H₅OH) и формальдегида(HCOH), которые в процессе поликонденсации образуют столь важное соединение, ответ 3.

Последнее вещество — нейлон(искусственное волокно, класса полиамидов, используется в качестве ткани для одежды), его получают поликонденсацией адипиновой кислоты(HOOCꟷ(CH₂)₄ꟷCOOH) и гексаметилендиамина(H₂Nꟷ(CH₂)₆ꟷNH₂), ответ 4.

Задание №2:

Установите соответствие между веществом, и процессом/оборудованием, который используется для его получения.
ВЕЩЕСТВО:
А) чугун
Б) сталь
В) алюминий

ПРОЦЕСС/ОБОРУДОВАНИЕ:
1) электролиз расплава поваренной соли
2) доменная печь
3) электролиз боксита в расплавленном криолите
4) мартеновская печь

Решение:
Итак, чугун, как ты знаешь, это сплав железа и углерода(С более 2,14%), для его получения используют доменную печь(1200 С), в которой происходит множество реакций, которые в совокупности приводят к образованию твердого, не пластичного, но хрупкого материала, ответ 2.
Сталь, как и чугун, имеет в своем составе углерод и железо, однако, имеет существенное различие в соотношении этих элементов(C до 2,14%), обладает легкостью, высокой пластичностью, стойкостью; сталь получают в мартеновской печи(1700 С), ответ 4.
Алюминий получают электролизом боксита в расплаве криолита, об этом я уже писала на предыдущем уроке, ответ 3.

Задание №3:

Установите соответствие между веществом и способом его получения:
ВЕЩЕСТВО:
А) полипропилен
Б) фторопласт
В) бутадиенстирольный каучук

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ:
1) вулканизация
2) полимеризация
3) поликонденсация
4) сополимеризация

Решение:
Полипропилен((C₃H₆)_n) — это полимер, который образуется путем полимеризации соответствующего алкена пропилена(C₃H₆), ответ 2.
Фторопласт — общее название фторсодержащих полимеров, к которым, в частности, относится политетрафторэтилен(тефлон). Его можно получить реакцией полимеризации тетрафторэтилена, ответ 2.
Бутадиенстирольный каучук является важнейшим сырьем для изготовления таких продуктов, как шины, кабели, и жевательные резинки(!), получить в промышленности такой каучук можно сополимеризацией, ответ 4.

Сополимеризация — это процесс получения сополимеров, по сути представляет совместную полимеризацию нескольких мономеров, например, бутадиена и стирола(оба имеют кратную связь). Различают радикальную, анионную и катионную сополимеризацию.

Задание №4:

Установите соответствие между веществом и областью его применения:
ВЕЩЕСТВО:
А) целлюлоза
Б) фосфоритная мука
В) медь
Г) алюминий

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) производство суперфосфата
2) искусственные волокна
3) электротехническая промышленность
4) получение стекла
5) производство аммиака

Решение:
Целлюлоза, (C₆H₁₀O₅)_n — это органический полимер, растительный углевод, из которого делают искусственные волокна, ответ 2.
Фосфоритная мука представляет собой минеральное фосфорное удобрение с <30% ортофосфата кальция, используется в производстве суперфосфата(кристаллогидрат дигидрофосфата кальция), ответ 1.
Медь используется в электротехнической промышленности за счет идеальной электропроводности и высоких параметров проводимости тепла, ответ 3.
Алюминий, также как медь, нашел свое применение в электротехнической промышленности в качестве материала для кабелей, шинопроводов, выпрямителей переменного тока, ответ 1.

Задание №5:

Установите соответствие между веществом и его воздействием на организм:
ВЕЩЕСТВО:
А) аргон и азот
Б) метанол
В) этанол
Г) соли свинца

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ:
1) наркотическое воздействие
2) токсическое воздействие, быстро приводящее к летальному исходу
3) токсическое воздействие, приводящее к тяжелым заболеваниям
4) не влияет на жизнеспособность организма
5) улучшает состояние организма

Решение:
Аргон и азот — это два газа, являются составными частями воздуха(азот>70%, аргон<1%), а значит, не имеют отрицательного влияния на организм, ответ 4.
Метанол — это яд, который в целом внешне похож на этанол, однако, употребление его перорально вызывает слепоту, а в дальнейшем смерть от удушья, ответ 2.
Этанол — это токсическое вещество, которое оказывает наркотическое действие на мозг, заставляя организм входить в непривычное и неестественное состояние опьянения, со временем оказывает только отрицательное влияние в виде проблем с почками, кожей, желудком, печенью, усугубляющее нормальное состояние человека, ответ 1.
Соли свинца воздействуют на организм человека отрицательно, приводя к тяжелым заболеваниям, ответ 3.

Задание №6:

Установите соответствие между схемой химической реакции и областью ее применения:
СХЕМА РЕАКЦИИ:
А) 2AgHal(облучение) → 2Ag + Hal₂
Б) PbS + 4H₂O₂ = PbSO₄ + 4H₂O
В) 2(OCl^—) = Cl₂ + O₂
Г) 2(NH₄)₂CO₃ → 2NH₃ + CO₂ + H₂O

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) реставрация картин
2) отбеливание тканей и дезинфекция
3) черно-белая фотография
4) хлебопекарная и кондитерская промышленность
5) получение синтетических красителей

Решение:
Первая реакция — облучение галогенида серебра применяется для черно-белых фотографий, ответ 3.
Вторая реакция — окисление сульфида свинца применяют в реставрации картин, ответ 1.
Третий процесс — получение чистого хлора и кислорода — всем известные процессы отбеливания и дезинфекции, ответ 2.
Последняя реакция — это разложение карбоната аммония, используется в хлебопекарной промышленности, ответ 4.

Задание №7:

Установите соответствие между раствором вещества и его применением в лаборатории:
РАСТВОР ВЕЩЕСТВА:
А) аммиачный раствор оксида серебра
Б) известковая вода
В) нитрат серебра
Г) бромная вода

ПРИМЕНЕНИЕ В ЛАБОРАТОРИИ:
1) обнаружение карбонат-ионов
2) обнаружение йодид-ионов
3) обнаружение альдегидов
4) обнаружение алкенов
5) обнаружение этанола

Решение:
Начнем с аммиачного раствора оксида серебра — это достаточно известная качественная реакция на альдегиды(в результате выделяется чистое серебра и аммоний — производное карбоновой кислоты), ответ 3.

!ВАЖНО: Муравьиная кислота(HCOOH) также может вступать в реакцию «серебрянного зеркала«.

Известковая вода(гашеная известь, Ca(OH)₂) используется в качестве обнаружения карбонат-ионов(карбонат кальция — это осадок белого цвета), ответ 1.
Нитрат серебра — эта соль может обнаруживать йодид-ионы(за счет осадка AgI), ответ 2.
Бромная вода является качественным реагентом на кратные связи, в том числе на алкены, ответ 4.

Задание №8:

Установите соответствие между веществом/ группой веществ и правилами работы с ними в лаборатории:
ВЕЩЕСТВО:
А) приготовление растворов кислот
Б) пламя горящего натрия можно погасить, используя
В) приготовление растворов твердых щелочей проводят
Г) пламя горящих органических веществ можно погасить, используя

ПРАВИЛА РАБОТЫ:
1) песок или порошковый огнетушитель
2) растворение проводят осторожно и в фарфоровой посуде
3) песок или углекислотный огнетушитель
4) растворение проводят осторожно, приливая холодную воду к веществу
5) растворение проводят осторожно, приливая вещество к холодной кислоте

Решение:
Приготовление растворов кислот — это ответственный процесс, так как большинство минеральных кислот являются опасными для органических субъектов, это действие проводят ПРИЛИВАЯ ВЕЩЕСТВО К ВОДЕ! Ответ 5.
Пламя горящего натрия можно погасить с помощью песка или порошкового огнетушителя(горящие щелочные металлы водой тушить НЕЛЬЗЯ), ответ 1.
Приготовление растворов твердых щелочей проводят естественно осторожно и в фарфоровой посуде, ответ 2.
Пламя горящих органических веществ можно погасить, используя песок или углекислотный огнетушитель, ответ 3.

Задание №9:

Установите соответствие между формулой вещества и его токсическими свойствами:
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА:
А) CO₂
Б) CO
В) HCl
Г) N₂

ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:
1) ядовитый газ желто-зеленого цвета
2) ядовитый газ с резким запахом
3) ядовитый газ без цвета и запаха
4) не ядовитый газ без цвета и запаха
5) ядовитый газ с запахом тухлых яиц

Решение:
Первый в списке — углекислый газ, каждый знает его физические свойства, потому что он является составной частью воздуха, а также представляет собой тот газ, который мы выдыхаем, ответ 4.
Следующий газ — угарный, это ядовитый газ без цвета и запаха, ответ 3.
Хлороводород — это ядовитый газ с резким запахом, ответ 2.
Последним веществом является азот, этот газ входит в состав воздуха(>70%), это газ без запаха и цвета, ответ 4.

Задание №10:

Установите соответствие между формулой вещества и областью его применения:
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА:
А) C₃H₈O₃
Б) AlCl₃
В) CCl₄
Г) CH₄

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) в качестве топлива
2) в качестве катализатора в органическом синтезе
3) в качестве растворителя
4) в медицине и в косметических средствах
5) получение каучука

Решение:
C₃H₈O₃ это глицерин, трехатомный спирт, который используется в косметических средствах и медицине, ответ 4.
Хлорид алюминия является катализатором в реакции изомеризации алканов, ответ 2.
Тетрахлоруглерод — это галогенпроизводное алканов, используемое в качестве растворителя, ответ 3.
Последнее вещество из списка — метан, так как он входит в состав нефти, то из него получают топливо для двигателей внутреннего сгорания, ответ 1.На этом все!

Источник

Задания

Версия для печати и копирования в MS Word

Задания Д26 № 85

Из целлюлозы получают

1)  поливинилацетат

2)  лавсан (полиэтилентерефталат)

3)  капрон (поликапроамид)

4)  ацетатное волокно

Спрятать решение

Решение.

Из целлюлозы получают ацетатное волокно, это искусственное волокно.

Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по химии. Вариант 1.

Раздел кодификатора ФИПИ: 4.2.4 Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры.

Спрятать решение

Сообщить об ошибке · Помощь

Источник

Целлюлоза, ее строение и химические свойства. Применение целлюлозы. Ацетатное волокно

Самым распространенным полимером углевода глюкозы является целлюлоза. На этом уроке вы сможете познакомиться с ней подробнее. Узнаете о её физических и химических свойствах. Также изучите получение искусственных полимеров, например ацетатного шёлка, нитроваты, бездымного пороха.

I. Физические свойства

Это вещество белого цвета, без вкуса и запаха, нерастворимое в воде, имеющее волокнистое строение. Растворяется в аммиачном растворе гидроксида меди (II) – реактиве Швейцера.

Видео-опыт: «Растворение целлюлозы в аммиачном растворе гидроксида меди (II)»

II. Нахождение в природе

Целлюлоза была обнаружена и описана французским химиком Ансельмом Пайеном в 1838 году.

Этот биополимер обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений, образуя стенку растительных клеток. В большом количестве целлюлоза содержится в тканях древесины (40-55%), в волокнах льна (60-85%) и хлопка (95-98%). Основная составная часть оболочки растительных клеток. Образуется в растениях в процессе фотосинтеза.

Древесина состоит на 50% из целлюлозы, а хлопок и лён, конопля практически чистая целлюлоза.

Хитин (аналог целлюлозы) – основной компонент наружного скелета членистоногих и других беспозвоночных, а также в составе клеточных стенок грибов и бактерий.

III. Строение

Состоит из остатков β — глюкозы

Иллюстрация. Строение целлюлозы

Иллюстрация. Фрагмент молекулы целлюлозы

IV. Получение

Промышленным методом целлюлозу получают методом варки щепы на целлюлозных заводах, входящих в промышленные комплексы (комбинаты). По типу применяемых реагентов различают следующие способы варки целлюлозы:

Кислые:
- Сульфитный. Варочный раствор содержит сернистую кислоту и её соль, например гидросульфит натрия. Этот метод применяется для получения целлюлозы из малосмолистых пород древесины: ели, пихты.
Щелочные:
- Натронный. Используется раствор гидроксида натрия. Натронным способом можно получать целлюлозу из лиственных пород древесины и однолетних растений. Преимущество данного метода — отсутствие неприятного запаха соединений серы, недостатки — высокая стоимость получаемой целлюлозы. Метод практически не используется.
- Сульфатный. Наиболее распространенный метод на сегодняшний день. В качестве реагента используют раствор, содержащий гидроксид исульфид натрия, и называемый белым щёлоком. Своё название метод получил от сульфата натрия, из которого на целлюлозных комбинатах получают сульфид для белого щёлока. Метод пригоден для получения целлюлозы из любого вида растительного сырья. Недостатком его является выделения большого количества дурно пахнущих сернистых соединений: метилмеркаптана, диметилсульфида и др. в результате побочных реакций.

Получаемая после варки техническая целлюлоза содержит различные примеси: лигнин, гемицеллюлозы. Если целлюлоза предназначена для химической переработки (например, для получения искусственных волокон), то она подвергается облагораживанию — обработке холодным или горячим раствором щелочи для удаления гемицеллюлоз.

Для удаления остаточного лигнина и придания целлюлозе белизны проводится её отбелка. Традиционная для 20 века хлорная отбелка включала в себя две ступени:

обработка хлором — для разрушения макромолекул лигнина;
обработка щелочью — для экстракции образовавшихся продуктов разрушения лигнина.

V. Применение

Целлюлоза используется в производстве бумаги, искусственных волокон, пленок, пластмасс, лакокрасочных материалов, бездымного пороха, взрывчатки, твердого ракетного топлива, для получения гидролизного спирта и др.

Получение ацетатного шёлка – искусственное волокно, оргстекла, негорючей плёнки из ацетилцеллюлозы.
Получение бездымного пороха из триацетилцеллюлозы (пироксилин).
Получение коллодия (плотная плёнка для медицины) и целлулоида (изготовление киноленты, игрушек) из диацетилцеллюлозы.
Изготовление нитей, канатов, бумаги.
Получение глюкозы, этилового спирта (для получения каучука).

VI. Производные целлюлозы

К важнейшим производным целлюлозы относятся:

метилцеллюлоза (простые метиловые эфиры целлюлозы) общей формулы

[C₆H₇O₂(OH)_3-x(OCH₃)_x]_n (х = 1, 2 или 3);

ацетилцеллюлоза (триацетат целлюлозы) – сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты

[C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]_n

нитроцеллюлоза (нитраты целлюлозы) – сложные азотнокислые эфиры целлюлозы:

[C₆H₇O₂(OH)_3-х(ONO₂)_х]_n (х = 1, 2 или 3).

VII. Химические свойства

1. Гидролиз

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O ^t,H2SO4→ nC₆H₁₂O₆глюкоза

Гидролиз протекает ступенчато:

(C₆H₁₀O₅)_n→ (C₆H₁₀O₅)_m→ xC₁₂H₂₂O₁₁→ n C₆H₁₂O₆ (примечание, m

крахмал декстрины мальтоза глюкоза

Видео-опыт: «Кислотный гидролиз целлюлозы»

2. Реакции этерификации

Целлюлоза – многоатомный спирт, на элементную ячейку полимера приходятся три гидроксильных группы. В связи с этим, для целлюлозы характерны реакции этерификации (образование сложных эфиров). Наибольшее практическое значение имеют реакции с азотной кислотой и уксусным ангидридом. Целлюлоза не дает реакции «серебряного зеркала».

1. Нитрование:

(C₆H₇O₂(OH)₃)_n + 3nHNO₃ ^{H2SO4(конц.)→} (C₆H₇O₂(ONO₂)₃)_n+ 3nH₂O

пироксилин

Видео-опыт: «Получение и свойства нитроцеллюлозы»

целлюлоза

+3n HNO₃

^H2SO4→

тринитрат целлюлозы

+ 3nH₂О

Полностью этерифицированная клетчатка известна под названием пироксилин, который после соответствующей обработки превращается в бездымный порох. В зависимости от условий нитрования можно получить динитрат целлюлозы, который в технике называется коллоксилином. Он так же используется при изготовлении пороха и твердых ракетных топлив. Кроме того, на основе коллоксилина изготавливают целлулоид.

2. Взаимодействие с уксусной кислотой:

(C₆H₇O₂(OH)₃)_n + 3nCH₃COOH ^{H2SO4(конц.)→} (C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃)_n+ 3nH₂O

При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом в присутствии уксусной и серной кислот образуется триацетилцеллюлоза.

+3n

→

триацетилцеллюлоза

+3n СH₃СOOН

VII. Ацетатное волокно (ацетилцеллюлоза)

Впервые на мировом рынке появилось в 1921 году, как результат трудов американских ученых и технологов под руководством Дрейфуса.

Получение относительно безвредное, отличается простотой технологического процесса и доступностью вспомогательных материалов.

Получение. Сырьем для получения ацетатного волокна служат остатки хлопкового пуха или облагороженной древесной целлюлозы, обработанные уксусным ангидритом и уксусной кислотой: получают рыхлые хлопья первичного ацетата. (“уксус” по латыни “ацетум”, от этого произошло и название “ацетатное”)

Для получения вторичного ацетата первичный ацетат омыливают – добавляют определенное количество воды; полученные белые хлопья отжимают, обрабатывают в смеси ацетона и спирта, продавливают через фильеры, и при помощи теплого воздуха испаряют смесь,от чего нити затвердевают. Из этих блестящих нитей и ткут ацетатное полотно. В сочетании с другими нитями волокно используют с шелком, вискозой, шерстью и другими смесевыми тканями.

Характеристика. Ацетатное волокно мало гигроскопично, мало впитывает влагу, мягкое, легкое, тонкое, упругое, блестящее, но при температуре выше 85 градусов блеск теряет, сильно электризуется, в мокром состоянии прочность теряет очень мало, но имеет склонность к образованию заломов в мокром состоянии , боится высоких температур и при 140 градусах разрушается, не подвержено действиям плесени, сильно осыпается, мало сминается, быстро сохнет (вода стекает), светостойкое.

Изделия утюжат влажным по изнаночной стороне, чтобы не образовывались ласы, нельзя чистить ацетоном, можно растворить ткань.

Применение. В настоящее время выпуск ацетатных волокон и нитей резко сократился из-за малой потребительской востребованности.

В 60-десятые годы ХХ века использовали ткани для женских платьев, блузок,. летних костюмов

Триацетатное волокно

Получают из первичного ацетата путем воздействия на него химического состава.

Формование волокна происходит так же, как ацетатного, но при низких температурах, что ведет к некоторым различиям в их свойствах: отличается низкой гигроскопичностью, белее высокой температурой плавления и глажения, его можно отбеливать и проще окрашивать, не нуждается в глажении, хорошо держит складки плиссе и гофре даже после стирки, что улучшает процесс эксплуатации; сильно осыпается.

Применение: Изготавливают ткани для галстуков (из-за низкой прочности).тюля, покрывал на кровати, кружев, юбок гофре и плиссе, сорочек

Анимация: “Получение ацетатного волокна”

Триацетилцеллюлоза (или ацетилцеллюлоза) является ценным продуктом для изготовления негорючей кинопленки и ацетатного шелка. Для этого ацетилцеллюлозу растворяют в смеси дихлорметана и этанола и этот раствор продавливают через фильеры в поток теплого воздуха.

А сама фильера схематично выглядит так:

1 — прядильный раствор,
2 — фильера,
3 — волокна.

Растворитель испаряется и струйки раствора превращаются в тончайшие нити ацетатного шелка.

Говоря о применении целлюлозы, нельзя не сказать о том, что большое количество целлюлозы расходуется для изготовления различной бумаги. Бумага – это тонкий слой волокон клетчатки, проклеенный и спрессованный на специальной бумагоделательной машине.

VIII. Тренажеры

Тренажер №1: “Крахмал и целлюлоза. Нахождение в природе”

Тренажер №2: “Сравнение строения крахмала и целлюлозы”

Тренажер №3: “Химические свойства крахмала и целлюлозы”

ЦОРы

Видео-опыт: «Растворение целлюлозы в аммиачном растворе гидроксида меди (II)»

Видео-опыт: «Кислотный гидролиз целлюлозы»

Видео-опыт: «Получение и свойства нитроцеллюлозы»

Учебный фильм:“Ацетатное волокно”

Анимация: “Получение ацетатного волокна”

Источник

Целлюлоза | Химия онлайн

Целлюлоза(клетчатка) — растительный полисахарид, являющийся самым распространенным органическим веществом на Земле.

Этот биополимер обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений, образуя стенку растительных клеток.

Состав целлюлозы, так же как и крахмала, выражается формулой (C6H10O5)n.

Строение целлюлозы

Макромолекулы целлюлозы – это длинные цепи, состоящие из большого числа остатков β–глюкозы, связанных β-1,4-гликозидными связями.

Иллюстрация. Фрагмент молекулы целлюлозы

Молекулярная масса целлюлозы — от 400 000 до 2 млн.

Молекулы целлюлозы, в отличие от крахмала, имеют линейное (неразветвленное) строение, вследствие чего целлюлоза легко образует волокна.

Иллюстрация. Строение целлюлозы

Нахождение в природе

Целлюлоза была обнаружена и описана французским химиком Ансельмом Пайеном в 1838 году.

В большом количестве целлюлоза содержится в тканях древесины (40-60%), в волокнах льна (60-85%) и хлопка (95-98%), в вате и фильтрованной бумаге – до 90%. Основная составная часть оболочки растительных клеток. Образуется в растениях в процессе фотосинтеза.

Иллюстрация. Бумага

Иллюстрация. Древесина

Иллюстрация. Картон

Древесина состоит на 50% из целлюлозы, а хлопок и лён, конопля практически чистая целлюлоза.

Хитин (аналог целлюлозы) – основной компонент наружного скелета членистоногих и других беспозвоночных, а также в составе клеточных стенок грибов и бактерий.

Физические свойства целлюлозы

Целлюлоза – твердое волокнистое вещество белого цвета, без вкуса и запаха, нерастворимое в воде и органических растворителях, но хорошо растворимое в аммиачном растворе гидрокисда меди (II) (реактив Швейцера). Из этого раствора кислоты осаждают целлюлозу в виде волокон (гидратцеллюлоза).

Волокна целлюлозы обладают высокой механической прочностью, так как она является основной составной частью стенок и клеток растений.

В отличие от крахмала она не может служить человеку пищей, поскольку не расщепляется в его организме под действием ферментов.

опыт «Растворение целлюлозы в аммиачном растворе гидроксида меди (II)»

Химические свойства целлюлозы

1. Гидролиз целлюлозы

Подобно крахмалу, целлюлоза при нагревании с разбавленными кислотами подвергается гидролизу. Гидролиз целлюлозы происходит при нагревании в кислой среде. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза.

При длительном нагревании с минеральными кислотами или под действием ферментов (у жвачных животных) идет ступенчатый гидролиз целлюлозы:

опыт «Кислотный гидролиз целлюлозы»

Гидролиз целлюлозы, иначе называемый осахариванием, — очень важное свойство целлюлозы, он позволяет получить из древесных опилок и стружек глюкозу, а сбраживанием последней – этиловый спирт. Этиловый спирт, полученный из древесины, называется гидролизным.

2. Образование сложных эфиров (реакция этерификации)

Целлюлоза также не дает реакцию «серебряного зеркала» (нет альдегидной группы), но для нее характерны реакции образования сложных эфиров.

Каждое структурное звено целлюлозы содержит три свободных гидроксила.

Следовательно, целлюлоза может вступать в реакции, характерные для многоатомных спиртов.

Наибольшее практическое значение имеют реакции с азотной кислотой и уксусным ангидридом.

а) Нитрование

При обычной температуре целлюлоза взаимодействует лишь с концентрированными кислотами.

При взаимодействии целлюлозы с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты в качестве водоотнимающего средства образуется сложный эфир -тринитрат целлюлозы:

опыт«Получение и свойства нитроцеллюлозы»

Полностью этерифицированная клетчатка – это тринитрат целлюлозы (пироксилин) – взрывчатое вещество, на его основе изготавливают бездымный порох.

В зависимости от условий нитрования можно получить динитрат целлюлозы, который в технике называется коллоксилином. Он так же используется при изготовлении пороха и твердых ракетных топлив. Кроме того, на основе коллоксилина изготавливают целлулоид.

в) Взаимодействие с уксусным ангидридом

При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом в присутствии уксусной и серной кислот образуется триацетилцеллюлоза:

Из триацетата целлюлозы изготавливают лаки, кинопленку и ацетатное волокно.

3. Горение – полноеокисление

4. Термическое разложение целлюлозы без доступа воздуха

Получение целлюлозы

Кислые:
- Сульфитный. Варочный раствор содержит сернистую кислоту и её соль, например гидросульфит натрия. Этот метод применяется для получения целлюлозы из малосмолистых пород древесины: ели, пихты.
Щелочные:
- Натронный.Используется раствор гидроксида натрия. Натронным способом можно получать целлюлозу из лиственных пород древесины и однолетних растений. Преимущество данного метода — отсутствие неприятного запаха соединений серы, недостатки — высокая стоимость получаемой целлюлозы. Метод практически не используется.
- Сульфатный.Наиболее распространенный метод на сегодняшний день. В качестве реагента используют раствор, содержащий гидроксид и сульфид натрия, и называемый белым щелоком. Свое название метод получил от сульфата натрия, из которого на целлюлозных комбинатах получают сульфид для белого щёлока. Метод пригоден для получения целлюлозы из любого вида растительного сырья. Недостатком его является выделения большого количества дурно пахнущих сернистых соединений: метилмеркаптана, диметилсульфида и др. в результате побочных реакций.

обработка хлором — для разрушения макромолекул лигнина;
обработка щелочью — для экстракции образовавшихся продуктов разрушения лигнина.

Применение целлюлозы

Целлюлоза используется в производстве бумаги и картона, искусственных волокон, пленок, пластмасс, лакокрасочных материалов, бездымного пороха, взрывчатки, твердого ракетного топлива, для получения гидролизного спирта и многое другое.

Изготовление нитей, канатов, бумаги.
Получение глюкозы, этилового спирта (для получения каучука).
Получение ацетатного шёлка – искусственное волокно, оргстекла, негорючей плёнки из ацетилцеллюлозы.
Получение бездымного пороха из триацетилцеллюлозы (пироксилин).
Получение коллодия (плотная плёнка для медицины) и целлулоида (изготовление киноленты, игрушек) из диацетилцеллюлозы.

ЦОР

Иллюстрация. Применение природных волокон, содержащих целлюлозу

Иллюстрация. Применение сложных эфиров целлюлозы

Производные целлюлозы

К важнейшим производным целлюлозы относятся искусственные полимеры/

Метилцеллюлоза (простые метиловые эфиры целлюлозы) общей формулы

[С6Н7О2(ОН)3-х(ОСН3)х]n (х=1, 2 или 3)

Ацетилцеллюлоза (триацетат целлюлозы) – сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты

[С6Н7О2(ОСОСН3)3]n

Нитроцеллюлоза (нитраты целлюлозы) – сложные азотнокислые эфиры целлюлозы

[С6Н7О2(ОН)3-х(ОNO2)х]n (х=1, 2 или 3)

Вискозное волокно. Целлофан

Эти полимерные материалы состоят из практически чистой целлюлозы, но для их получения исходную целлюлозу путем химической модификации сначала превращают в растворимую форму, а затем в процессе формования восстанавливают.

Углеводы

Полисахариды

Механический и химический способы получение целлюлозы

Целлюло́за — это белое твердое вещество. Она нерастворима в воде, молекула имеет линейное (полимерное) строение.

Структурная единица целлюлозы — остаток β-глюкозы. Из целлюлозы получают в дальнейшем бумагу и картон.

Из целлюлозы получают в дальнейшем бумагу и картон.

Получение целлюлозы и ее дальнейшая обработка

Один из главных этапов изготовления бумаги и картона — получение волокон целлюлозы и ее дальнейшая обработка. От данного этапа зависит, какого качества и какой стоимости будут получаемые изделия.

Всего существует два способа получения целлюлозы:

Процесс получения целлюлозы

Целлюлозу получают из чистой древесины и макулатуры.

Волокна целлюлозы получают из так называемой древесной волокнистой массы. Целлюлозные волокна в древесине связаны между собой жестким трехмерным полимером — лигнином, занимающим до 30% древесной массы.

Поэтому для получения целлюлозы древесину специально обрабатывают — чтобы размягчить лигнин и снизить его содержание.

Обычно для этих целей применяются два вида методов:

Механическиё метод

При механическом получении древесной массы древесину, как правило, истирают или размалывают в водной среде. Под действием воды, тепла и специальных реагентов лигнин размягчается, и древесина распадается на отдельные волокна.

«Механическую» схему получения волокон целлюлозы можно описать примерно так. Промытая древесная щепа помещается в специальный рафинер, где измельчается и обрабатывается.

После очистки древесная масса готова для дальнейшей обработки. Поскольку, несмотря на обработку, лигнин не удаляется полностью, выход древесной массы получается высоким.

Наличие лигнина на поверхности и внутри волокон увеличивает их твердость и жесткость, а также придает им сравнительно стабильный размер.

Листы, полученные из «механической» древесной массы, имеют высокую пухлость и низкую плотность, то есть достаточно низкую массу единицы площади для данной толщины.

Это очень важно, поскольку отражается на технических и «экономических» показателях материала.

Обратите внимание:

Наша компания занимается производством гофрокартона и упаковки из него. Также мы реализуем коробки из гофрокартона, микрогофрокартон и упаковочные материалы.

Химический метод

В случае если древесная щепа до получения древесной массы нагревается, получаемый продукт именуют ТММ — термохимической древесной массой (или ТМР, Termomechanical Pulp).

Если для удаления лигнина применяется химическая обработка, то продукт получает название химико — термомеханической массы (ХТММ).

Древесная масса, приготовленная механическим способом, сохраняет исходный цвет древесины, химико-термомеханическая масса немного светлее. Если масса дополнительно была еще и отбелена, то ее называют беленой химико-термомеханической массой (БХТММ).

Другая не менее известная технология — сульфитная варка целлюлозы. В обоих случаях нецеллюлозные компоненты, извлеченные из древесины, используются на целлюлозно-бумажных комбинатах как источник энергии или для других целей.

Общий объем получаемой химическим способом целлюлозы зависит от способа варки, а так же от вида древесины. «Выход» сырья может составлять от 40 до 65%. Конечно, это ниже, чем для древесной механической древесины, поскольку при варке из древесины удаляются не целлюлозные вещества. При этом объемы изготовления не снижаются.

Однако в этом есть и свои плюсы — бумагообразующие свойства волокон тем самым улучшаются.

Обратите внимание:

Средняя длина волокна при химических способах получения полуфабрикатов из одной и той же древесины получается больше, чем при механических.

Волокна также становятся гибче. Все это обеспечивает получение более прочного и гибкого листа.

Отбелка целлюлозы

Поскольку после варки древесины целлюлоза приобретает коричневый цвет, ее необходимо отбеливать.

Целлюлоза обычно отбеливается путем удаления остаточного лигнина и других компонентов древесины. Чистые целлюлозные волокна обычно бесцветны и прозрачны, а сама беленая целлюлоза имеет красивый белый оттенок.

Учитывая, что для многих пищевых продуктов — чая, масла, шоколада, табака, — необходима чистая, не содержащая посторонних запахов и примесей целлюлоза, это очень важное свойство.

В прежние времена, еще до 1980-х годов, целлюлоза отбеливалась исключительно хлором или его соединениями.

Это вызывало немало нареканий со стороны экологов, поскольку молекулярный хлор, взаимодействуя с лигнином, образовывал токсичные хлора — содержащие соединения. Они не редко попадали в сточные воды и отравляли окружающую среду.

В современных процессах отбелки молекулярный хлор не применяется — его заменяет кислород, перекись водорода и диоксид хлора.

Побочные продукты такой отбелки безвредны.

Беленая целлюлоза обладает высокой стойкостью к воздействию света. Под его действием она лишь слегка желтеет.

«Вторичное» волокно

В качестве сырья для получения волокон целлюлозы может использоваться не только «чистая древесины», но и «отработанная» бумага — макулатура.

Отходы сортируют и превращают в макулатурную массу путем механической обработки в воде. После гидро — разбивателя, где бумажная масса распускается, сырье очищается и отправляется в картоноделательную машину.

В зависимости от природы исходного сырья, степени его обработки и переработки вторичное волокно может обладать различными свойствами.

Обратите внимание:

Следует помнить, что всякий раз при переработке бумаги средняя длина волокна и способность к образованию межволоконных связей уменьшается. Кроме того, некоторые виды картона и бумаги изначально не подлежат вторичной переработке. Все это делает необходимым поступление на рынок волокна, полученного непосредственно из древесины. Иначе качество бумажного продукта будет снижаться.

В зависимости от вида и источника макулатуры существует много сортов макулатурного сырья. Они отличаются качеством и степенью пригодности для повторного использования.

Например:

самое дорогое сырье — это белая бумага, не содержащая древесной массы.

газетно-журнальная бумага обладает средней стоимостью и качеством.

самая дешевая — смешанная макулатура, содержащая бумагу и картон.

Всего же, к примеру, в европейском отраслевом перечне описывается 57 видов макулатурного сырья. Подобные же перечни имеются в США, Японии и других развитых странах.

Исходя из назначения и требований к продукции, некоторые виды картона изготавливаются целиком из макулатурной массы — либо ее содержание в изделиях высоко. Другие же изделия изготавливают только из высококачественного первичного волокна — целлюлозы либо ее смеси с древесной массой.

Иные виды сырья в изотовлении картона

волокнистых (целлюлозных) полуфабрикатов достигает в изготовлении бумаги и картона 88%. Остальные 12% приходятся на неволокнистые добавки. Это могут быть:

минеральные пигменты для мелования;
наполнители и вещества для проклейки в бумажной массе;
добавки для придания прочности;
вещества для поверхностной проклейки;
химикаты, облегчающие процесс приготовления бумаги.

Все эти вещества служат улучшению внешнего вида материалов, их функциональных качеств, а так же повышают эффективность изготовления.

Мелование

Мелование — это нанесение на одну или обе стороны бумаги специальной меловальной суспензии (в один или несколько слоев). Особое покрытие придает бумаге или картону необходимые свойства — хорошую впитываемость печатной краски, белизну, непрозрачность, гладкость, лоск.

В состав меловальной суспензии входят:

пигменты — в их качестве используются каолин, мел, диоксид титана и пр.;
связующие для полимеров, обеспечивающие соединение частиц пигментов с поверхностью бумаги или между собой;
технологические добавки — оптические отбеливатели, красители, сшивающие агенты.

Чтобы улучшить впитываемость печатной краски, усилить непрозрачность бумаги и ее гладкость, применяются также и специальные наполнители.

Белые неорганические материалы, добавляемые в бумажную массу, «забивают» пустоты в волокнистой структуре, увеличивая рассеяние света.

Вместе с минеральными пигментами, применяемыми для мелования, наполнители составляют до 9% сырья, используемого бумажной промышленностью.

Проклейка

Для придания бумаге определенной степени гидрофобности используется проклейка в бумажной массе. Благодаря ей изделие приобретает ограниченные впитывающие свойства по отношению к чернилам, воде и другим жидкостям.

Обратите внимание:

Обычно проклейка производится канифольным клеем — он, как правило, получается путем растворения живицы сосны в щелочи.

Во время приготовления бумажной массы в нее добавляют канифольный клей и сульфат алюминия. В результате их взаимодействия образуется резинат алюминия, покрывающий поверхность волокон.

В последнее время используют не только канифоль, но и способные к реакции синтетические проклеивающие материалы (например, клеи алкилкетендимер — АКД или алкенаниляторный ангидрид — АСА).

Для того чтобы придать бумаге прочность в условиях повышенной влажности в бумажную массу вводят мочевино- и меламиноформальдегидные смолы. Это может быть нужным, к примеру, для транспортной тары или многослойных бумажных мешков, которые могут оказаться под дождем.

Для увеличения прочности в сухом состоянии используют крахмал.
К слову, крахмал может применяться в бумажном производстве и для поверхностной проклейки в клеильном прессе. Перед началом работы бумаго- или картоноделательной машины раствор крахмала наносят на одну или обе поверхности листа. Тем самым увеличивается прочность листа, предотвращается «пылимость», влияющая на качество печати.

Также для улучшения свойств бумаги могут использоваться воск, акриловые смолы и фторуглероды.

Добавки

Что касается добавок, облегчающих технологический процесс, то тут применяются самые разные химические вещества.

К примеру, пеногасители и коагулянты улучшают обезвоживание при формовании листа.

Антисептики подавляют микробиологическую активность в изготовлении.

Также используются многообразные добавки, препятствующие оседанию смоляных загрязнений на бумагоделательной машине. Нарастая, а затем, отделяясь, они могут вызвать обрывы полотна и немалые проблемы при печати.

Таким образом, изготовление и дальнейшая обработка целлюлозы — сложный многоступенчатый процесс, требующий соблюдения всех технологических требований.

КАТАЛОГ ТОВАРОВ ИЗ ГОФРОКАРТОНА

Чтобы сделать индивидуальный заказ перейдите к форме расширенного заказа.!

Или позвоните: +7 (495 )215-54-19

Три простых шага к покупке

Выберите товары и нажмите купить

Биологическая роль целлюлозы и области применения

Целлюлоза – это природный полимер глюкозы (а именно, остатки бетта-глюкозы) растительного происхождения с линейным строением молекул. По-другому целлюлоза еще называется клетчаткой. В данном полимере больше пятидесяти процентов углерода, который содержится в растениях. Целлюлоза занимает первое место среди соединений органического происхождения на нашей планете.

Чистая целлюлоза – это хлопчатобумажные волокна (до девяносто восьми процентов) либо льняные волокна (до восьмидесяти пяти процентов). До пятидесяти процентов целлюлозы содержит древесина, тридцать процентов целлюлозы в соломе. Много ее и в конопле.

Целлюлоза имеет белый цвет. Серная кислота окрашивает ее в синий оттенок, а йод – в коричневый.

Целлюлоза твердая и волокнистая, без вкуса и запаха, не разрушается при температуре двести градусов Цельсия, но воспламеняется при температуре двести семьдесят пять градусов Цельсия (то есть является горючим веществом), а при нагревании до трехсот шестидесяти градусов Цельсия обугливается. Ее нельзя растворить в воде, но можно растворить в растворе аммиака с гидроксидом меди. Клетчатка является очень прочным и эластичным материалом.

Значение целлюлозы для живых организмов

Целлюлоза относится к полисахаридным углеводам.

В живом организме функции углеводов следующие:

Функция структуры и опоры, так как углеводы принимают участие в построении опорных структур, а целлюлоза представляет собой главный компонент структуры стенок растительных клеток.
Защитная функция, характерная для растений (колючки либо шипы). Такие образования на растениях состоят из стенок омертвевших растительных клеток.
Пластическая функция (другое название анаболическая функция), так как углеводы являются компонентами сложных молекулярных структур.
Функция обеспечения энергией, так как углеводы являются энергетическим источником для живых организмов.
Запасающая функция, так как живые организмы запасают в своих тканях углеводы в качестве питательных веществ.
Осмотическая функция, так как углеводы принимают участие в регулировании осмотического давления внутри живого организма (например, кровь содержит от ста миллиграмм до ста десяти миллиграмм глюкозы, а от концентрации этого углевода в крови и зависит кровяное осмотическое давление). Осмосный перенос доставляет питательные элементы в высоких стволах деревьев, так как капиллярный перенос в этом случае неэффективен.
Функция рецепторов, так как некоторые углеводы находятся в составе воспринимающей части рецепторов клеток (молекул на клеточной поверхности либо молекул, которые растворены в клеточной цитоплазме). Рецептор особым образом реагирует на соединение с определенной химической молекулой, которая передает внешний сигнал, и передает этот сигнал в саму клетку.

Биологическая роль целлюлозы такова:

Клетчатка – это главная структурная часть клеточной оболочки растений. Образуется в результате фотосинтеза. Целлюлоза растений является питанием травоядным животным (к примеру, жвачным), в их организме клетчатка расщепляется при помощи фермента целлюлаза. Он довольно редкий, поэтому в чистом виде целлюлоза в пищу человека не употребляется.
Клетчатка в пище дает человеку чувство сытости и улучшает подвижность (перистальтику) его кишечника. Целлюлоза способна связывать жидкость (до ноля целых четырех десятых грамм жидкости на один грамм целлюлозы). В толстом кишечнике его метаболизируют бактерии. Клетчатка приваривается без участия кислорода (в организме есть только один анаэробный процесс). Итогом переваривания становится образование кишечных газов и летающих жирных кислот. Большее количество этих кислот всасывается кровью и применяется как энергия для организма. А то количество кислот, которое не усвоилось, и кишечные газы увеличивают объем кала и ускоряют его попадание в прямую кишку. Также энергия данных кислот применяется для увеличения количества полезной микрофлоры в толстом кишечнике и поддержки ее жизни там. Когда количество пищевых волокон в еде возрастает, то возрастает и объем полезных кишечных бактерий улучшается синтезирование витаминных веществ.
Если добавлять в еду от тридцати до сорока пяти грамм отрубей (содержат клетчатку), сделанных из пшеницы, то каловые массы увеличиваются с семидесяти девяти грамм до двухсот двадцати восьми грамм в день, и срок их передвижения сокращается с пятидесяти восьми часов до сорока часов. Когда клетчатка добавляется в еду регулярно, то каловые массы становятся мягче, что помогает выполнять профилактику запора и геморроя.
Когда в еде много клетчатки (например отруби), то организм как здорового человека, так и организм больного сахарным диабетом первого типа, становится более устойчив к глюкозе.
Клетчатка как щетка убирает со стенок кишечника грязные налипания, впитывает токсичные вещества, забирает холестерин и удаляет все это из организма естественным путем. Доктора пришли к выводу, что люди, которые едят ржаной хлеб и отруби реже страдают раком прямого кишечника.

Больше всего клетчатки содержится в отрубях из пшеницы и ржи, в хлебе из грубо перемолотой муки, в хлебе из белков и отрубей, в сухих фруктах, морковке, крупах, свекле.

Области применения целлюлозы

Люди применяют целлюлозу уже долгое время. В первую очередь древесный материал шел как топливо и доски для строительства. Потом хлопок, лен и волокна конопли применяли для изготовления различных тканей. Впервые в промышленности химическую обработку древесного материала стали практиковать из-за развития производства бумажных изделий.

В настоящее время целлюлозу используют в различных промышленных областях. И именно для промышленные нужд получают ее в основном из древесного сырья. Целлюлозу применяют в производстве целлюлозно-бумажных изделий, в производстве различных тканей, в медицине, при производстве лаков, при изготовлении органического стекла и в иных областях промышленности.

Рассмотрим ее применение подробнее

Из целлюлозы и ее эфиров получают ацетатный шелк, изготавливают ненатуральные волокна, пленку из ацетилцеллюлозы, которая не горит. Изготавливают порох без дыма из пироксилина.

Из целлюлозы делают плотную медицинскую пленку (коллодий) и целлюлоид (пластмассу) для игрушек, кинопленки и фотопленки. Делают нитки, канаты, вату, различные виды картона, строительный материал для судостроения и постройки домов.

А еще получают глюкозу (для медицинских целей) и этиловый спорт. Целлюлозу применяют и в качестве сырья, и в качестве вещества для переработки химическим путем.

Много глюкозы нужно для изготовления бумаги.

Бумага представляет собой тоненький волокнистый слой целлюлозы, которая была проклеена и спрессована на особом оборудовании, чтобы получить тонкую плотную гладкую поверхность бумажного изделия (чернила не должны растекаться по ней). Сначала для создания бумаги применялся только то материал растительного происхождения, из него нужные волокна выделяли механическим способом (рисовые стебли, хлопок, ветошь).

Но книгопечатание развивалось очень быстрыми темпами, стали выпускаться еще и газеты, поэтому произведенной таким способом бумаги стало недостаточно.

Люди выяснили, что в древесине много клетчатки, поэтому к растительной массе, из которой делали бумагу, начали добавлять перемолотое древесное сырье.

Но эта бумага была быстро рвущейся и желтеющей за очень короткое время, особенно при длительном нахождении на свету.

Поэтому стали разрабатываться разные методы обработки древесного материала химическими веществами, которые позволяют выделить из него очищенную от различных примесей целлюлозу.

Для получения целлюлозы щепу варят в растворе реагентов (кислоты либо щелочи) в течение длительного времени, потом очищают полученную жидкость. Так производится чистая целлюлоза.

К кислотным реагентам относится сернистая кислота, ее применяют для производства целлюлозы из древесины с малым количеством смолы.

К щелочным реагентам относятся:

натронные реагенты обеспечивают получение целлюлозы из лиственных пород и однолетников (такая целлюлоза стоит довольно дорого);
сульфатные реагенты, из которых наиболее распространен сульфат натрия (основа для производства белого щелока, а уже он применяется в качестве реагента для изготовления целлюлозы из любых растений).

После всех производственных этапов бумага идет на изготовление упаковочной, книжной и канцелярской продукции.

Из всего выше сказанного можно сделать вывод о том, что целлюлоза (клетчатка) имеют важное очищающее и оздоровительное значение для кишечника человека, а также используется во многих областях промышленности.

Читать книги онлайн — Целлюлоза.ру

Хотите прочитать новую интересную книгу? Смотрите рейтинг ТОП-12 лучших книг (по количеству продаж за неделю в пересчёте на одну главу) за май 2019 года и читайте книги онлайн. Первый, ознакомительный фрагмент бесплатно и без регистрации. Оценивайте книги и пишите отзывы) Перейти на страницу результатов:Стр. 1Стр. 2Стр. 3Стр. 4Стр. 5Стр. 6Стр. 7Стр. 8Стр. 9Стр. 10Стр. 11Стр.

12Стр. 13Стр. 14Стр. 15Стр. 16Стр. 17Стр. 18Стр. 19Стр. 20Стр. 21Стр. 22Стр. 23Стр. 24Стр. 25Стр. 26Стр. 27Стр. 28Стр. 29Стр. 30Стр. 31Стр. 32Стр. 33Стр. 34Стр. 35Стр. 36Стр. 37Стр. 38Стр. 39Стр. 40Стр. 41Стр. 42Стр. 43Стр. 44Стр. 45Стр. 46Стр. 47Стр. 48Стр. 49Стр. 50Стр. 51Стр. 52Стр. 53Стр. 54Стр. 55Стр. 56Стр. 57Стр. 58Стр. 59Стр. 60Стр. 61Стр. 62Стр. 63Стр. 64Стр. 65Стр. 66Стр.

67Стр. 68Стр. 69Стр. 70Стр. 71Стр. 72Стр. 73Стр. 74Стр. 75Стр. 76Стр. 77Стр. 78Стр. 79Стр. 80Стр. 81Стр. 82Стр. 83Стр. 84Стр. 85Стр. 86Стр. 87Стр. 88Стр. 89Стр. 90Стр. 91Стр. 92Стр. 93Стр. 94Стр. 95Стр. 96Стр. 97Стр. 98Стр. 99Стр. 100Стр. 101Стр. 102Стр. 103Стр. 104Стр. 105Стр. 106Стр. 107Стр. 108Стр. 109Стр. 110Стр. 111Стр. 112Стр. 113Стр. 114Стр. 115Стр. 116Стр. 117Стр. 118Стр.

119Стр. 120Стр. 121Стр. 122Стр. 123Стр. 124Стр. 125Стр. 126Стр. 127Стр. 128Стр. 129Стр. 130Стр. 131Стр. 132Стр. 133Стр. 134Стр. 135Стр. 136Стр. 137Стр. 138Стр. 139Стр. 140Стр. 141Стр. 142Стр. 143Стр. 144Стр. 145Стр. 146Стр. 147Стр. 148Стр. 149Стр. 150Стр. 151Стр. 152Стр. 153Стр. 154Стр. 155Стр. 156Стр. 157Стр. 158Стр. 159Стр. 160Стр. 161Стр. 162Стр. 163Стр. 164Стр. 165Стр. 166Стр.

167Стр. 168Стр. 169Стр. 170Стр. 171Стр. 172Стр. 173Стр. 174Стр. 175Стр. 176Стр. 177Стр. 178Стр. 179Стр. 180Стр. 181Стр. 182Стр. 183Стр. 184Стр. 185Стр. 186Стр. 187Стр. 188Стр. 189Стр. 190Стр. 191Стр. 192Стр. 193Стр. 194Стр. 195Стр. 196Стр. 197Стр. 198Стр. 199Стр. 200Стр. 201Стр. 202Стр. 203Стр. 204Стр. 205Стр. 206Стр. 207Стр. 208Стр. 209Стр. 210Стр. 211Стр. 212Стр. 213Стр. 214Стр.

215Стр. 216Стр. 217Стр. 218Стр. 219Стр. 220Стр. 221Стр. 222Стр. 223Стр. 224Стр. 225Стр. 226Стр. 227Стр. 228Стр. 229Стр. 230Стр. 231Стр. 232Стр. 233Стр. 234Стр. 235Стр. 236Стр. 237Стр. 238Стр. 239Стр. 240Стр. 241Стр. 242Стр. 243Стр. 244Стр. 245Стр. 246Стр. 247Стр. 248Стр. 249Стр. 250Стр. 251Стр. 252Стр. 253Стр. 254Стр. 255Стр. 256Стр. 257Стр. 258Стр. 259Стр. 260Стр. 261Стр. 262Стр.

263Стр. 264Стр. 265Стр. 266Стр. 267Стр. 268Стр. 269Стр. 270Стр. 271Стр. 272Стр. 273Стр. 274Стр. 275Стр. 276Стр. 277Стр. 278Стр. 279Стр. 280Стр. 281Стр. 282Стр. 283Стр. 284Стр. 285Стр. 286Стр. 287Стр. 288Стр. 289Стр. 290Стр. 291Стр. 292Стр. 293Стр. 294Стр. 295Стр. 296Стр. 297Стр. 298Стр. 299Стр. 300Стр. 301Стр. 302Стр. 303Стр. 304Стр. 305Стр. 306Стр. 307Стр. 308Стр. 309Стр. 310Стр.

311Стр. 312Стр. 313Стр. 314Стр. 315Стр. 316Стр. 317Стр. 318Стр. 319Стр. 320Стр. 321Стр. 322Стр. 323Стр. 324Стр. 325Стр. 326Стр. 327Стр. 328Стр. 329Стр. 330Стр. 331Стр. 332Стр. 333Стр. 334Стр. 335Стр. 336Стр. 337Стр. 338Стр. 339Стр. 340Стр. 341Стр. 342Стр. 343Стр. 344Стр. 345Стр. 346Стр. 347Стр. 348Стр. 349Стр. 350Стр. 351Стр. 352Стр. 353Стр. 354Стр. 355Стр. 356Стр. 357Стр. 358Стр.

359Стр. 360Стр. 361Стр. 362Стр. 363Стр. 364Стр. 365Стр. 366Стр. 367Стр. 368Стр. 369Стр. 370Стр. 371Стр. 372Стр. 373Стр. 374Стр. 375Стр. 376Стр. 377Стр. 378Стр. 379Стр. 380Стр. 381Стр. 382Стр. 383Стр. 384Стр. 385Стр. 386Стр. 387Стр. 388Стр. 389Стр. 390Стр. 391Стр. 392Стр. 393Стр. 394Стр. 395Стр. 396Стр. 397Стр. 398Стр. 399Стр. 400Стр. 401Стр. 402Стр. 403Стр. 404Стр. 405Стр. 406Стр.

407Стр. 408Стр. 409Стр. 410Стр. 411Стр. 412Стр. 413Стр. 414Стр. 415Стр. 416Стр. 417 Книги, которые только что были добавлены в избранное (на уведомления о выходе новых глав в этих книгах была оформлена подписка читателями). На первом месте размещается книга дня. На показанные ниже книги действуют ограниченные по времени скидки, размер которых может достигать 40%.

Спешите купить книги по выгодной цене! Перейти на страницу результатов:Стр. 1Стр. 2Стр. 3Стр. 4Стр. 5Стр. 6 Отзывы читателей о прочитанных книгах показаны ниже. Читайте отзывы, мнения, комментарии читателей, их впечатления о прочитанных фрагментах в книгах на этой странице.

Робот Целлюлозы подобрал для вас 10 книг (смотреть все карточки книг), каждая из которых достойна стать новой книгой дня, и в качестве награды она будет висеть на левой панельке сайта целые сутки. Выбирайте новую книгу дня среди этих книг:

Вы находитесь на литературном портале современных художественных книг.

Здесь, на сайте онлайн-издательства Целлюлоза, писатели самостоятельно публикуют только новинки и свежие обновления в своих книгах, пишущихся авторами в жанрах «Фантастика», «Фэнтези», «ЛитРПГ», «Попаданцы» и других. Писатели выкладывают книги по главам, а читатели — читают новые главы онлайн на Целлюлозе сразу после написания, не дожидаясь завершения написания книги.

Читая книги у нас, вы узнаете сюжет новой книги раньше других. Откройте понравившуюся вам книгу для ознакомления с ней, ведь первая глава предоставляется бесплатно, и далее покупайте доступ к очередным фрагментам книги, по цене 10 каждый.

Человек; Фэнтези; Фантастика; Приключения; Другой Мир; Попаданцы; Динамическое Напряжение; 18+; Сильный персонаж; Обычный Человек; Выживание; Боевик; 16+; Магия; Тайна; Человек Со Сверхспособностями; Россия; Фантастический боевик; Артефакт; Юмор; Магические Вещи; Команда Персонажей; Земля; Спасение Мира; Оптимизм; Ирония; Становление героя; Обыкновенный Герой; Любопытство; Философское; [смотреть все]

Новые книги 2019 — книжные новинки этой весны

Вы хотели читать новые книги, может даже за май 2019 года? Начните читать прямо сейчас: они только что опубликованы на Целлюлозе. Оформите подписку на книгу, чтобы получать уведомления о новых продах.

Начните читать электронные книги онлайн

Любите читать книги и желаете получить эксклюзивный доступ к еще не опубликованным книгам ваших любимых писателей? Тогда вы на правильном пути! У нас, на Целлюлозе, вы можете читать фантаcтику онлайн, книги про попаданцев, книги в жанрах: гаремник, можете читать литРПГ онлайн, лучшее фэнтези и даже читать книги приключения. Регистрация бесплатная и ни к чему вас не обязывает. Укажите свой email (зачем?) в форме ниже, и письмо с паролем придёт на почту.

Читать книги

Почему вам стоит читать книги онлайн именно на Целлюлозе?Здесь, в онлайн-издательстве Целлюлоза книги публикуют сами писатели, наши с вами современники, в том числе начинающие писатели,и делают это на абсолютно легальной основе: мы заключаем официальные договора с писателями, и выступаем для них как агент продаж художественных книг, доступных на сайте для чтения онлайн, и платим гонорар писателям. Почему предлагаем читать онлайн в первую очередь?Мы не хотим, чтобы романы писателей, добавляемые в библиотеку электронных книг на сайте Целлюлоза, распространялисьчитателями по бесплатным библиотекам без разрешения авторов, поэтому они выкладывают книги для чтения в виде сканированных страницдля чтения онлайн. и и списки популярных книг в левой колонке сайта посоветуют вам, какие книги читатьна русском языке, в художественных жанрах книг про попаданцев, фентези, ЛитРПГ, фантастика, иные миры; если понравится, топродолжайте читать сборники и серии книг на сайте, оставляйте отзывы к книгам для писателей.

На сайте «Целлюлоза.ру» писателями размещаются новые книги и новые главы в них по мере написания. Читатели узнают о выходе продолжения в произведениях авторов и читают новые книги раньше других, поскольку эти романы ещё не вышли в бумажном варианте.

Мы препятствуем нелегальному копированию, распознаванию опубликованных на портале книг, поскольку мы уважаем авторские права писателей и не хотим, чтобы они нарушались. Авторские права на книги остаются у писателей. См.

страницу «О сайте», чтобы прочитать дополнительные сведения о сайте Целлюлоза.

Читатели online

За предыдущие 15 минут они на Целлюлозе читали книги (ваши избранные выделены жирным).
Читатели и писатели (67, в т.ч.

за это время вошли 5): sslaa, Шао, Евгений, Navigar, Motya, Гость-2594, Гость-3281, Гость-5407, Лола Май, Гость-7441, Гость-8691, victus64, Legionarius, Chilex, Гость-11034, Гость-11546, Muller, Гость-12634, Сергей, Гость-13971, Гость-14166, SEDERS, Алекс Каменев, Tiriele, Pr.

Rusl@_@n, Гость-20227, Изарк, Dreem, Гость-24989, Кирилл Шарапов, Виктор, Евгений_С, Гость-27288, Гость-27455, Семён Цэр, Nooby, Гость-31561, Гость-32300, Гость-33530, Александр, WolfSW, amad, Гость-39331, Гость-40352, Гость-41551, Рей-43762, Boppp, Гость-47681, Гость-48510, Гость-51862, Гость-52526, Николай, Гость-59588, Гость-59938, М_Алекс, Нил Алмазов, Гость-66711, Гость-69182, Asket, Гость-74451, Амантий Буравсон, BeAngel, Гость-76059, Гость-77099, Гость-77550, Светочник, Гость-82635, а также гости (169).

Целлюлоза — это… Строение, свойства, применение, получение целлюлозы

Целлюлоза — это производные двух природных веществ: дерева и хлопка. В растениях она осуществляет важную функцию, придает им гибкость и прочность.

Где встречается вещество?

Целлюлоза — это вещество натуральное. Растения способны вырабатывать её самостоятельно. В составе присутствуют: водород, кислород, углерод.

Растения вырабатывают сахар под действием солнечных лучей, он перерабатывается клетками и даёт возможность волокнам выдерживать высокие нагрузки от ветра. Целлюлоза — это вещество-участник процесса фотосинтеза. Если сахарную воду брызнуть на срез свежего дерева, то жидкость быстро впитается.

Начинается выработка целлюлозы. Этот естественный способ её получения взят за основу для производства хлопчатобумажной ткани в промышленных масштабах. Существует несколько методов, благодаря которым получают целлюлозу различного качества.

Метод изготовления №1

Получение целлюлозы происходит естественным методом — из семян хлопчатника. Волоски собираются автоматизированными механизмами, но требуется длительный период выращивания растения. Ткань, произведённая таким образом, считается наиболее чистой.

Более быстро целлюлозу можно получить из волокон дерева. Однако при этом методе качество намного хуже. Этот материал пригоден только для изготовления неволокнистого пластика, целлофана. Также из такого материала могут производить искусственные волокна.

Естественное получение

Производить целлюлозу из семян хлопка начинают с отделения длинных волокон. Этот материал идёт на изготовление хлопчатобумажной ткани. Мелкие части, менее 1,5 см, называют хлопковым пухом.

Они пригодны для получения целлюлозы. Собранные части подвергают нагреву под высоким давлением. Длительность процесса может достигать 6 часов. Перед тем как начать греть материал, к нему добавляют гидроксид натрия.

Полученное вещество требуется промыть. Для этого применяется хлор, который к тому же и отбеливает. Состав целлюлозы при таком методе наиболее чистый (99%).

Метод изготовления №2 из древесины

Для получения 80-97% целлюлозы используют щепу хвойных деревьев, химические вещества. Всю массу смешивают и подвергают обработке температурой. В результате варки выделяется требуемое вещество.

Смешивается бисульфит кальция, диоксид серы и древесная масса. Целлюлозы в полученной смеси не более 50%. В результате реакции в жидкости растворяются углеводороды, лигнины. Твёрдый материал проходит стадию очистки.

Получают массу, напоминающую некачественную бумагу. Этот материал служит основой изготовления веществ:

Эфиров.
Целлофана.
Вискозного волокна.

Что производят из ценного материала?

Строение целлюлозы волокнистое, что позволяет из неё изготавливать одежду. Хлопковый материл — это на 99,8% натуральный продукт, полученный естественным методом, приведенным выше. Из него же можно изготовить взрывчатку в результате химической реакции. Целлюлоза активна при нанесении на неё кислот.

Свойства целлюлозы применимы для производства тканей. Так, из неё изготавливают искусственные волокна, напоминающие внешне и на ощупь натуральные ткани:

вискозное и ацетатное волокна;
искусственный мех;
медно-аммиачный шёлк.

Преимущественно из древесной целлюлозы изготавливают:

лаки;
фотопленку;
бумажные изделия;
пластмассы;
губки для мытья посуды;
бездымный порох.

В результате химической реакции из целлюлозы получают:

тринитроцеллюлозу;
динитроклетчатку;
глюкозу;
жидкое топливо.

В пищу целлюлоза также может применяться. В составе некоторых растений (сельдерея, салата, отрубей) присутствуют её волокна. Также она служит материалом для производства крахмала. Уже научились делать из неё тонкие нити — искусственная паутина очень прочная и не растягивается.

Химическая формула целлюлозы — C6H10O5. Является полисахаридом. Из неё изготавливают:

медицинскую вату;
бинты;
тампоны;
картон, ДСП;
пищевую добавку Е460.

Достоинства вещества

Целлюлоза способна выдерживать высокие температуры до 200 градусов. Молекулы не разрушаются, это позволяет изготавливать из неё пластиковую посуду многоразового использования. При этом сохраняется важное качество — эластичность.

Целлюлоза выдерживает длительное воздействие кислот. Абсолютно не растворяется в воде. Не переваривается человеческим организмом, используется в качестве сорбента.

Микрокристаллическая целлюлоза используется в нетрадиционной медицине в качестве препарата для очистки пищеварительной системы. Порошкообразное вещество выступает в роли пищевой добавки для снижения калорийности употребляемых блюд. Это способствует выводу токсинов, снижению сахара и холестерина в крови.

Метод изготовления №3 — промышленный

На производственных площадках целлюлозу готовят путём варки в различных средах. От вида реагента зависит используемый материал — тип дерева:

Смолистые породы.
Лиственные деревья.
Растения.

Различают несколько видов реагентов для варки:

Кислая среда. Иначе метод именуется как сульфитный. В качестве раствора применяют соль сернистой кислоты либо её жидкую смесь. При этом варианте производства целлюлозу выделяют из пород хвойных. Хорошо перерабатывают пихты, ели.
Щелочная среда или натронный метод основан на использовании гидроксида натрия. Раствор хорошо отделяет целлюлозу из волокон растений (кукурузных стеблей) и деревьев (преимущественно лиственных).
Одновременное использование гидроксида и сульфида натрия применяется в сульфатном методе. Он широко внедрен в производства по выработке сульфида белого щелока. Технология является достаточно негативной для окружающей природы из-за образующихся сторонних химических реакций.

Последний метод наиболее распространен из-за его универсальности: практически из любого дерева можно получить целлюлозу. Однако чистота материала не совсем высокая после одной варки. От примесей избавляются дополнительными реакциями:

гемицеллюлозы удаляют щелочными растворами;
макромолекулы лигнина и продукты их разрушения убираются хлором с последующей обработкой щелочью.

Пищевая ценность

Крахмал и целлюлоза имеют схожую структуру. В результате экспериментов удалось получить из несъедобных волокон жизненно важный продукт. Он требуется человеку постоянно. Употребляемая пища состоит более чем из 20% крахмала.

Учёным удалось получить из целлюлозы вещество амилозу, положительно влияющую на состояние организма человека. Одновременно с этим в процессе реакции выделяется глюкоза. Получается безотходное производство — последнее вещество направляется для изготовления этанола. Амилоза же служит как средство профилактики ожирения.

В результате реакции целлюлоза остаётся в твердом состоянии, оседая на дно сосуда. Остальные составляющие удаляются при помощи магнитных наночастиц либо растворяются и отводятся с жидкостью.

Типы вещества в продаже

Поставщики предлагают целлюлозу разного качества по приемлемым ценам. Перечислим основные типы материала:

Целлюлоза сульфатная белого цвета, произведенная из двух видов дерева: хвойных и лиственных пород. Имеется небеленый материал, используемый в упаковочном материале, бумаге низкого качества для изоляционных материалов и других целей.
Имеется в продаже сульфитная также белого цвета, изготовленная из хвойных деревьев.
Порошковый материал белого цвета подходит для производства веществ медицинского назначения.
Целлюлоза премиум-сортов изготавливается методом отбеливания без участия хлора. В качестве сырья берутся хвойные породы. Древесная масса состоит из сочетания щепы ели и сосны в соотношении 20/80%. Чистота получаемого материала наивысшая. Он подходит для изготовления стерильных материалов, применяемых в медицине.

Для выбора подходящей целлюлозы используют стандартные критерии: чистота материала, прочность на разрыв, длина волокон, индекс сопротивления раздиранию.

Также количественно указывается химическое состояние или агрессивность среды водной вытяжки и влажность.

Для целлюлозы, поставляемой в виде беленой массы, применимы другие показатели: удельный объем, яркость, величина помола, прочность на растяжение, степень чистоты.

Немаловажным для массы целлюлозы является показатель — индекс сопротивления раздиранию. От него зависит назначение производимых материалов.

Учитывают вид древесины, используемой в качестве сырья, и влажность. Также важен уровень смол и жиров. Однородность порошка важна для определенных технологических процессов.

Для аналогичных целей оценивают вязкость и сопротивление продавливанию материала в виде листов.

Источник

Целлюлоза (клетчатка) — растительный полисахарид, являющийся самым распространенным органическим веществом на Земле.

Состав целлюлозы, так же как и крахмала, выражается формулой (C₆H₁₀O₅)_n.

Строение целлюлозы

Иллюстрация. Фрагмент молекулы целлюлозы

Молекулярная масса целлюлозы — от 400 000 до 2 млн.

Иллюстрация. Строение целлюлозы

Нахождение в природе

Целлюлоза была обнаружена и описана французским химиком Ансельмом Пайеном в 1838 году.

Иллюстрация. Бумага

Иллюстрация. Древесина

Иллюстрация. Картон

Древесина состоит на 50% из целлюлозы, а хлопок и лён, конопля практически чистая целлюлоза.

Физические свойства целлюлозы

Видеоопыт «Растворение целлюлозы в аммиачном растворе гидроксида меди (II)»

Химические свойства целлюлозы

1. Гидролиз целлюлозы

Видеоопыт «Кислотный гидролиз целлюлозы»

2. Образование сложных эфиров (реакция этерификации)

Каждое структурное звено целлюлозы содержит три свободных гидроксила.

Следовательно, целлюлоза может вступать в реакции, характерные для многоатомных спиртов.

Наибольшее практическое значение имеют реакции с азотной кислотой и уксусным ангидридом.

а) Нитрование

При обычной температуре целлюлоза взаимодействует лишь с концентрированными кислотами.

При взаимодействии целлюлозы с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты в качестве водоотнимающего средства образуется сложный эфир -тринитрат целлюлозы:

Видеоопыт «Получение и свойства нитроцеллюлозы»

в) Взаимодействие с уксусным ангидридом

Из триацетата целлюлозы изготавливают лаки, кинопленку и ацетатное волокно.

3. Горение – полное окисление

4. Термическое разложение целлюлозы без доступа воздуха

Получение целлюлозы

Кислые:
- Сульфитный. Варочный раствор содержит сернистую кислоту и её соль, например гидросульфит натрия. Этот метод применяется для получения целлюлозы из малосмолистых пород древесины: ели, пихты.
Щелочные:
- Натронный.Используется раствор гидроксида натрия. Натронным способом можно получать целлюлозу из лиственных пород древесины и однолетних растений. Преимущество данного метода — отсутствие неприятного запаха соединений серы, недостатки — высокая стоимость получаемой целлюлозы. Метод практически не используется.
- Сульфатный.Наиболее распространенный метод на сегодняшний день. В качестве реагента используют раствор, содержащий гидроксид и сульфид натрия, и называемый белым щелоком. Свое название метод получил от сульфата натрия, из которого на целлюлозных комбинатах получают сульфид для белого щёлока. Метод пригоден для получения целлюлозы из любого вида растительного сырья. Недостатком его является выделения большого количества дурно пахнущих сернистых соединений: метилмеркаптана, диметилсульфида и др. в результате побочных реакций.

обработка хлором — для разрушения макромолекул лигнина;
обработка щелочью — для экстракции образовавшихся продуктов разрушения лигнина.

Применение целлюлозы

Изготовление нитей, канатов, бумаги.
Получение глюкозы, этилового спирта (для получения каучука).
Получение ацетатного шёлка – искусственное волокно, оргстекла, негорючей плёнки из ацетилцеллюлозы.
Получение бездымного пороха из триацетилцеллюлозы (пироксилин).
Получение коллодия (плотная плёнка для медицины) и целлулоида (изготовление киноленты, игрушек) из диацетилцеллюлозы.

Иллюстрация. Применение природных волокон, содержащих целлюлозу

Иллюстрация. Применение сложных эфиров целлюлозы

Производные целлюлозы

К важнейшим производным целлюлозы относятся искусственные полимеры/

Метилцеллюлоза (простые метиловые эфиры целлюлозы) общей формулы

[С₆Н₇О₂(ОН)_3-х(ОСН₃)_х]_n (х=1, 2 или 3)

Ацетилцеллюлоза (триацетат целлюлозы) – сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты

[С₆Н₇О₂(ОСОСН₃)₃]_n

Нитроцеллюлоза (нитраты целлюлозы) – сложные азотнокислые эфиры целлюлозы

[С₆Н₇О₂(ОН)_3-х(ОNO₂)_х]_n (х=1, 2 или 3)

Вискозное волокно. Целлофан

Углеводы

Полисахариды

Источник

Целлюлоза, свойства, получение и применение.

Целлюлоза – природное высокомолекулярное органическое соединение, углевод, полисахарид с формулой (C₆H₁₀O₅)n.

Целлюлоза, формула, строение, вещество, характеристика

Нахождение целлюлозы в природе

Физические свойства целлюлозы

Химические свойства целлюлозы. Химические реакции целлюлозы

Производство и получение целлюлозы: механический и химический методы

Применение целлюлозы

Целлюлоза, формула, строение, вещество, характеристика:

Целлюлоза, клетчатка (фр. cellulose от лат. cellula – «клетка») – природное высокомолекулярное органическое соединение, углевод, полисахарид с формулой (C₆H₁₀O₅)n.

Молекулы целлюлозы представляют собой неразветвлённые цепочки из остатков β-D-глюкозы, соединённых гликозидными (водородными) связями β-(1→4).

Химическая формула целлюлозы (C₆H₁₀O₅)n либо [С₆Н₇О₂(ОН)₃]n.

Строение молекулы целлюлозы, структурная формула целлюлозы:

Молекула целлюлозы образована из множества (от нескольких сотен до десятков тысяч) остатков β-D-глюкозы, связанных между собой гликозидными (водородными) связями.

Молекула целлюлозы имеет линейное строение и склонна принимать вытянутую стержневую конформацию.

Так как макромолекула целлюлозы представляет собой смесь молекул (мономерных звеньев) с различной степенью полимеризации (т.е. числом мономерных звеньев в молекуле полимера), то она неоднородна по молекулярной массе. Целлюлоза из древесины имеет типичную длину цепи от 300 до 1700 единиц мономерных звеньев C₆H₁₀O₅, хлопок и другие растительные волокна, а также бактериальная целлюлоза имеют длину цепи от 800 до 10 000 единиц звеньев C₆H₁₀O₅.

Молярная масса мономерного звена целлюлозы С₆Н₁₀О₅ составляет 162,1406 г/моль

Целлюлоза – это растительный полисахарид, являющийся самым распространенным органическим веществом. Целлюлоза является главной составляющей частью и структурным материалом оболочки растительной клетки. Кроме целлюлозы в состав клеточных оболочек входят еще несколько других углеводов, известных под общим названием гемицеллюлозы (ксилан, маннан, галактан, арабан и др.).

Внешне целлюлоза в чистом виде представляет собой белое твердое волокнистое вещество, без вкуса и запаха.

Волокна целлюлозы обладают высокой механической прочностью.

Целлюлоза не растворяется в воде, слабых кислотах и большинстве органических растворителей. Растворяется в некоторых растворителях, например, в водных смесях комплексных соединений гидроксидов переходных металлов (Сu, Cd, Ni) с NH₃ и аминами, в серной и ортофосфорной кислотах, а также в аммиачном растворе гидроксида меди (II) – реактиве Швейцера.

Хорошо впитывает воду из-за наличия гидроксильных групп в своем составе.

Подвергается разложению при участии микроорганизмов и при действии ультрафиолетовых лучей.

Не разрушается при нагревании до 200 ^оС.

Различные виды целлюлозы (из различных растительных материалов) структурно неоднородны, т.к. расстояние между молекулами или звеньями молекул целлюлозы, а также взаимное расположение этих молекул могут быть различны. Соответственно изменяются прочностные связи между молекулами, а также физические и химические свойства различных видов целлюлозы. Свойства также зависят от количества звеньев в молекуле целлюлозы (т.е. от степени полимеризации). Например, чем больше расстояние между молекулами или звеньями молекул и чем меньше прочность связи между ними, тем больше гигроскопичность целлюлозы, ее окрашиваемость, более реакционноспособна в процессах этерификации, протекающих в кислой среде, и т.д. Целлюлоза со степенью полимеризации менее 1000 растворима в концентрированной ортофосфорной кислоте, а целлюлоза со степенью полимеризации ниже 200 – также и в 10-12 % растворе гидроксида натрия.

Нахождение целлюлозы в природе:

В чистом виде в природе не содержится.

Целлюлоза образуется в растениях (в т.ч. водорослях) в результате сложных биохимических реакций в процессе фотосинтеза из простейших углеводов. Она представляет собой составную часть оболочки клеток растений, обеспечивая механическую прочность и эластичность растительной ткани.

В большом количестве целлюлоза содержится в волокнах хлопка – 95-98 %, льна – 60-85 %, в тканях древесины – 40-55 %, в растительных остатках, попадающих в почву (листьях, стеблях и пр.), – 40-90 %, в соломе – до 30 %.

Целлюлоза также встречается у грибов и животных: у некоторых простейших и у оболочников (Tunicata). У последних она выделяется клетками наружных покровов и образует наружную оболочку, или тунику, животного.

Целлюлоза вырабатывается также некоторыми бактериями, например, бактериями рода Acetobacter.

Физические свойства целлюлозы:

Наименование параметра:	Значение:
Цвет	белый
Запах	без запаха
Вкус	без вкуса
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.)	твердое вещество
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см³	1,52-1,54
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м³	1520-1540
Температура разложения, °C	210
Температура плавления, °C	467
Температура кипения, °C	—
Температура воспламенения, °C	275
Температура самовоспламенения, °C	420
Удельная теплота сгорания, МДж/кг	16,40
Молярная масса мономерного звена целлюлозы С₆Н₁₀О₅, г/моль	162,1406

Химические свойства целлюлозы. Химические реакции целлюлозы:

Из-за наличия трёх гидроксильных групп в каждом звене целлюлоза проявляет свойства многоатомных спиртов, поэтому для нее характерны все химические реакции, свойственные спиртам: образование простых и сложных эфиров органических и неорганических кислот, получение щелочной целлюлозы и др.

Основные химические реакции целлюлозы следующие:

1. гидролиз целлюлозы:

(C₆H₁₀O₅)_n+ nH₂O → nC₆H₁₂O₆ (t°, H₂SO₄).

(целлюлоза) (глюкоза)

В результате реакции образуется глюкоза.

2. реакция нитрования целлюлозы (т.е. реакция целлюлозы с азотной кислотой).

3. реакция этерификации целлюлозы с уксусной кислотой.

4. реакция пиролиза целлюлозы:

При температуре выше 350 °C в отсутствии кислорода целлюлоза подвергается пиролизу (также называемому “термолизом”), разлагаясь на твердый уголь, пары, аэрозоли и газы, такие как углекислый газ и пр. продукты сложного строения.

5. реакция горения целлюлозы:

(C₆H₁₀O₅)_n+ 6nO₂ → 6nCO₂ + 5nH₂O (t°).

В результате реакции происходит полное окисление целлюлозы до углекислого газа и воды.

Производство и получение целлюлозы:

Поскольку в природе в чистом виде целлюлоза не содержится, а, как правило, образуется в растениях, то ее в основном получают из древесины. Производство (получение) целлюлозы является одним из этапов производства бумаги.

Содержание целлюлозы в древесине составляет порядка 40-55 %. Остальное – гемицеллюлоза (ксилан, маннан, галактан, арабан и др.) и лигнин. Лигнин (от лат. lignum – дерево, древесина) – это вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток, и представляющее собой смесь ароматических полимеров родственного строения. На лигнин приходится от 18 до 24 % массы древесины лиственных пород и 23-50 % массы хвойных пород. Причем (лигнин) последний выполняет функцию связующего вещества между волокнами целлюлозы.

Если образно сравнить древесину с железобетоном, то получается, что волокна целлюлозы, обладающие высокой прочностью на растяжение, подобны арматуре в железобетоне, а лигнин, обладающий высокой прочностью на сжатие, – бетону.

Гемицеллюлоза в древесине выполняет функцию укрепления волокон целлюлозы. Она представляет собой растительные гомо- и гетерополисахариды с меньшей, чем у целлюлозы, молекулярной массой (10 000-40 000 г/моль), состоящие из остатков разных пентоз и гексоз.

Целлюлоза получается (выделяется) из древесины двумя методами: механическим и химическим. При любом методе получения целлюлозы древесина предварительно измельчается в щепу.

Механический метод получения целлюлозы:

При механическом методе получения целлюлозы древесную щепу, как правило, истирают или размалывают в водной среде в присутствии специальных реагентов. Под действием воды, тепла и специальных реагентов лигнин размягчается, и древесина распадается на отдельные волокна. Затем волокна очищаются. Однако полностью лигнин из полученных волокон не удаляется, а остается на поверхности и внутри них, что сказывается на качестве полученной целлюлозы и в будущем – на получаемых бумажных листах.

Выход «механической» древесной массы получается достаточно высоким.

Бумажные листы из «механической» древесной массы имеют низкую плотность, высокую твердость и жесткость, а также цвет исходной древесины.

Химический метод получения целлюлозы:

Химический метод получения целлюлозы заключается в том, что древесную щепу помещают в кипящий раствор, где варят в течении длительного времени.

По типу применяемых реагентов различают несколько способов варки древесной щепы:

– сульфитный. Варочный раствор содержит сернистую кислоту и её соли, например, гидросульфит натрия, либо их смеси. Варка происходит при повышенной температуре и давлении. Этот способ варки применяется для получения целлюлозы из малосмолистых пород древесины: ели, пихты. Целлюлозу, производимую сульфитным способом, называют сульфитной целлюлозой;

– натронный. Используется раствор гидроксида натрия. Данным способом получают целлюлозу из лиственных пород древесины и однолетних растений. Целлюлозу, производимую сульфитным способом, называют натронной целлюлозой;

– сульфатный (крафт-процесс). Наиболее распространённый способ на сегодняшний день. В качестве реагента используют раствор, содержащий гидроксид натрия (каустическая сода) и сульфид натрия. Возможно присутствие других активных компонентов. Данный способ пригоден для получения целлюлозы из любого вида растительного сырья, кроме того, регенерация химикатов делает данный способ экономически очень эффективным. Целлюлозу, производимую сульфатным способом, называют сульфатной целлюлозой.

Термин “сульфатный процесс (способ)” происходит от использования сульфата натрия в качестве основного активного компонента при варке целлюлозы данным способом. В отработанном варочном щелоке сульфат натрия является источником образующегося в процессе варки сульфида натрия.

В процессе варки получают техническую целлюлозу, которая выпадает в осадок, а лигнин взаимодействует с варочным раствором, в результате чего получаются различные химические вещества (кормовые дрожжи, сульфатный лигнин, сульфатное мыло, фитостерин, талловое масло, канифоль, сернистые соединения, метанол, скипидар и пр.).

Техническая целлюлоза для удаления гемицеллюлозы и облагораживания обрабатывается холодным или горячим раствором щелочи, а для удаления остаточного лигнина – хлором, озоном, кислородом, пероксидом водорода, после чего – щелочью. Процесс удаления лигнина также называется отбелкой целлюлозы и имеет цель придание ей белизны.

В итоге получается чистая целлюлоза. Общий объем получаемой химическим способом целлюлозы зависит от способа варки, а так же от вида древесины. Выход составляет от 40 до 65 %.

В отличие от целлюлозы, полученной механическим способом, целлюлоза, полученная химическим способом, имеет белый цвет, большую длину волокон, становится более гибкой.

Применение целлюлозы:

– для производства бумаги и картона,

– в качестве наполнителя в таблетках в фармацевтике,

– для получения искусственных волокон (вискозного, ацетатного, медно-аммиачного шёлка, искусственного меха),

– для изготовления тканей (хлопок, который большей частью состоит из целлюлозы – 95-98 %),

– для производства пластмасс, оргстекла, кино и фото пленок и пр.,

– для производства лаков,

– для производства порохов,

– для изготовления нитей, канатов,

– получение глюкозы, этилового спирта.

Коэффициент востребованности
29 063

Источник