Celuloza, Krugosvet Encyclopedia

Fibră de celuloză, materialul principal de construcție a florei care formează pereții celulelor de copaci și alte plante superioare. Cea mai pură formă naturală de celuloză - fire de semințe de bumbac.

Purificare și izolare.

În prezent, o importanță industrială sunt doar două surse de celuloză - pastă de lemn și de bumbac. Bumbacul este aproape celuloză pură și nu necesită procesare complexă pentru a deveni materie primă pentru fabricarea fibrelor sintetice și materiale plastice non-fibre. Odată separat de fibrele lungi de semințe de bumbac utilizate pentru fabricarea țesăturilor din bumbac, sunt peri scurți sau „linters“ (linters de bumbac), 10-15 mm lungime. Lint separat de semințe, timp de 2-6 ore, încălzit sub presiune, cu o soluție 2,5-3% de hidroxid de sodiu și apoi se spală, albită cu clor, se spală și se usucă din nou. Produsul rezultat este o puritate de celuloză de 99%. Randamentul a fost de 80% (în greutate). Linter, restul fiind lignina, grăsimi, ceruri, pectatii și coji de semințe. Pulpa de obicei, realizate din lemn de conifere. Acesta conține 50-60% celuloză, 25-35% lignină și 10-15% hemiceluloză și hidrocarburi noncellulosic. In procesul sulfitul talaș sunt fierte sub presiune (aproximativ 0,5 MPa), la 140 ° C, cu bioxid de sulf, și bisulfit de calciu. Astfel, lignine și hidrocarburile trec în soluție și celuloză resturi. După spălare și albire masa purificată este turnat într-o hârtie asemănător vrac absorbant, și se usucă. Această masă la 88-97% constă din celuloză și este destul de potrivit pentru prelucrarea chimică a unui raion și celofan, precum și derivați de celuloză - esteri și eteri.

Procedeul de regenerare a celulozei din soluție prin adăugare de acid în amoniacal sale concentrate (adică, conținând sulfat de cupru și hidroxid de amoniu), o soluție apoasă a fost descrisă englez Dzh.Merserom despre 1844. Dar mai întâi aplicarea industrială a acestei metode, inițiind fibre industria amoniacal, atribuită E.Shveytseru (1857), precum și dezvoltarea ulterioară - și merit M.Kramera I.Shlossbergera (1858). Abia în 1892 Cross Bevin și Biddle Anglia proces inventat pentru producerea de fibre de viscoză: vâscos (de unde numele de vâscoză), soluție apoasă de celuloză obținută după tratarea celulozei mai întâi cu o soluție puternică de hidroxid de sodiu, pentru a da „soda celuloză“, și apoi - sulfura de carbon (CS2 ), rezultând într-un xantat de celuloză solubilă. Când extrudarea fluxurile de „filare“ soluția printr-o duză de filare cu o mică gaură rotundă la o baie de acid pentru a forma de celuloză regenerată din fibre viscoză. Când s-a obținut o soluție de extrudare în aceeași baie printr-o duză cu un film fantă îngustă, numită celofan. Zh.Brandenberger, angajat în Franța, această tehnologie 1908-1912, patentat primul proces continuu de fabricare a celofan.

Structura chimică.

În ciuda utilizării comerciale pe scară largă a celulozei și a derivaților săi, adoptată în prezenta formula chimică structurală a celulozei a fost propusă (U.Houorsom) numai în 1934. Cu toate acestea, în 1913 era cunoscută formulă empirică C6 H10 O5. determinat conform analizei cantitative a unui bine spălate și uscate probele: 44,4% C, 6,2% H 49,4% O. și Datorită lucrărilor și G.Shtaudingera K.Froydenberga a fost, de asemenea, cunoscut faptul că această moleculă de polimer cu lanț lung care constă din prezentat în Fig. 1 resturile glucozidice repetitive. Fiecare unitate are trei grupări hidroxil - unul primar (- CH2 CH OH) și două secundare (> CH H OH). 1920 E.Fisher a stabilit un cadru de zaharuri simple, și în același an, primele studii de raze X ale celulozei au prezentat un model de difracție clară a fibrelor. Radiografiile fibre de bumbac se referă la o orientare cristalină pronunțată, dar inul cu fibre și mai ordonat. Când regenerarea fibrelor de celuloză sub formă de cristalinitate este în mare parte pierdut. După cum se poate observa cu ușurință în lumina științei moderne, chimie structurale de celuloză aproape stătea încă între 1860 și 1920 pentru motivul că în tot acest timp a rămas în disciplinele sale copilarie auxiliare necesare pentru a rezolva problema.

celuloză regenerată

Rayon și celofan.

Și raion și celofan - este reconstituit (din soluție) celuloză. celuloză naturală purificată se tratează cu exces de hidroxid de sodiu concentrat; după îndepărtarea excesului bulgări a fost triturat și amestecul rezultat a fost menținut în condiții controlate cu atenție. In astfel de „îmbătrânire“ scade lungimea lanțurilor polimerice care facilitează dizolvarea ulterioară. Apoi, celuloză sub formă de pulbere este amestecat cu sulfură de carbon și xantat rezultat se dizolvă în soluție de hidroxid de sodiu pentru a se obține „vâscoză“ - soluție vâscoasă. Când rayon se încadrează într-o soluție acidă apoasă, se recuperează din celuloză. Rezumat simplificat al reacției sunt după cum urmează:

fibre vascoase obținute prin extrudare viscoza prin deschideri mici în soluție acidă duzei de filare, este utilizat pe scară largă pentru producerea de îmbrăcăminte, draperii și țesături de tapițerie, precum și în domeniu. Cantități importante de fibre de viscoză sunt curele tehnice, curele, filtre și cord pentru anvelope.

Cellophane obținut prin extrudare vâscoză într-o baie acidă printr-o duză cu o fantă îngustă, apoi se trece printr-o baie de spălare, albire și plastifiere a trecut prin uscătoare și înfășurată într-o rolă. Suprafața filmului celofan este aproape întotdeauna acoperit cu rășină nitroceluloză, orice ceară sau lac, pentru a reduce transmiterea de vapori de apă și pentru a permite etanșarea la cald, deoarece un celofan fără strat de acoperire nu au proprietatea de thermoplasticity. În industria modernă în acest scop, viniliden de acoperire rășină de tip clorură, deoarece acestea sunt mai puțin permeabilitate la umiditate și asigură o legătură mai puternică cu etanșare la cald.

Celofan este utilizat pe scară largă în principal în industria de ambalare ca un material de ambalaj pentru articole de îmbrăcăminte, produse alimentare, produse din tutun, și, de asemenea, ca bază pentru benzi adezive de ambalare.

Vascoza burete.

În plus, pentru a da fibre sau filme, mătase artificială pot fi amestecate cu materiale fibroase adecvate, și cu granulație fină; după prelucrarea levigare acidă și apă un astfel de amestec este transformat într-un material de vâscoză burete (Fig. 2), care este utilizat pentru ambalare si izolare.

fibre cupro-amoniacal.

Fibrele celulozice regenerate produse în scară industrială și prin dizolvare în soluție concentrată amoniacal celuloză (CuSO4 în NH4OH) și fibrele care formează din soluția rezultată într-o baie de spin acidă. O astfel de fibre este numit cupro-amoniacal.