Selulusa pisikal at kemikal na mga katangian. Teknikal na pulp at ang aplikasyon nito

Selulusa- isa sa mga pinaka-karaniwang natural na polysaccharides, ang pangunahing bahagi at ang pangunahing istrukturang materyal ng mga pader ng cell ng halaman. Cellulose content sa cotton seed fibers 95-99.5%, sa bast fibers (flax, jute, ramie) 60-85%, sa wood tissues (depende sa species ng puno, edad nito, lumalagong kondisyon) 30-55%, sa berdeng dahon , damo, mas mababang mga halaman 10-25%. Halos sa isang indibidwal na estado, ang selulusa ay matatagpuan sa bakterya ng genus Acetobacter. Ang mga kasama ng selulusa sa mga dingding ng cell ng karamihan sa mga halaman ay iba pang mga istrukturang polysaccharides na naiiba sa istraktura at tinatawag na hemicellulose- xylan, mannan, galactan, araban, atbp. (tingnan ang seksyong "Hemicelluloses"), pati na rin ang mga sangkap na hindi karbohidrat na kalikasan (lignin - isang spatial polymer ng isang aromatic na istraktura, silikon dioxide, resinous na mga sangkap, atbp.) .

Tinutukoy ng selulusa ang mekanikal na lakas ng lamad ng cell at tissue ng halaman sa kabuuan. Ang pamamahagi at oryentasyon ng mga hibla ng selulusa na may paggalang sa axis ng cell ng halaman sa halimbawa ng kahoy ay ipinapakita sa Fig.1. Ang organisasyong submicron ng cell wall ay ipinapakita din doon.

Ang pader ng isang mature wood cell, bilang panuntunan, ay kinabibilangan ng pangunahin at pangalawang shell (Larawan 1). Ang huli ay naglalaman ng tatlong mga layer - panlabas, gitna at panloob.

Sa pangunahing kaluban, ang mga natural na hibla ng selulusa ay random na nakaayos at bumubuo ng isang mesh na istraktura ( dispersed texture). Ang mga hibla ng selulusa sa pangalawang balat ay nakatuon sa pangunahing parallel sa bawat isa, na humahantong sa mataas na lakas ng makunat ng materyal ng halaman. Ang antas ng polymerization at crystallinity ng selulusa sa pangalawang shell ay mas mataas kaysa sa pangunahin.

Sa layer S 1 pangalawang shell (Fig.1, 3 ) ang direksyon ng cellulose fibers ay halos patayo sa axis ng cell, sa layer S 2 (fig.1, 4 ) bumubuo sila ng isang talamak (5-30) anggulo na may axis ng cell. Oryentasyon ng mga hibla sa isang layer S Malaki ang pagkakaiba-iba ng 3 at maaaring mag-iba kahit sa mga katabing tracheid. Kaya, sa spruce tracheids, ang anggulo sa pagitan ng nangingibabaw na oryentasyon ng cellulose fibers at ang cell axis ay umaabot sa 30-60, habang sa fibers ng karamihan sa mga hardwood ay 50-80. Sa pagitan ng mga layer R At S 1 , S 1 at S 2 , S 2 at S 3, ang mga rehiyon ng paglipat (lamellae) ay sinusunod na may ibang microorientation ng mga hibla kaysa sa pangunahing mga layer ng pangalawang shell.

Ang teknikal na selulusa ay isang fibrous na semi-tapos na produkto na nakuha sa pamamagitan ng paglilinis ng mga hibla ng halaman mula sa mga non-cellulose na bahagi. Ang selulusa ay karaniwang ipinangalan sa uri ng feedstock ( kahoy, bulak), paraan ng pagkuha mula sa kahoy ( sulpit, sulpate), pati na rin sa pamamagitan ng appointment ( viscose, acetate, atbp.).

Resibo

1.Teknolohiya ng kahoy na pulp kasama ang mga sumusunod na operasyon: pag-alis ng bark mula sa kahoy (barking); pagkuha ng mga wood chips; pagluluto chips (sa industriya, ang pagluluto ay isinasagawa ayon sa paraan ng sulfate o sulfite); pag-uuri; pagpapaputi; pagpapatuyo; pagputol.

paraan ng sulfite. Ang spruce wood ay ginagamot ng isang may tubig na solusyon ng calcium, magnesium, sodium o ammonium bisulfite, pagkatapos ay ang temperatura ay tumaas sa 105-110С sa loob ng 1.5-4 na oras, pinakuluan sa temperatura na ito sa loob ng 1-2 oras. Pagkatapos ay itaas ang temperatura sa 135-150С at magluto ng 1-4 na oras. Sa kasong ito, ang lahat ng non-cellulose na bahagi ng kahoy (pangunahin ang lignin at hemicelluloses) ay natutunaw, at ang lignified cellulose ay nananatili.

paraan ng sulfate. Ang mga chips ng anumang uri ng kahoy (pati na rin ang tambo) ay ginagamot sa pagluluto ng alak, na isang may tubig na solusyon ng sodium hydroxide at sodium sulfide (NaOH + Na 2 S). Sa loob ng 2-3 oras, itaas ang temperatura sa 165-180С at lutuin sa temperaturang ito sa loob ng 1-4 na oras. Isinalin sa isang natutunaw na estado, ang mga non-cellulose na bahagi ay inalis mula sa pinaghalong reaksyon, at ang cellulose na nalinis mula sa mga impurities ay nananatili.

2.Cotton cellulose nakuha mula sa cotton lint. Produksiyong teknolohiya kasama ang mekanikal na paglilinis, alkaline pulping (sa 1-4% aqueous NaOH solution sa temperatura na 130-170С) at pagpapaputi. Ang mga electron micrograph ng cotton cellulose fibers ay ipinapakita sa Fig.2.

3. bacterial cellulose synthesized ng bacteria ng genus Acetobacter. Ang nagreresultang bacterial cellulose ay may mataas na molekular na timbang at isang makitid na distribusyon ng timbang ng molekular.

Ang makitid na pamamahagi ng timbang ng molekular ay ipinaliwanag bilang mga sumusunod. Dahil ang carbohydrate ay pumapasok sa bacterial cell nang pantay-pantay, ang average na haba ng mga nagresultang cellulose fibers ay tumataas nang proporsyonal sa paglipas ng panahon. Sa kasong ito, ang isang kapansin-pansing pagtaas sa mga transverse na sukat ng microfibers (microfibrils) ay hindi nangyayari. Ang average na rate ng paglago ng bacterial cellulose fibers ay ~0.1 µm/min, na tumutugma sa polymerization ng 10 7 -10 8 glucose residues kada oras kada bacterial cell. Dahil dito, sa karaniwan, sa bawat bacterial cell, 10 3 glucocopyranose links bawat segundo ang sumasali sa lumalaking dulo ng hindi matutunaw na mga hibla ng selulusa.

Ang mga microfiber ng bacterial cellulose ay lumalaki mula sa magkabilang dulo ng fibril hanggang sa magkabilang dulo sa parehong bilis. Ang mga macromolecular chain sa loob ng microfibrils ay antiparallel. Para sa iba pang mga uri ng selulusa, ang naturang data ay hindi nakuha. Ang isang electron micrograph ng bacterial cellulose fibers ay ipinapakita sa Fig.3. Makikita na ang mga hibla ay may humigit-kumulang sa parehong haba at cross-sectional area.

Na binubuo ng mga labi ng isang molekula ng glucose at isang kinakailangang elemento para sa pagbuo ng shell ng lahat ng mga selula ng halaman. Ang mga molekula ay mayroon nito at naglalaman ng tatlong pangkat ng hydroxyl. Dahil dito, nagpapakita ito ng mga katangian.

Mga pisikal na katangian ng selulusa

Ang selulusa ay isang puting solido na maaaring umabot sa temperatura na 200°C nang hindi nasisira. Ngunit kapag ang temperatura ay tumaas sa 275 ° C, nagsisimula itong mag-apoy, na nagpapahiwatig na ito ay kabilang sa mga nasusunog na sangkap.

Kung titingnan natin ang selulusa sa ilalim ng mikroskopyo, makikita natin na ang istraktura nito ay nabuo sa pamamagitan ng mga hibla na may haba na hindi hihigit sa 20 mm. Ang mga hibla ng selulusa ay konektado ng maraming mga bono ng hydrogen, ngunit wala silang mga sanga. Nagbibigay ito sa selulusa ng pinakamalaking lakas at kakayahang mapanatili ang pagkalastiko.

Mga kemikal na katangian ng selulusa

Ang mga labi ng mga molekula ng glucose na bumubuo sa selulusa ay nabuo sa. Sulfuric acid at yodo sa proseso ng hydrolysis mantsang selulusa asul, at lamang yodo kayumanggi.

Mayroong maraming mga reaksyon sa selulusa kung saan nabuo ang mga bagong molekula. Ang selulusa ay tumutugon sa nitric acid upang bumuo ng nitrocellulose. At sa proseso na may acetic acid, nabuo ang cellulose triacetate.

Ang selulusa ay hindi natutunaw sa tubig. Ang pinaka-epektibong solvent nito ay isang ionic na likido.

Paano nakukuha ang selulusa?

Ang kahoy ay binubuo ng 50% na selulusa. Sa pamamagitan ng pangmatagalang pagluluto ng mga wood chips sa isang solusyon ng mga reagents, at pagkatapos ay paglilinis ng nagresultang solusyon, maaari mong makuha ito sa dalisay nitong anyo.

Ang mga pamamaraan para sa pulping ay naiiba sa uri ng mga reagents. Maaari silang maging acidic o alkaline. Ang mga acidic reagents ay naglalaman ng sulfurous acid at ginagamit upang makakuha ng cellulose mula sa mga low-resinous tree. Mayroong dalawang uri ng alkaline reagents: soda at sulfate. Salamat sa mga soda reagents, ang selulusa ay maaaring makuha mula sa mga nangungulag na puno at taunang halaman. Ngunit gamit ang reagent na ito, ang selulusa ay napakamahal, kaya ang mga sodium reagents ay bihirang ginagamit o hindi ginagamit.

Ang pinakakaraniwang paraan para sa paggawa ng selulusa ay ang pamamaraan batay sa mga reagent ng sulfate. Ang sodium sulfate ay ang batayan para sa puting alak, na ginagamit bilang isang reagent at angkop para sa pagkuha ng selulusa mula sa anumang materyal ng halaman.

Application ng selulusa

Ang cellulose at ang mga ester nito ay ginagamit upang lumikha ng mga artipisyal na hibla, viscose at acetate. Ang pulp ng kahoy ay ginagamit upang lumikha ng iba't ibang bagay: papel, plastik, mga kagamitang pampasabog, barnis, atbp.

Ang selulusa (fiber) ay may isang bilang ng mga kapaki-pakinabang na katangian. Ang microcrystalline cellulose (MCC), na nakuha mula sa mga cotton fibers sa pamamagitan ng paglilinis at pinong paggiling, ay hindi pinaghiwa-hiwalay ng mga digestive enzyme at napaka-hygroscopic. Kapag nasa gastrointestinal tract, binabawasan nito ang gana, sumisipsip ng mga lason, nililinis at pinasisigla ang mga bituka. Ito ay humantong sa paggamit ng selulusa para sa pagbaba ng timbang at paglilinis ng katawan. Maaari kang magbawas ng timbang sa tulong ng MCC tulad ng sumusunod.

Kakailanganin mong

Mga tabletang microcrystalline cellulose

Pagtuturo

Kalkulahin ang kinakailangang bilang ng mga MCC tablet batay sa pang-araw-araw na dosis at ang tagal ng kurso ng pag-inom ng gamot. Sa mga unang araw, ang dosis ay dapat na hindi hihigit sa 10 tablet, nahahati sa 3 dosis, pagkatapos ay unti-unting tumaas sa 20-30 tablet. Huwag uminom ng higit sa 50 MCC tablet bawat araw. Para sa isang kapansin-pansing epekto, ang gamot ay dapat gamitin nang hindi bababa sa 3 hanggang 4 na linggo.

Ang selulusa ay sumisipsip sa tiyan at bituka hindi lamang nakakapinsala, kundi pati na rin sa mga kapaki-pakinabang na sangkap, na lumilikha ng kakulangan ng mga bitamina at microelement. Samakatuwid, bumili ng multivitamins at sa parmasya. Kunin ang mga ito alinsunod sa anotasyon sa buong kurso ng pagkuha ng MCC.

Pumili ng angkop na diyeta na mababa ang calorie para sa iyong sarili na may kabuuang bilang ng mga kilocalories na hindi hihigit sa 1000 - 1500 bawat araw. Bumuo ng hindi bababa sa kaunting ehersisyo. Halimbawa, gumawa ng magaan na ehersisyo sa umaga at maglakad nang higit pa. Mawalan ng timbang lamang sa microcrystalline cellulose, kumakain ng mataba at matamis at nakahiga sa isang malambot na sopa, hindi ka magtatagumpay.

Ang selulusa ay isang hinango ng dalawang natural na sangkap: kahoy at koton. Sa mga halaman, ito ay gumaganap ng isang mahalagang function, na nagbibigay sa kanila ng kakayahang umangkop at lakas.

Saan matatagpuan ang sangkap?

Ang selulusa ay isang likas na sangkap. Nagagawa ito ng mga halaman sa kanilang sarili. Ang komposisyon ay naglalaman ng: hydrogen, oxygen, carbon.

Ang mga halaman ay gumagawa ng asukal sa ilalim ng impluwensya ng sikat ng araw, ito ay pinoproseso ng mga selula at nagbibigay-daan sa mga hibla na makatiis ng mataas na pagkarga mula sa hangin. Ang selulusa ay isang sangkap na kasangkot sa proseso ng photosynthesis. Kung ang tubig ng asukal ay iwiwisik sa isang hiwa ng sariwang puno, ang likido ay mabilis na nasisipsip.

Nagsisimula ang produksyon ng selulusa. Ang natural na paraan ng pagkuha nito ay kinuha bilang batayan para sa produksyon ng cotton fabric sa isang pang-industriyang sukat. Mayroong ilang mga pamamaraan kung saan nakuha ang pulp ng iba't ibang mga katangian.

Paraan ng Paggawa #1

Ang selulusa ay natural na nakukuha mula sa mga buto ng koton. Ang mga buhok ay kinokolekta ng mga awtomatikong mekanismo, ngunit ang isang mahabang panahon ng paglaki ay kinakailangan para sa halaman. Ang tela na ginawa sa ganitong paraan ay itinuturing na pinakadalisay.

Mas mabilis, ang selulusa ay maaaring makuha mula sa mga hibla ng kahoy. Gayunpaman, ang kalidad ay mas masahol pa sa pamamaraang ito. Ang materyal na ito ay angkop lamang para sa paggawa ng non-fiber plastic, cellophane. Gayundin, ang mga artipisyal na hibla ay maaaring gawin mula sa naturang materyal.

natural na pagtanggap

Ang paggawa ng selulusa mula sa mga buto ng koton ay nagsisimula sa paghihiwalay ng mahabang mga hibla. Ang materyal na ito ay ginagamit sa paggawa ng cotton fabric. Ang mga maliliit na bahagi, mas mababa sa 1.5 cm, ay tinatawag

Ang mga ito ay angkop para sa produksyon ng selulusa. Ang mga naka-assemble na bahagi ay napapailalim sa mataas na presyon ng pag-init. Ang tagal ng proseso ay maaaring hanggang 6 na oras. Bago simulan ang pag-init ng materyal, ang sodium hydroxide ay idinagdag dito.

Ang nagresultang sangkap ay dapat hugasan. Para dito, ginagamit ang chlorine, na nagpapaputi din. Ang komposisyon ng selulusa sa pamamaraang ito ay ang pinakadalisay (99%).

Paraan ng paggawa No. 2 mula sa kahoy

Upang makakuha ng 80-97% ng selulusa, ginagamit ang mga coniferous wood chip at mga kemikal. Ang buong masa ay halo-halong at sumasailalim sa paggamot sa temperatura. Bilang resulta ng pagluluto, ang kinakailangang sangkap ay inilabas.

Ang calcium bisulfite, sulfur dioxide at wood pulp ay pinaghalo. Ang selulusa sa nagresultang timpla ay hindi hihigit sa 50%. Bilang resulta ng reaksyon, ang mga hydrocarbon at lignin ay natutunaw sa likido. Ang solid na materyal ay dumadaan sa yugto ng paglilinis.

Kumuha ng mass na kahawig ng mababang kalidad na papel. Ang materyal na ito ay nagsisilbing batayan para sa paggawa ng mga sangkap:

Efirov.
cellophane.
Viscose fiber.

Ano ang ginawa mula sa mahalagang materyal?

Fibrous, na nagpapahintulot sa iyo na gumawa ng mga damit mula dito. Ang cotton material ay isang 99.8% natural na produkto na nakuha sa natural na paraan sa itaas. Maaari rin itong gamitin sa paggawa ng mga pampasabog bilang resulta ng isang kemikal na reaksyon. Ang selulusa ay aktibo kapag ang mga acid ay inilapat dito.

Ang mga katangian ng selulusa ay naaangkop sa paggawa ng mga tela. Kaya, ang mga artipisyal na hibla ay ginawa mula dito, na kahawig ng mga natural na tela sa hitsura at sa pagpindot:

viscose at;
artipisyal na balahibo;
tanso-ammonia na sutla.

Karamihan mula sa sapal ng kahoy ay ginawa:

barnisan;
photographic na pelikula;
mga produktong papel;
mga plastik;
espongha para sa paghuhugas ng pinggan;
walang usok na pulbos.

Bilang resulta ng isang kemikal na reaksyon, ang selulusa ay nakuha:

trinitrocellulose;
dinitrocellulose;
glucose;
likidong panggatong.

Ang selulusa ay maaari ding gamitin sa pagkain. Ang ilang mga halaman (celery, lettuce, bran) ay naglalaman ng mga hibla nito. Ito rin ay nagsisilbing materyal para sa paggawa ng almirol. Natutunan na namin kung paano gumawa ng manipis na mga thread mula dito - ang isang artipisyal na web ay napakatibay at hindi umaabot.

Ang chemical formula ng cellulose ay C6H10O5. Ito ay isang polysaccharide. Ito ay ginawa mula sa:

medikal na koton;
bendahe;
mga tampon;
karton, chipboard;
pandagdag ng pagkain E460.

Mga kalamangan ng sangkap

Ang selulusa ay may kakayahang makatiis ng mataas na temperatura hanggang sa 200 degrees. Ang mga molekula ay hindi nasisira, na ginagawang posible na gumawa ng magagamit na mga plastik na pinggan mula dito. Kasabay nito, ang isang mahalagang kalidad ay napanatili - pagkalastiko.

Ang selulusa ay lumalaban sa matagal na pagkakalantad sa mga acid. Ganap na hindi matutunaw sa tubig. Hindi natutunaw ng katawan ng tao, ginagamit bilang isang sorbent.

Ang microcrystalline cellulose ay ginagamit sa alternatibong gamot bilang panlinis ng digestive system. Ang powdered substance ay nagsisilbing food additive upang mabawasan ang calorie na nilalaman ng mga pagkain na natupok. Nag-aambag ito sa pag-alis ng mga lason, pagpapababa ng asukal at kolesterol sa dugo.

Paraan ng paggawa No. 3 - pang-industriya

Sa mga site ng produksyon, ang pulp ay inihanda sa pamamagitan ng pagluluto sa iba't ibang kapaligiran. Ang materyal na ginamit ay depende sa uri ng reagent - ang uri ng kahoy:

Mga resinous na bato.
Mga nangungulag na puno.
Mga halaman.

Mayroong ilang mga uri ng mga reagents para sa pagluluto:

Kung hindi, ang pamamaraan ay tinutukoy bilang sulfite. Bilang solusyon, ginagamit ang asin ng sulfurous acid o ang likidong halo nito. Sa pagpipiliang ito ng produksyon, ang selulusa ay nakahiwalay sa mga coniferous species. Ang fir at spruce ay mahusay na naproseso.
Ang alkaline medium o soda method ay batay sa paggamit ng sodium hydroxide. Ang solusyon ay mahusay na naghihiwalay ng selulusa mula sa mga hibla ng mga halaman (mga tangkay ng mais) at mga puno (pangunahing nangungulag).
Ang sabay-sabay na paggamit ng sodium hydroxide at sodium sulfide ay ginagamit sa paraan ng sulfate. Ito ay malawak na ipinakilala sa produksyon ng white liquor sulfide. Ang teknolohiya ay medyo negatibo para sa kapaligiran dahil sa pagbuo ng mga reaksyong kemikal ng third-party.

Ang huling paraan ay ang pinakakaraniwan dahil sa kakayahang magamit nito: ang pulp ay maaaring makuha mula sa halos anumang puno. Gayunpaman, ang kadalisayan ng materyal ay hindi masyadong mataas pagkatapos ng isang pigsa. Ang mga impurities ay inalis sa pamamagitan ng mga karagdagang reaksyon:

ang mga hemicellulose ay tinanggal gamit ang mga solusyon sa alkalina;
Ang mga macromolecule ng lignin at mga produkto ng kanilang pagkasira ay inalis ng chlorine na sinusundan ng paggamot na may alkali.

Ang halaga ng nutrisyon

Ang starch at cellulose ay may katulad na istraktura. Bilang resulta ng mga eksperimento, posible na makakuha ng isang produkto mula sa hindi nakakain na mga hibla. Kailangan niya ng isang tao palagi. Ang pagkain na natupok ay binubuo ng higit sa 20% na almirol.

Nakuha ng mga siyentipiko ang amylose mula sa selulusa, na may positibong epekto sa estado ng katawan ng tao. Kasabay nito, ang glucose ay inilabas sa panahon ng reaksyon. Ito ay lumalabas na walang basurang produksyon - ang huling sangkap ay ipinadala para sa paggawa ng ethanol. Ang amylose ay nagsisilbi rin bilang isang paraan ng pagpigil sa labis na katabaan.

Bilang resulta ng reaksyon, ang selulusa ay nananatili sa isang solidong estado, na naninirahan sa ilalim ng sisidlan. Ang natitirang mga bahagi ay tinanggal gamit ang magnetic nanoparticle o dissolved at inalis sa likido.

Mga uri ng sangkap na ibinebenta

Nag-aalok ang mga supplier ng pulp ng iba't ibang kalidad sa mga makatwirang presyo. Inililista namin ang mga pangunahing uri ng materyal:

Cellulose sulfate white, na ginawa mula sa dalawang uri ng kahoy: coniferous at hardwood. Mayroong hindi na-bleach na materyal na ginagamit sa packaging material, mahinang kalidad ng papel para sa insulating materials at iba pang gamit.
Ang sulfite ay magagamit din sa komersyo sa puti, na ginawa mula sa mga puno ng koniperus.
Ang materyal na puting pulbos ay angkop para sa paggawa ng mga medikal na sangkap.
Ang premium grade cellulose ay ginawa sa pamamagitan ng pagpapaputi nang walang paglahok ng chlorine. Ang mga conifer ay kinuha bilang hilaw na materyales. Ang pulp ng kahoy ay binubuo ng isang kumbinasyon ng spruce at pine chips sa isang ratio na 20/80%. Ang kadalisayan ng nagresultang materyal ay ang pinakamataas. Ito ay angkop para sa paggawa ng mga sterile na materyales na ginagamit sa gamot.

Upang piliin ang naaangkop na pulp, ginagamit ang karaniwang pamantayan: kadalisayan ng materyal, lakas ng makunat, haba ng hibla, index ng paglaban sa luha. Ang kemikal na estado o pagiging agresibo ng aqueous extract medium at halumigmig ay ipinahiwatig din sa dami. Para sa pulp na ibinibigay sa anyo ng bleached pulp, ang iba pang mga indicator ay naaangkop: tiyak na volume, liwanag, laki ng giling, lakas ng makunat, kadalisayan.

Ang isang mahalagang tagapagpahiwatig para sa masa ng selulusa ay ang tear resistance index. Ang layunin ng mga materyales na ginawa ay nakasalalay dito. Isaalang-alang ang ginamit bilang isang hilaw na materyal, at halumigmig. Ang antas ng mga resin at taba ay mahalaga din. Mahalaga ang pagkakapareho ng pulbos para sa ilang partikular na aplikasyon ng proseso. Para sa mga katulad na layunin, sinusuri ang tibay at lakas ng pagsabog ng isang sheet na materyal.

Selulusa (C 6 H 10 O 5) n - isang natural na polimer, isang polysaccharide na binubuo ng β-glucose residues, ang mga molekula ay may linear na istraktura. Ang bawat nalalabi ng molekula ng glucose ay naglalaman ng tatlong pangkat ng hydroxyl, kaya nagpapakita ito ng mga katangian ng isang polyhydric na alkohol.

Mga katangiang pisikal

Ang selulusa ay isang fibrous substance, hindi matutunaw alinman sa tubig o sa mga karaniwang organic solvents, ito ay hygroscopic. Ito ay may mahusay na mekanikal at kemikal na lakas.

1. Ang selulusa, o hibla, ay bahagi ng mga halaman, na bumubuo ng mga lamad ng selula sa mga ito.

2. Dito nagmula ang pangalan nito (mula sa Latin na "cellula" - isang cell).

3. Ang selulusa ay nagbibigay sa mga halaman ng kinakailangang lakas at pagkalastiko at, kumbaga, ang kanilang balangkas.

4. Ang mga hibla ng cotton ay naglalaman ng hanggang 98% na selulusa.

5. Ang mga hibla ng flax at abaka ay kadalasang selulusa; sa kahoy ito ay tungkol sa 50%.

6. Ang papel, tela ng koton ay mga produktong selulusa.

7. Lalo na ang mga malinis na sample ng cellulose ay cotton wool na nakuha mula sa purified cotton at filter (non-glued) na papel.

8. Ang selulusa na nakahiwalay sa mga likas na materyales ay isang solidong fibrous substance na hindi natutunaw alinman sa tubig o sa mga karaniwang organikong solvent.

Mga katangian ng kemikal

1. Ang cellulose ay isang polysaccharide na sumasailalim sa hydrolysis upang bumuo ng glucose:

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

2. Cellulose - polyhydric alcohol, pumapasok sa mga reaksyon ng esterification sa pagbuo ng mga ester

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

cellulose triacetate

Ang cellulose acetates ay mga artipisyal na polimer na ginagamit sa paggawa ng acetate silk, film (film), barnis.

Aplikasyon

Ang paggamit ng selulusa ay lubhang magkakaibang. Ang papel, tela, barnis, pelikula, pampasabog, rayon (acetate, viscose), plastik (celluloid), glucose at marami pang iba ay nakukuha mula rito.

Paghahanap ng selulusa sa kalikasan.

1. Sa natural na mga hibla, ang mga cellulose macromolecule ay matatagpuan sa isang direksyon: sila ay nakatuon sa kahabaan ng fiber axis.

2. Maraming hydrogen bond na nagmumula sa kasong ito sa pagitan ng mga hydroxyl group ng macromolecules ang tumutukoy sa mataas na lakas ng mga fibers na ito.

3. Sa proseso ng pag-ikot ng cotton, linen, atbp., ang mga elementary fiber na ito ay hinahabi sa mas mahabang mga sinulid.

4. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga macromolecule sa loob nito, kahit na mayroon silang isang linear na istraktura, ay matatagpuan nang mas random, hindi nakatuon sa isang direksyon.

Ang pagtatayo ng starch at cellulose macromolecules mula sa iba't ibang cyclic forms ng glucose ay makabuluhang nakakaapekto sa kanilang mga katangian:

1) ang almirol ay isang mahalagang produkto ng pagkain ng tao, ang selulusa ay hindi maaaring gamitin para sa layuning ito;

2) ang dahilan ay ang mga enzyme na nagtataguyod ng hydrolysis ng starch ay hindi kumikilos sa mga bono sa pagitan ng mga residu ng selulusa.

Sa buong buhay natin, napapaligiran tayo ng napakaraming bagay - mga karton na kahon, offset na papel, mga plastic bag, viscose na damit, kawayan na tuwalya at marami pang iba. Ngunit kakaunti ang nakakaalam na ang selulusa ay aktibong ginagamit sa kanilang paggawa. Ano ang tunay na mahiwagang sangkap na ito, kung wala ito halos hindi magagawa ng modernong pang-industriya na negosyo? Sa artikulong ito, pag-uusapan natin ang tungkol sa mga katangian ng selulusa, ang aplikasyon nito sa iba't ibang larangan, pati na rin kung saan ito nakuha, at kung ano ang chemical formula nito. Magsimula tayo, marahil, sa simula.

Pagtuklas ng sangkap

Ang formula para sa selulusa ay natuklasan ng Pranses na chemist na si Anselm Payen sa panahon ng mga eksperimento sa paghihiwalay ng kahoy sa mga nasasakupan nito. Matapos gamutin ito ng nitric acid, natuklasan ng siyentipiko na sa panahon ng isang kemikal na reaksyon, isang fibrous substance na katulad ng cotton ay nabuo. Pagkatapos ng masusing pagsusuri ng materyal na nakuha ni Payen, nakuha ang kemikal na formula ng selulusa - C 6 H 10 O 5 . Ang paglalarawan ng proseso ay nai-publish noong 1838, at ang sangkap ay natanggap ang pang-agham na pangalan nito noong 1839.

mga regalo ng kalikasan

Alam na ngayon na tiyak na halos lahat ng malambot na bahagi ng halaman at hayop ay naglalaman ng ilang halaga ng selulusa. Halimbawa, kailangan ng mga halaman ang sangkap na ito para sa normal na paglaki at pag-unlad, o sa halip, para sa paglikha ng mga shell ng mga bagong nabuong selula. Ang komposisyon ay tumutukoy sa polysaccharides.

Sa industriya, bilang panuntunan, ang natural na selulusa ay nakuha mula sa mga koniperus at nangungulag na mga puno - ang tuyong kahoy ay naglalaman ng hanggang 60% ng sangkap na ito, pati na rin sa pagproseso ng basura ng koton, na naglalaman ng halos 90% ng selulusa.

Ito ay kilala na kung ang kahoy ay pinainit sa isang vacuum, iyon ay, nang walang air access, ang thermal decomposition ng selulusa ay magaganap, dahil kung saan ang acetone, methyl alcohol, tubig, acetic acid at uling ay nabuo.

Sa kabila ng mayamang flora ng planeta, ang mga kagubatan ay hindi na sapat upang makagawa ng dami ng mga kemikal na hibla na kailangan para sa industriya - ang paggamit ng selulusa ay masyadong malawak. Samakatuwid, ito ay lalong nahuhugot mula sa dayami, tambo, tangkay ng mais, kawayan at tambo.

Ang sintetikong selulusa ay nakuha mula sa karbon, langis, natural gas at shale gamit ang iba't ibang teknolohikal na proseso.

Mula sa kagubatan hanggang sa mga pagawaan

Tingnan natin ang pagkuha ng teknikal na pulp mula sa kahoy - ito ay isang kumplikado, kawili-wili at mahabang proseso. Una sa lahat, ang kahoy ay dinadala sa produksyon, sawn sa malalaking fragment at ang bark ay inalis.

Pagkatapos ang nalinis na mga bar ay naproseso sa mga chips at pinagsunod-sunod, pagkatapos nito ay pinakuluan sa lihiya. Ang pulp kaya nakuha ay hiwalay mula sa alkali, pagkatapos ay tuyo, gupitin at nakaimpake para sa kargamento.

Chemistry at physics

Anong mga kemikal at pisikal na lihim ang nakatago sa mga katangian ng selulusa, bukod sa katotohanan na ito ay isang polysaccharide? Una sa lahat, ito ay isang puting sangkap. Madali itong mag-apoy at masusunog. Natutunaw ito sa mga kumplikadong compound ng tubig na may mga hydroxides ng ilang mga metal (tanso, nikel), na may mga amin, pati na rin sa sulfuric at orthophosphoric acid, isang puro solusyon ng zinc chloride.

Ang selulusa ay hindi natutunaw sa magagamit na mga solvent ng sambahayan at ordinaryong tubig. Ito ay dahil ang mahahabang filamentous na mga molekula ng sangkap na ito ay konektado sa isang uri ng mga bundle at parallel sa isa't isa. Bilang karagdagan, ang buong "konstruksyon" na ito ay pinalakas ng mga bono ng hydrogen, kung kaya't ang mga molekula ng mahinang solvent o tubig ay hindi maaaring tumagos sa loob at sirain ang malakas na plexus na ito.

Ang pinakamanipis na mga thread, ang haba nito ay mula 3 hanggang 35 millimeters, na konektado sa mga bundle - ito ay kung paano ang istraktura ng selulusa ay maaaring schematically kinakatawan. Ang mga mahahabang hibla ay ginagamit sa industriya ng tela, mga maikling hibla sa paggawa ng, halimbawa, papel at karton.

Ang selulusa ay hindi natutunaw at hindi nagiging singaw, gayunpaman, nagsisimula itong masira kapag pinainit sa itaas ng 150 degrees Celsius, na naglalabas ng mga low-molecular compound - hydrogen, methane at carbon monoxide (carbon monoxide). Sa temperatura na 350 o C pataas, ang selulusa ay nasusunog.

Magbago para sa ikabubuti

Ito ay kung paano inilarawan ang selulusa sa mga simbolo ng kemikal, ang pormula ng istruktura na malinaw na nagpapakita ng isang long-chain polymer molecule na binubuo ng paulit-ulit na mga residue ng glucosidic. Tandaan ang "n" na nagpapahiwatig ng malaking bilang ng mga ito.

Sa pamamagitan ng paraan, ang formula ng selulusa, na hinango ni Anselm Payen, ay sumailalim sa ilang mga pagbabago. Noong 1934, pinag-aralan ng English organic chemist at Nobel laureate na si Walter Norman Haworth ang mga katangian ng starch, lactose, at iba pang sugars, kabilang ang cellulose. Nang matuklasan ang kakayahan ng sangkap na ito na mag-hydrolyze, gumawa siya ng kanyang sariling mga pagsasaayos sa pananaliksik ni Payen, at ang formula ng selulusa ay dinagdagan ng halagang "n", na nagsasaad ng pagkakaroon ng mga residu ng glycosidic. Sa sandaling ito ay ganito ang hitsura: (C 5 H 10 O 5) n .

Mga cellulose eter

Mahalaga na ang molekula ng selulusa ay naglalaman ng mga pangkat ng hydroxyl na maaaring ma-alkylated at ma-acylated, kaya bumubuo ng iba't ibang mga ester. Ito ay isa pa sa pinakamahalagang katangian na mayroon ang selulusa. Ang pormula ng istruktura ng iba't ibang mga compound ay maaaring magmukhang ganito:

Ang mga cellulose ether ay simple at kumplikado. Ang mga simple ay methyl-, hydroxypropyl-, carboxymethyl-, ethyl-, methylhydroxypropyl- at cyanethylcellulose. Ang mga kumplikado ay nitrates, sulfates at cellulose acetates, pati na rin ang acetopropionates, acetylphthalylcellulose at acetobutyrates. Ang lahat ng mga ester na ito ay ginawa sa halos lahat ng mga bansa sa mundo sa daan-daang libong tonelada bawat taon.

Mula sa pelikula hanggang sa toothpaste

para saan sila? Bilang isang patakaran, ang mga cellulose eter ay malawakang ginagamit para sa paggawa ng mga artipisyal na hibla, iba't ibang mga plastik, lahat ng uri ng mga pelikula (kabilang ang mga photographic), barnis, pintura, at ginagamit din sa industriya ng militar para sa paggawa ng solidong rocket fuel, walang usok. pulbos at pampasabog.

Bilang karagdagan, ang mga cellulose eter ay kasama sa mga pinaghalong plaster at gypsum-semento, tina ng tela, toothpastes, iba't ibang mga pandikit, mga sintetikong detergent, pabango at mga pampaganda. Sa madaling salita, kung ang pormula ng selulusa ay hindi pa natuklasan noong 1838, ang mga modernong tao ay hindi magkakaroon ng maraming benepisyo ng sibilisasyon.

Halos kambal

Ilang ordinaryong tao ang nakakaalam na ang selulusa ay may isang uri ng kambal. Ang formula ng cellulose at starch ay magkapareho, ngunit ang mga ito ay dalawang ganap na magkaibang mga sangkap. Ano ang pagkakaiba? Sa kabila ng katotohanan na ang parehong mga sangkap na ito ay natural na polimer, ang antas ng polimerisasyon ng almirol ay mas mababa kaysa sa selulusa. At kung lalalim ka at ihambing ang mga istruktura ng mga sangkap na ito, makikita mo na ang mga cellulose macromolecule ay nakaayos nang linearly at sa isang direksyon lamang, kaya bumubuo ng mga hibla, habang ang mga microparticle ng starch ay medyo naiiba.

Mga aplikasyon

Ang isa sa mga pinakamahusay na visual na halimbawa ng halos purong selulusa ay ordinaryong medikal na cotton wool. Tulad ng alam mo, ito ay nakuha mula sa maingat na nilinis na koton.

Ang pangalawa, walang gaanong ginagamit na produkto ng selulusa ay papel. Sa katunayan, ito ay ang thinnest layer ng cellulose fibers, maingat na pinindot at nakadikit magkasama.

Bilang karagdagan, ang tela ng viscose ay ginawa mula sa selulusa, na, sa ilalim ng mga dalubhasang kamay ng mga manggagawa, ay mahiwagang nagiging magagandang damit, tapiserya para sa mga upholstered na kasangkapan at iba't ibang mga pandekorasyon na mga kurtina. Ginagamit din ang viscose para sa paggawa ng mga teknikal na sinturon, mga filter at mga lubid ng gulong.

Huwag nating kalimutan ang tungkol sa cellophane, na nakuha mula sa viscose. Kung wala ito, mahirap isipin ang mga supermarket, tindahan, mga departamento ng packaging ng mga post office. Ang cellophane ay nasa lahat ng dako: ang mga kendi ay nakabalot dito, ang mga cereal at inihurnong paninda ay naka-pack dito, pati na rin ang mga tabletas, pampitis at anumang kagamitan, mula sa isang mobile phone hanggang sa isang remote control ng TV.

Bilang karagdagan, ang purong microcrystalline cellulose ay kasama sa pagbaba ng timbang na mga tablet. Sa sandaling nasa tiyan, sila ay namamaga at lumikha ng isang pakiramdam ng kapunuan. Ang halaga ng pagkain na natupok bawat araw ay makabuluhang nabawasan, ayon sa pagkakabanggit, bumaba ang timbang.

Tulad ng makikita mo, ang pagtuklas ng selulusa ay gumawa ng isang tunay na rebolusyon hindi lamang sa industriya ng kemikal, kundi pati na rin sa medisina.