Formula Celuloza. Svojstva celuloze. Primjena pulpe

Cijelog našeg života okruženi smo ogromnim brojem predmeta - kartonskih kutija, offset papira, plastičnih vrećica, odjeće od viskoze, ručnika od bambusa i još mnogo toga. Ali malo ljudi zna da se u proizvodnji aktivno koristi celuloza. Što je to uistinu čarobna supstanca, bez koje praktično nijedna moderna industrijska tvrtka ne može? U ovom članku ćemo govoriti o svojstvima celuloze, njenoj primjeni na različitim poljima, te o tome što je izvađena, te koja je njezina kemijska formula. Počnimo s podrijetlom.

Detekcija tvari

Formulu celuloze otkrio je francuski kemičar Anselm Payen tijekom eksperimenata o odvajanju drva na komponente. Nakon obrade dušična kiselina, Znanstvenik je otkrio da tijekom kemijske reakcije nastaje vlaknasta tvar, slična pamuku. Nakon pažljive analize materijala dobivenog Payenom, dobivena je kemijska formula celuloze - C6H10O5. Opis procesa objavljen je 1838. godine, a supstanca je dobila svoje znanstveno ime 1839. godine.

Darovi prirode

Sada je sigurno poznato da gotovo svi mekani dijelovi biljaka i životinja sadrže određenu količinu celuloze. Na primjer, biljke trebaju tu tvar za normalan rast i razvoj, odnosno za stvaranje novih staničnih membrana. Sastav se odnosi na polisaharide.

U industriji, u pravilu, prirodna pulpa se kopa iz crnogoričnih i listopadnih stabala - do 60% ove tvari se nalazi u suhom drvu, kao i preradom pamučnog otpada, koji sadrži oko 90% celuloze.

Poznato je da ako se drvo zagrijava u vakuumu, tj. Bez pristupa zraku, dolazi do termičke razgradnje celuloze, zbog čega nastaje aceton, metil alkohol, vode, octene kiseline i ugljena.

Unatoč bogatoj flori planeta, šume više nisu dovoljne za proizvodnju potrebne količine kemijskih vlakana za industriju - upotreba pulpe je preopširna. Stoga se sve više kopa iz slame, trske, stabljike kukuruza, bambusa i trske.

Sintetička pulpa korištenjem različitih tehnoloških procesa dobiva se iz ugljena, ulja, prirodni plin i škriljevca.

Iz šume - u trgovini

Pogledajmo ekstrakciju tehničke pulpe iz drveta - to je složen, zanimljiv i dugotrajan proces. Prije svega, drvo se dovodi u proizvodnju, obrađuje u velike fragmente i uklanja kore.

Zatim se oljuštene šipke prerađuju u komadiće i sortiraju, a zatim kuhaju u tekućini. Tako dobivena pulpa se odvaja od alkalija, zatim se suši, reže i pakira za otpremu.

Kemija i fizika

Koje su kemijske i fizikalne tajne koje sadrže svojstva celuloze, osim što je to polisaharid? Prije svega, to je bijela supstanca. Zapaljiva je i dobro gori. Otapa se u kompleksnim spojevima vode s hidroksidima nekih metala (bakar, nikal), s aminima, te u sumpornim i fosforna kiselina, koncentrirane otopine cinkovog klorida.

Celuloza se ne otapa u raspoloživim kućnim otapalima i običnoj vodi. To je zato što su duge, slične molekule ove supstance povezane u svojevrsne snopove i postavljene paralelno jedna s drugom. Osim toga, cijela ova "konstrukcija" pojačana je vodikovim vezama, zbog čega molekule slabog otapala ili vode jednostavno ne mogu ući i uništiti ovaj jaki pleksus.

Najtanje niti, čija dužina varira od 3 do 35 milimetara, spojene u snopove - tako možete shematski prikazati strukturu celuloze. Duga vlakna se koriste u tekstilnoj industriji, kratka vlakna se koriste u proizvodnji, na primjer, papira i kartona.

Celuloza se ne topi i ne pretvara se u paru, međutim, počinje se pogoršavati kada se zagrijava iznad 150 stupnjeva Celzijusa, dok oslobađa spojeve niske molekularne mase - vodik, metan i ugljični monoksid. (ugljikov monoksid). Na temperaturi od 350 ° C i više, celuloza je izgorjela.

Promjena na bolje

Tako kemijski simboli opisuju celulozu, čija strukturna formula jasno pokazuje polimernu molekulu dugog lanca koja se sastoji od repetitivnih ostataka glukozida. Obratite pažnju na "n", označavajući veliki broj njih.

Usput, formula pulpe koju je proizveo Anselm Payen doživjela je neke promjene. Godine 1934. engleski organski kemičar, dobitnik Nobelove nagrade Walter Norman Houors, proučavao je svojstva škroba, laktoze i drugih šećera, uključujući celulozu. Pronalazeći sposobnost ove supstance za hidrolizu, napravio je vlastite korekcije istraživanju Payena, a formula celuloze je nadopunjena vrijednošću "n", što označava prisutnost glikozidnih ostataka. Trenutno izgleda ovako: (C5H10O5) _n .

Esteri celuloze

Važno je da celulozna molekula sadrži hidroksilne skupine koje se mogu alkilirati i acilirati, tvoreći tako različite estere. Ovo je još jedno od najvažnijih svojstava koje posjeduje celuloza. Strukturna formula različitih spojeva može izgledati ovako:

Celulozni eteri su jednostavni i složeni. Jednostavni su metil-, hidroksipropil-, karboksimetil-, etil-, metilhidroksipropil- i cijanoetilceluloza. Složeni su nitrati, sulfati i acetati celuloze, kao i acetopropionati, acetilftalilceluloza i acetobutirati. Svi ti eteri proizvedeni su u gotovo svim zemljama svijeta stotinama tisuća tona godišnje.

Od filma do pasta za zube

Za što su oni? U pravilu, celulozni eteri su široko korišteni za proizvodnju umjetnih vlakana, raznih plastika, raznih filmova (uključujući fotografske), lakova, boja, a također se koriste u vojnoj industriji za proizvodnju krutog raketnog goriva, bezdimnog praha i eksploziva.

Osim toga, celulozni eteri dio su smjesa gipsa i gips-cementa, boja za tkanine, zubnih pasti, raznih ljepila, sintetičkih deterdženata, parfema i kozmetike. Ukratko, ako formula pulpe nije otkrivena u dalekoj 1838. godini, moderni ljudi ne bi imali mnogo prednosti civilizacije.

Skoro blizanci

Nekolicina običnih ljudi zna da celuloza ima neku vrstu pandana. Formula celuloze i škroba je identična, no to su dvije potpuno različite tvari. U čemu je razlika? Usprkos činjenici da su obje ove tvari prirodni polimeri, stupanj polimerizacije škroba mnogo je manji od stupnja celuloze. A ako idete dalje i usporedite strukture tih tvari, možete vidjeti da su makromolekule celuloze raspoređene linearno i samo u jednom smjeru, tvoreći vlakna, dok mikročestice škroba izgledaju malo drugačije.

Područja primjene

Jedan od najboljih vizualnih uzoraka praktično čiste celuloze je obična medicinska vata. Kao što znate, proizvodi se od pažljivo očišćenog pamuka.

Drugi, ne manje korišten proizvod od celuloze je papir. Zapravo, to je najtanji sloj celuloznih vlakana, pažljivo prešan i zalijepljen.

Osim toga, celuloza proizvodi viskoznu posteljinu, koja se pod vještim rukama majstora magično pretvara u prekrasnu odjeću, presvlake za tapecirani namještaj i razne ukrasne draperije. Viskoza se također koristi za izradu tehničkih pojaseva, filtera i kabela za gume.

Ne zaboravite na celofan, koji se proizvodi od viskoze. Bez nje je teško zamisliti supermarkete, trgovine, odjele za pakiranje poštanskih ureda. Celofan je svugdje: u njega su umotani slatkiši, u njega se pakiraju žitarice i pekarski proizvodi, kao i tablete, najlonke i svaka oprema, od mobilnog telefona do daljinskog upravljača za televizor.

Osim toga, čista mikrokristalna celuloza je uključena u pilule za mršavljenje. Jednom u želucu, nabubre i stvaraju osjećaj punine. Količina konzumirane hrane dnevno je značajno smanjena, odnosno, težina se smanjuje.

Kao što možete vidjeti, otkriće pulpe napravilo je pravu revoluciju, ne samo u kemijskoj industriji, nego iu medicini.