Применение целлюлозы

Применение целлюлозы

    Целлюлоза   используется  человеком  с   очень  древних  времен.   Сначала

применяли древесину  как горючий и строительный  материал;  затем  хлопковые, льняные и другие волокна стали использовать как  текстильное  сырье.  Первые промышленные способы химической переработки древесины  возникли  в  связи  с развитием бумажной промышленности.

    Для   улучшения  качества  древесных   добавок  к  бумажной   массе   были

предложены  различные способы  химической  обработки  древесины,  позволяющие получить  из  нее  более  или  менее  чистую  целлюлозу,  освобожденную   от сопутствующих веществ – лигнина, смол  и  других.  Для  выделения  целлюлозы было предложено несколько способов, из которых мы рассмотрим сульфитный.

    По  сульфитному способу измельченную  древесину ”варят “ под   давлением  с гидросульфитом кальция. При  этом  сопутствующие  вещества  растворяются,  и освобожденную от примесей  целлюлозу  отделяют  фильтрованием.  Образующиеся сульфитные  щелока  являются  в  бумажном  производстве   отходами.  

    Целлюлоза  идет еще и на дальнейшую  химическую переработку. Наибольшее  значение  имеют простые и сложные эфиры целлюлозы. Так, при  действии  на  целлюлозу  смесью азотных и серных  кислот  получают  нитраты  целлюлозы.  Все  они  горючи  и взрывчаты.  Максимальное  число  остатков  азотной  кислоты,  которые  можно ввести в целлюлозу, равно трем на каждое звено глюкозы:

    [C₆H₇O₂(OH)₃]n  HNO₃_ [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]n

    При  действии на целлюлозу смеси  уксусного ангидрида, уксусной  кислоты  и серной кислоты или  хлорида  цинка  (последние  играют  роль катализаторов)

образуется  триацетат целлюлозы:

    [C₆H₇O₂(OH)₃]n (CH₃CO)₂_ [C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]n

    Неполное ацетилирование  целлюлозы или частичный гидролиз  триацетата приводит  к  вторичному  ацетату  (2,4-2,7  остатков  уксусной  кислоты   на элементарное звено), условно называемому диацетатом. Из  ацетатов  целлюлозы готовят лаки, негорючую киноплёнку, а также ацетатное волокно.

    Если  посмотреть под микроскопом волокна   главных  природных  текстильных материалов – хлопка, шерсти  и  натурального  шелка,  то  обращает  на  себя внимание различие между первыми двумя и  шёлком.  Волокна  хлопка  и  шерсти имеют “мохнатую” поверхность. Волокна шёлка - более гладкие, отсюда блеск  и плотность  шелковых  тканей.  Подметив  это,  уже  давно  пытались   создать искусственный шелк, изменяя характер поверхности  целлюлозных  волокон.  Для получения  волокна  триацетат  целлюлозы   растворяют   в   смеси дихлорметана и этилового спирта, а диацетат – смеси ацетона с водой и затем продавливают  этот  раствор  (формования  волокна)  через  сосуд  с  тонкими отверстиями  –  фильеру.  Вытекающие   тончайшие   струйки   при   испарении растворителя (сухое прядение) превращаются  в  очень  тонкие  нити,  которые далее  скручивают  в  более  толстую,  уже  пригодную  для  ткачества   нить ацетатного  шёлка.  Этот   вид   искусственного   волокна   обладает   рядом преимуществ по сравнению с  другими  искусственными  волокнами,  например  с вискозным. Поэтому его производство в последние годы успешно развивается.  Очевидно, что общий  принцип,  лежащий  в  основе  получения  ацетатного

волокна (растворение, затем формованея нитей), можно  осуществлять  и  по–иному. Большое техническое значение имеет вискозный способ.  Сущность  этого способа – образование растворимого в воде соединения целлюлозы при  действии на неё сероуглерода и щёлочи:

                                       S

                                      ||

    [C₆H₇O₂(OH)₃]n CS₂, NaOH_ [C₆H₇O₂(O – C – SNa)₃]n

    Образовавшееся  соединение представляет  собой   натриевую  соль  сложного эфира дитиоугольной (ксантогеновой)  кислоты и целлюлозы. Это соединение называют ксантогенатом целлюлозы. Водный (точнее, щелочной) раствор ксантогената целлюлоозы (вискоза) продавливают через фильеры в прядильную ванну, содержащую серную кислоту,  сульфаты  натрия  и  цинка  и  воду  (так называемое мокрое прядение). Под  действием  кислоты  ксантогенатные  группы отщепляяются и регенерируется целлюлоза. Такая же нить, но несколько  более толстая и  “нарубленная”  на  мелкие  куски  представляет  собой  штапельное волокно, из которого получают  ткани,  заменяющие  хлопчатобумажные.  Если вискозу вместо фильер продавливать через узкие щели,  получается  прозрачная пленка – целлофан.

    Было  предложено получать искусственное  волокно и из растворов   целлюлозы в  аммиачном   растворе   гидроксида   меди.   Получаемое   таким   способом медно-аммиачное волокно обладает  хорошим  качеством,  однако  стоимость  его высока.

    Нашли  техническое применение и простые  эфиры целлюлозы. Так,  обрабатывая целлюлозу сначала щелочью, а затем метилхлоридом (под давлением),  получают метилцеллюлозу:

    [C₆H₇O₂(OH)₃ NaOH,CH₃Cl_ [C₆H₇O₂(OH)(OCH₃)₂]n

    Метилцеллюлоза обладает некоторой растворимостью  в воде;  применяется главным  образом  как   загуститель   (вместо   крахмала)   в   текстильной, косметической и пищевой промышленности. Аналогично  получают  этилцеллюлозу, которую   используют   для   производства   прочных   морозостойких   пленок. Искусственные волокна на основе  целлюлозы  ныне  занимают  видное  место  в общем балансе текстильного сырья.

 

 

 

 

 

 

Реферат

по теме:

 

 

 

 

«Применение целлюлозы»

 

 

 

 

 

 

 

Подготовила:

Кустова Полина, 11^«А»

ГУО «СОШ № 196»

 

 

Минск 2011г.