ЦЕЛЛЮЛОЗА Целлюлоза — главный строительный материал растительного

ЦЕЛЛЮЛОЗА

Целлюлоза - главный строительный материал растительного мира, образующий клеточные стенки деревьев и других высших растений. Самая чистая природная форма целлюлозы – волоски семян хлопчатника. Целлюлоза представляет собой твердое вещество, нерастворимое в воде, молекула имеет линейное (полимерное) строение, структурная единица — остаток βглюкозы [С 6 Н 7 О 2(OH)3]n.

Химическая структура. Несмотря на широкое промышленное применение целлюлозы и ее производных, принятая в настоящее время химическая структурная формула целлюлозы была предложена У. Хоуорсом лишь в 1934. Правда, с 1913 была известна ее эмпирическая формула C 6 H 10 O 5, определенная по данным количественного анализа хорошо промытых и высушенных образцов: 44, 4% C, 6, 2% H и 49, 4% O.

Целлюлоза - это длинноцепная полимерная молекула, состоящая из показанных на рис. 1 повторяющихся глюкозидных остатков. Каждое звено имеет три гидроксильные группы – одну первичную (– CH 2 OH) и две вторичные ( CH OH).

Макромолекулы целлюлозы располагаются в одном направлении и образуют волокна (лен, хлопок, конопля).

Физические свойства. Целлюлоза – волокнистое вещество. Она не плавится и не переходит в парообразное состояние: при нагревании примерно до 350 градусов целлюлоза разлагается – обугливается. Целлюлоза нерастворима ни в воде, ни в большинстве других неорганических и органических растворителях.

Но растворителем целлюлозы является реактив Швейцера – раствор гидроксида меди (II) с аммиаком, с которым она одновременно и взаимодействует. Концентрированные кислоты (серная, фосфорная) и концентрированный раствор хлорида цинка также растворяют целлюлозу, но при этом происходит ее частичный распад (гидролиз), сопровождающийся уменьшением молекулярной массы.

Химические свойства. Химические свойства целлюлозы определяются прежде всего присутствием гидроксильных групп. Действуя металлическим натрием, можно получить алкоголят целлюлозы [C 6 H 7 O 2(ONa)3]n. Под действием концентрированных водных растворов щелочей происходит так называемая мерсиризация – частичное образование алкоголятов целлюлозы, приводящая к набуханию волокна и повышению его восприимчивости к красителям.

Целлюлоза горит. При этом образуются оксид углерода (IV) и вода. При нагревании древесины без доступа воздуха происходит разложение целлюлозы и других веществ. При этом получаются древесный уголь, метан, метиловый спирт, уксусная кислота, ацетон и другие продукты.

Получение целлюлозы. Сульфитный способ. По этому методу способ измельченную древесину в присутствии раствора гидросульфита кальция Ca(HSO 3)2 или гидросульфита натрия Na. HSO 3 нагревают в автоклавах при давлении 0, 5– 0, 6 МПа и температуре 150 о С. При этом все другие вещества разрушаются, а целлюлоза выделяется в сравнительно чистом виде. Ее промывают водой, сушат и направляют на дальнейшую переработку, большей частью на производство бумаги.