Ցելյուլոզայի քիմիական հատկությունները. Ցելյուլոզայի քիմիական կառուցվածքը Ինչ ֆիզիկական մարմիններ են կազմված ցելյուլոզից
Բույսերի բջջային պատի մաս կազմող պոլիսախարիդների խմբից բարդ ածխաջրերը կոչվում են բջջանյութ կամ մանրաթել։ Նյութը հայտնաբերվել է 1838 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Անսելմե Պայենի կողմից։ Ցելյուլոզայի բանաձևը (C 6 H 10 O 5) n է:
Կառուցվածք
Չնայած ընդհանուր բնութագրերին, ցելյուլոզը տարբերվում է մեկ այլ բույսի պոլիսախարիդից՝ օսլայից: Ցելյուլոզայի մոլեկուլը սախարիդների երկար, բացառապես չճյուղավորված շղթա է։ Ի տարբերություն օսլայի, որը բաղկացած է α-գլյուկոզայի մնացորդներից, այն ներառում է միմյանց հետ կապված բազմաթիվ β-գլյուկոզայի մնացորդներ։
Մոլեկուլների խիտ գծային կառուցվածքի շնորհիվ նրանք կազմում են մանրաթելեր։
Բրինձ. 1. Ցելյուլոզայի մոլեկուլի կառուցվածքը.
Ցելյուլոզը պոլիմերացման ավելի բարձր աստիճան ունի, քան օսլան։
Անդորրագիր
Արդյունաբերական պայմաններում ցելյուլոզը եփում են փայտից (չիպսերից)։ Այդ նպատակով օգտագործվում են թթվային կամ ալկալային ռեակտիվներ: Օրինակ՝ նատրիումի հիդրոսուլֆիտը, նատրիումի հիդրօքսիդը, ցորենը։
Եփելու արդյունքում առաջանում է ցելյուլոզ՝ օրգանական միացությունների խառնուրդով։ Այն մաքրելու համար օգտագործեք ալկալային լուծույթ:
Ֆիզիկական հատկություններ
Մանրաթելը անճաշակ, կոշտ, մանրաթելային նյութ է։ սպիտակ. Ցելյուլոզը վատ է լուծվում ջրի և օրգանական լուծիչների մեջ: Լուծվում է Շվեյցերի ռեագենտում՝ պղնձի (II) հիդրօքսիդի ամոնիակային լուծույթ։
Հիմնական ֆիզիկական հատկություններ.
- ոչնչացվել է 200 ° C ջերմաստիճանում;
- այրվում է 275 ° C ջերմաստիճանում;
- ինքնաբռնկվում է 420°C-ում;
- հալվում է 467°C ջերմաստիճանում։
Բնության մեջ ցելյուլոզը հանդիպում է բույսերում։ Այն ձևավորվում է ֆոտոսինթեզի ժամանակ և կառուցվածքային ֆունկցիա է կատարում բույսերում։ Է սննդային հավելում E460.
Բրինձ. 2. Բույսերի բջջային պատը.
Քիմիական հատկություններ
Մեկ սախարիդում երեք հիդրօքսիլ խմբերի առկայության պատճառով մանրաթելը ցուցադրում է պոլիհիդրիկ սպիրտների հատկություններ և ի վիճակի է էսթերֆիկացման ռեակցիաների մեջ մտնել՝ էսթերներ ձևավորելու համար։ Երբ քայքայվում է առանց թթվածնի, այն քայքայվում է փայտածուխի, ջրի և ցնդող օրգանական միացությունների:
Հիմնական Քիմիական հատկություններմանրաթելերը ներկայացված են աղյուսակում:
|
Արձագանք |
Նկարագրություն |
Հավասարումը |
|
Հիդրոլիզ |
Առաջանում է թթվային միջավայրում գլյուկոզայի առաջացմամբ տաքացնելիս |
(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O (t°, H 2 SO 4) → nC 6 H 12 O 6 |
|
Քացախային անհիդրիդով |
Ծծմբային և քացախաթթուների առկայության դեպքում տրիացետիլցելյուլոզայի ձևավորում |
(C 6 H 10 O 5) n + 3nCH 3 COOH (H 2 SO 4) → (C 6 H 7 O 2 (OCOCH 3) 3) n + 3nH 2 O |
|
Նիտրացիա |
Սովորական ջերմաստիճանում փոխազդում է խտացված ազոտաթթվի հետ։ Ձևավորվում է էսթեր՝ ցելյուլոզային տրինիտրատ կամ պիրոքսիլին, որն օգտագործվում է առանց ծխի փոշի պատրաստելու համար |
(C 6 H 10 O 5) n + nHNO 3 (H 2 SO 4) → n |
|
Ամբողջական օքսիդացում է տեղի ունենում ածխաթթու գազև ջուր |
(C 6 H 10 O 5) n + 6nO 2 (t°) → 6nCO 2 + 5nH 2 O |
Բրինձ. 3. Պիրոքսիլին.
Ցելյուլոզը հիմնականում օգտագործվում է թղթի պատրաստման, ինչպես նաև եթերների, սպիրտների և գլյուկոզայի արտադրության համար։
Ի՞նչ ենք մենք սովորել:
Ցելյուլոզը կամ մանրաթելը ածխաջրերի դասի պոլիմեր է, որը բաղկացած է β-գլյուկոզայի մնացորդներից։ Ներառված է գործարանում բջջային պատերը. Այն սպիտակ, անճաշակ նյութ է, որը ձևավորում է ջրի և օրգանական լուծիչների մեջ վատ լուծվող մանրաթելեր։ Ցելյուլոզը փայտից մեկուսացնում են եփելու միջոցով։ Միացությունը ենթարկվում է էստերացման և հիդրոլիզի ռեակցիաների և կարող է քայքայվել օդի բացակայության դեպքում։ Ամբողջությամբ քայքայվելուց առաջանում է ջուր և ածխաթթու գազ։
Թեստ թեմայի շուրջ
Հաշվետվության գնահատում
Միջին գնահատականը: 4.7. Ստացված ընդհանուր գնահատականները՝ 263։
Ցելյուլոզը (մանրաթել) բուսական պոլիսախարիդ է, որն առավել տարածված է օրգանական նյութերհողի վրա։ Ցելյուլոզը բնական պոլիսախարիդային պոլիմեր է: Այս նյութը սպիտակ է, անհամ ու հոտ, ջրում չլուծվող, ունի մանրաթելային կառուցվածք։
Ցելյուլոզը օգտագործվում է տարբեր կիսասինթետիկ մանրաթելեր պատրաստելու համար։ Նրանք կոչվում են viscose մանրաթել: Վիսկոզայի մանրաթել պատրաստելու համար անհրաժեշտ ցելյուլոզը սովորաբար ստացվում է փայտից։
Փայտը բաղկացած է մոտավորապես 50% ցելյուլոզից և 30% լիգնինից: Լիգնինը նույնպես բնական պոլիմեր է, բայց այն ածխաջրածին չէ։ Լիգնինի մոնոմերային միավորի կմախքի կառուցվածքը հետևյալն է.
Ցելյուլոզ ստանալու համար օգտագործվում է փափուկ փայտ, օրինակ՝ սոճին կամ եղևնի։ Լիգինը հեռացվում է փայտի կտորները տաքացնելով կալցիումի ջրածնի սուլֆիտի լուծույթում, որը պարունակում է ավելցուկ ծծմբի երկօքսիդ: Այս լուծույթում լուծվում է լիգնինը, որից հետո ցելյուլոզային մանրաթելն առանձնացվում է զտման միջոցով։ Արտադրանքը մանրացվում է փայտի միջուկ ստանալու համար: Մաքուր ցելյուլոզը ստացվում է փայտի միջուկը Շվեյցերի ռեագենտով մշակելով, որը պղնձի (II) հիդրօքսիդի ամոնիակային լուծույթ է։ Նոսրացած հանքային թթու ավելացնելուց հետո մաքուր ցելյուլոզը նստում է:
Ֆիզիկական հատկություններ. այն սպիտակ նյութ է, անհամ և հոտ, ջրում չլուծվող, մանրաթելային կառուցվածք ունի։ Լուծվում է պղնձի (II) հիդրօքսիդի ամոնիակային լուծույթում՝ Շվեյցերի ռեագենտ։
Այս բիոպոլիմերն ունի մեծ մեխանիկական ուժ և գործում է որպես բույսերի օժանդակ նյութ՝ ձևավորելով պատ։ բույսերի բջիջները. IN մեծ քանակությամբՑելյուլոզը հանդիպում է փայտի հյուսվածքում (40-55%), կտավատի մանրաթելերում (60-85%) և բամբակում (95-98%): Բուսական բջիջների մեմբրանի հիմնական բաղադրիչը: Այն առաջանում է բույսերում ֆոտոսինթեզի ընթացքում։
Փայտը բաղկացած է 50% ցելյուլոզից, իսկ բամբակը, կտավատը և կանեփը գրեթե մաքուր ցելյուլոզ են։ Խիտինը (ցելյուլոզայի անալոգը) հոդվածոտանիների և այլ անողնաշարավորների էկզոկմախքի, ինչպես նաև սնկերի և բակտերիաների բջջային պատերի հիմնական բաղադրիչն է։
Կառուցվածքը. բաղկացած է β-գլյուկոզայի մնացորդներից
Ստացված է փայտից։
Կիրառում. ցելյուլոզն օգտագործվում է թղթի, արհեստական մանրաթելերի, թաղանթների, պլաստմասսաների, ներկերի և լաքերի, չծխող փոշու, պայթուցիկ նյութերի, հրթիռային պինդ վառելիքի, հիդրոլիտիկ սպիրտի և այլնի արտադրության մեջ։ ոչ դյուրավառ թաղանթ ցելյուլոզայի ացետատից: Տրիացետիլցելյուլոզից (պիրոքսիլին) առանց ծխի վառոդի պատրաստում. Ցելյուլոզ դիացետիլից կոլոդիոնի (բժշկության համար հաստ թաղանթ) և ցելյուլոիդի (թաղանթների, խաղալիքների արտադրություն) պատրաստում։ Թելերի, պարանների, թղթի արտադրություն։ Գլյուկոզա ստանալը էթիլային սպիրտ(ռետին ստանալու համար)
Ցելյուլոզայի ամենակարևոր ածանցյալները ներառում են.
մեթիլցելյուլոզա (ցելյուլոզային մեթիլ եթերներ) ընդհանուր բանաձևի
n (x = 1, 2 կամ 3);
Ցելյուլոզայի ացետատը (ցելյուլոզայի տրիացետատ) ցելյուլոզայի էսթեր է և քացախաթթու n
nitrocellulose (ցելյուլոզայի նիտրատներ) - ցելյուլոզայի նիտրատներ.
n (x = 1, 2 կամ 3):
Քիմիական հատկություններ
Հիդրոլիզ (C6H10O5)n + nH2O t,H2SO4 > nC6H12O6
Հիդրոլիզը տեղի է ունենում փուլերով.
(C6H10O5)n > (C6H10O5)m > xC12H22O11 > n C6H12O6 (Ծանոթագրություն, m օսլա դեքստրիններ մալտոզա գլյուկոզա Էսթերիֆիկացման ռեակցիաներ. ցելյուլոզը պոլիհիդրիկ սպիրտ է, պոլիմերի մեկ բջջի մեջ կա երեք հիդրոքսիլ խումբ. Այս առումով բջջանյութը բնութագրվում է էսթերֆիկացման ռեակցիաներով (էսթերների առաջացում)։ Գործնական մեծագույն նշանակություն ունեն ազոտաթթվի և քացախաթթվի անհիդրիդի հետ ռեակցիաները։ Ցելյուլոզը չի առաջացնում «արծաթե հայելի» ռեակցիա: ածանցյալ փորձարարական արդյունաբեր Նիտրացիա: (C6H7O2(OH)3)n + 3nHNO3 H2SO4(կոնց.)> (C6H7O2(ONO2)3)n + 3nH2O պիրոքսիլին ցելյուլոզա ցելյուլոզային տրինիտրատ Լիովին էստերֆիկացված մանրաթելը հայտնի է որպես վառոդ, որը պատշաճ մշակումից հետո վերածվում է առանց ծխի վառոդի։ Կախված նիտրացման պայմաններից՝ կարելի է ստանալ ցելյուլոզային դինիտրատ, որը տեխնոլոգիայի մեջ կոչվում է կոլոքսիլին։ Այն նաև օգտագործվում է վառոդի և պինդ հրթիռային շարժիչների արտադրության մեջ։ Բացի այդ, ցելյուլոիդը պատրաստվում է կոլոքսիլինից։ Փոխազդեցություն քացախաթթվի հետ. (C6H7O2(OH)3)n + 3nCH3COOH H2SO4(կոնց.)> (C6H7O2(OCOCH3)3)n + 3nH2O Երբ ցելյուլոզը արձագանքում է քացախաթթվի անհիդրիդին՝ քացախաթթուների և ծծմբական թթուների առկայության դեպքում, առաջանում է տրիացետիլցելյուլոզա։ Տրիացետիլ ցելյուլոզա Տրիացետիլցելյուլոզը (կամ բջջանյութի ացետատը) արժեքավոր արտադրանք է բոցավառող թաղանթի և մետաքսի ացետատի արտադրության համար: Լուծիչը գոլորշիանում է, և լուծույթի հոսքերը վերածվում են ացետատ մետաքսի լավագույն թելերի։ Ցելյուլոիդը, որը նախկինում օգտագործվում էր լուսանկարչական և կինոֆիլմեր պատրաստելու համար, արտադրվում է ցելյուլոզը նոսր ազոտաթթվով մշակելով և ստացված արտադրանքը կամֆորի հետ խառնելով։ Ցելյուլոիդը չափազանց դյուրավառ է, քանի որ այն շատ ուժեղ այրվում է: Դա լուրջ հրդեհներ է առաջացրել կինոթատրոններում և հիվանդանոցների ռենտգեն սենյակներում։ Ցելյուլոիդն այժմ փոխարինվել է ցելյուլոզայի ացետատով՝ լուսանկարչական և ֆիլմերի արտադրության համար: Ցելյուլոզը (մանրաթել) բուսական պոլիսախարիդ է, որը Երկրի վրա ամենատարածված օրգանական նյութն է։ 1. Ֆիզիկական հատկություններ
Այս նյութը սպիտակ է, անհամ ու հոտ, ջրում չլուծվող, ունի մանրաթելային կառուցվածք։ Լուծվում է պղնձի (II) հիդրօքսիդի ամոնիակային լուծույթում՝ Շվեյցերի ռեագենտ։ Տեսափորձ «Ցելյուլոզայի լուծարումը պղնձի (II) հիդրօքսիդի ամոնիակային լուծույթում»
2. Բնության մեջ լինելը
Այս բիոպոլիմերն ունի մեծ մեխանիկական ուժ և գործում է որպես բույսերի օժանդակ նյութ՝ ձևավորելով բույսերի բջիջների պատը։ Ցելյուլոզը մեծ քանակությամբ հանդիպում է փայտի հյուսվածքում (40-55%), կտավատի մանրաթելերում (60-85%) և բամբակում (95-98%): Բուսական բջիջների մեմբրանի հիմնական բաղադրիչը: Այն առաջանում է բույսերում ֆոտոսինթեզի ընթացքում։ Փայտը բաղկացած է 50% ցելյուլոզից, իսկ բամբակը, կտավատը և կանեփը գրեթե մաքուր ցելյուլոզ են։ Խիտինը (ցելյուլոզայի անալոգը) հոդվածոտանիների և այլ անողնաշարավորների էկզոկմախքի, ինչպես նաև սնկերի և բակտերիաների բջջային պատերի հիմնական բաղադրիչն է։ 3. Կառուցվածք
Բաղկացած է β-գլյուկոզայի մնացորդներից 4. Անդորրագիր
Ստացված է փայտից 5. Դիմում
Ցելյուլոզն օգտագործվում է թղթի, արհեստական մանրաթելերի, թաղանթների, պլաստմասսաների, ներկերի և լաքերի, չծխող փոշու, պայթուցիկ նյութերի, հրթիռային պինդ վառելիքի, հիդրոլիտիկ սպիրտ ստանալու համար և այլն։ · Ցելյուլոզայի ացետատից ացետատ մետաքսի արտադրություն՝ արհեստական մանրաթել, պլեքսիգլաս, չդյուրավառ թաղանթ: · Տրիացետիլցելյուլոզից (պիրոքսիլին) առանց ծխի վառոդի պատրաստում. · Ցելյուլոզ դիացետիլից կոլոդիոնի (բժշկության համար հաստ թաղանթ) և ցելյուլոիդի (թաղանթների, խաղալիքների արտադրություն) պատրաստում։ · Թելերի, պարանների, թղթի արտադրություն։ · Գլյուկոզայի, էթիլային սպիրտի արտադրություն (ռետինի արտադրության համար) Ցելյուլոզայի ամենակարևոր ածանցյալները ներառում են. N ( X= 1, 2 կամ 3); - ցելյուլոզայի ացետատ(ցելյուլոզայի տրիացետատ) – ցելյուլոզայի և քացախաթթվի էսթեր - նիտրոցելյուլոզա(ցելյուլոզայի նիտրատներ) – ցելյուլոզայի նիտրատներ. N ( X= 1, 2 կամ 3): 6. Քիմիական հատկություններ
Հիդրոլիզ
(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O t, H2SO4→ nC 6 H 12 O 6
գլյուկոզա
Հիդրոլիզը տեղի է ունենում փուլերով. (C 6 H 10 O 5) n → (C 6 H 10 O 5) m → xC 12 H 22 O 11 → n C 6 H 12 O 6 (
Նշում, մ օսլա դեքստրինմալտոզգլյուկոզա
Տեսափորձ «Ցելյուլոզայի թթվային հիդրոլիզ»
Էսթերիֆիկացման ռեակցիաներ
Ցելյուլոզը պոլիհիդրիկ սպիրտ է, պոլիմերի մեկ բջջի մեջ կա երեք հիդրոքսիլ խումբ: Այս առումով բջջանյութը բնութագրվում է էսթերֆիկացման ռեակցիաներով (էսթերների առաջացում)։ Գործնական մեծագույն նշանակություն ունեն ազոտաթթվի և քացախաթթվի անհիդրիդի հետ ռեակցիաները։ Ցելյուլոզը չի առաջացնում «արծաթե հայելի» ռեակցիա: 1. Նիտրացիա:
(C 6 H 7 O 2 (OH ) 3) n + 3 nHNO 3 Հ 2
ԱՅՍՊԵՍ4(համառ.)→(C 6 H 7 O 2 (ONO 2 ) 3) n + 3 nH 2 O պիրոքսիլին
Տեսափորձ «Նիտրոցելյուլոզայի պատրաստումը և հատկությունները»
Լիովին էստերֆիկացված մանրաթելը հայտնի է որպես վառոդ, որը պատշաճ մշակումից հետո վերածվում է առանց ծխի վառոդի։ Կախված նիտրացման պայմաններից՝ կարելի է ստանալ ցելյուլոզային դինիտրատ, որը տեխնոլոգիայի մեջ կոչվում է կոլոքսիլին։ Այն նաև օգտագործվում է վառոդի և պինդ հրթիռային շարժիչների արտադրության մեջ։ Բացի այդ, ցելյուլոիդը պատրաստվում է կոլոքսիլինից:
2. Փոխազդեցություն քացախաթթվի հետ.
(C 6 H 7 O 2 (OH) 3) n + 3nCH 3 COOH H2SO4 (
կոնց. .)→
(C 6 H 7 O 2 (OCOCH 3) 3) n + 3nH 2 O Երբ ցելյուլոզը արձագանքում է քացախաթթվի անհիդրիդին՝ քացախաթթուների և ծծմբաթթուների առկայության դեպքում, առաջանում է տրիացետիլցելյուլոզա։ Տրիացետիլցելյուլոզա (կամ բջջանյութի ացետատ) արժեքավոր արտադրանք է բոցավառող թաղանթների արտադրության համար ևացետատ մետաքս. Դա անելու համար ցելյուլոզայի ացետատը լուծվում է դիքլորմեթանի և էթանոլի խառնուրդի մեջ, և այդ լուծույթը լուծույթի միջով տեղափոխվում է տաք օդի հոսք: Եվ ինքնին մեռնելը սխեմատիկորեն այսպիսին է թվում.
1 - պտտվող լուծույթ, Լուծիչը գոլորշիանում է, և լուծույթի հոսքերը վերածվում են ացետատ մետաքսի լավագույն թելերի։ Խոսելով ցելյուլոզայի օգտագործման մասին՝ չի կարելի չասել, որ մեծ քանակությամբ ցելյուլոզա է սպառվում տարբեր թղթերի արտադրության համար։ Թուղթ- Սա մանրաթելային մանրաթելերի բարակ շերտ է, որը սոսնձված և սեղմված է հատուկ թուղթ պատրաստող մեքենայի վրա: Որը բաղկացած է գլյուկոզայի մոլեկուլի մնացորդներից և անհրաժեշտ տարր է բոլոր բույսերի բջիջների թաղանթի ձևավորման համար։ Նրա մոլեկուլներն ունեն և պարունակում են երեք հիդրօքսիլ խումբ։ Դրա շնորհիվ այն ցուցադրում է հատկություններ: Ցելյուլոզը սպիտակ պինդ նյութ է, որը կարող է հասնել 200°C ջերմաստիճանի՝ առանց քայքայվելու։ Բայց երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 275°C, այն սկսում է բռնկվել, ինչը ցույց է տալիս, որ այն դյուրավառ նյութ է։ Եթե մանրադիտակով ուսումնասիրեք ցելյուլոզը, ապա կնկատեք, որ դրա կառուցվածքը ձևավորվում է 20 մմ-ից ոչ ավելի երկարությամբ մանրաթելերով։ Ցելյուլոզային մանրաթելերը միացված են բազմաթիվ ջրածնային կապերով, սակայն դրանք ճյուղեր չունեն։ Սա ցելյուլոզին տալիս է առաձգականությունը պահպանելու ամենամեծ ուժն ու կարողությունը: Ցելյուլոզը կազմող գլյուկոզայի մոլեկուլների մնացորդները գոյանում են, երբ. Ծծմբաթթուն և յոդը հիդրոլիզի գործընթացում ցելյուլոզը դառնում է կապույտ, իսկ միայն յոդը դառնում է շագանակագույն: Բջջանյութի հետ բազմաթիվ ռեակցիաներ կան, որոնք առաջացնում են նոր մոլեկուլներ: Արձագանքելով ազոտաթթվի հետ՝ ցելյուլոզը վերածվում է նիտրոցելյուլոզայի։ Եվ այդ ընթացքում քացախաթթուն արտադրում է ցելյուլոզայի տրիացետատ: Ցելյուլոզը ջրի մեջ չի լուծվում։ Դրա ամենաարդյունավետ լուծիչը իոնային հեղուկն է: Փայտը բաղկացած է 50% ցելյուլոզից։ Փայտի չիպսերը երկար եփելով ռեակտիվների լուծույթում, այնուհետև մաքրելով ստացված լուծույթը, կարող եք այն ստանալ մաքուր տեսքով: Պղպեղի պատրաստման մեթոդները տարբերվում են ռեակտիվների տեսակից: Նրանք կարող են լինել թթու կամ ալկալային: Թթվային ռեակտիվները պարունակում են ծծմբաթթու և օգտագործվում են ցածր խեժ ունեցող ծառերից ցելյուլոզ ստանալու համար: Կան երկու տեսակի ալկալային ռեակտիվներ՝ սոդա և սուլֆատ: Սոդայի ռեակտիվների շնորհիվ ցելյուլոզա կարելի է ստանալ տերեւաթափ ծառերից եւ միամյա բույսերից։ Բայց օգտագործելով այս ռեագենտը, ցելյուլոզը շատ թանկ է, ուստի սոդայի ռեակտիվները հազվադեպ են օգտագործվում կամ ընդհանրապես չեն օգտագործվում: Ցելյուլոզի արտադրության ամենատարածված մեթոդը սուլֆատային ռեակտիվների վրա հիմնված մեթոդն է: Նատրիումի սուլֆատը սպիտակ լիկյորի հիմքն է, որն օգտագործվում է որպես ռեագենտ և հարմար է ցանկացած բուսանյութից ցելյուլոզ ստանալու համար: Ցելյուլոզը և նրա եթերները օգտագործվում են արհեստական մանրաթելեր, վիսկոզա և ացետատ ստեղծելու համար։ Փայտի միջուկն օգտագործվում է տարբեր իրեր ստեղծելու համար՝ թուղթ, պլաստմասսա, պայթուցիկ սարքեր, լաքեր և այլն։ Մեզ համար հարազատ դարձած առօրյա առարկաները, որոնք հանդիպում են մեր առօրյա կյանքում ամենուր, անհնար կլիներ պատկերացնել առանց օրգանական քիմիական արտադրանքի օգտագործման։ Անսելմ Փայից շատ առաջ, ինչի արդյունքում 1838 թվականին նա կարողացավ հայտնաբերել և նկարագրել պոլիսաքարիդ, որն ստացել է «ցելյուլոզա» (ֆրանսիական ցելյուլոզի և լատինական cellula-ի ածանցյալ, որը նշանակում է «բջջ, բջիջ») սեփականությունը։ այս նյութից ակտիվորեն օգտագործվում էր ամենաանփոխարինելի իրերի արտադրության մեջ: Ցելյուլոզայի մասին գիտելիքների ընդլայնումը հանգեցրել է նրանից պատրաստված իրերի լայն տեսականի առաջացմանը: Բջջանյութի արտադրության և վերամշակման արտադրանք են տարբեր տեսակի թուղթ, ստվարաթուղթ, պլաստիկ և արհեստական վիսկոզայից պատրաստված մասեր, պղինձ-ամոնիակ, պոլիմերային թաղանթներ, էմալներ և լաքեր, լվացող միջոցներ, սննդային հավելումներ (E460) և նույնիսկ առանց ծխի վառոդ: Իր մաքուր ձևով ցելյուլոզը սպիտակ պինդ է` բավականին գրավիչ հատկություններով և բարձր դիմացկուն է տարբեր քիմիական և ֆիզիկական ազդեցությունների նկատմամբ: Բնությունը որպես հիմնական շինանյութ ընտրել է ցելյուլոզը (մանրաթել): Բուսական աշխարհում այն հիմք է հանդիսանում ծառերի և այլ բարձր բույսերի համար: Բնության մեջ ցելյուլոզն իր մաքուր ձևով հանդիպում է բամբակի սերմերի մազերում։ Այս նյութի յուրահատուկ հատկությունները որոշվում են նրա սկզբնական կառուցվածքով: Ցելյուլոզայի բանաձևն ունի ընդհանուր նշում (C6 H10 O5)n, որից տեսնում ենք ընդգծված պոլիմերային կառուցվածք։ β-գլյուկոզայի մնացորդը, որը կրկնվում է ահռելի քանակությամբ անգամ և ունի ավելի ընդլայնված ձև՝ որպես -[C6 H7 O2 (OH)3]-, միացվում է երկար գծային մոլեկուլի: Ցելյուլոզայի մոլեկուլային բանաձևը որոշում է նրա յուրահատուկ քիմիական հատկությունները ագրեսիվ միջավայրի ազդեցությանը դիմակայելու համար: Ցելյուլոզը նաև բարձր դիմացկուն է ջերմության նկատմամբ նույնիսկ 200 աստիճան ջերմաստիճանում, նյութը պահպանում է իր կառուցվածքը և չի փլուզվում։ Ինքնաբռնկումը տեղի է ունենում 420°C ջերմաստիճանում: Ցելյուլոզը ոչ պակաս գրավիչ է իր ֆիզիկական հատկություններով։ Ցելյուլոզը երկար թելերի տեսքով, որը պարունակում է 300-ից 10,000 գլյուկոզայի մնացորդներ, առանց կողային ճյուղերի, մեծապես որոշում է այս նյութի բարձր կայունությունը: Գլյուկոզայի բանաձևը ցույց է տալիս, թե քանիսն են ցելյուլոզային մանրաթելերին տալիս ոչ միայն մեծ մեխանիկական ուժ, այլև բարձր առաձգականություն: Բազմաթիվ քիմիական փորձերի և ուսումնասիրությունների անալիտիկ մշակման արդյունքը ցելյուլոզայի մակրոմոլեկուլի մոդելի ստեղծումն էր։ 2-3 տարրական միավորի բարձրությամբ կոշտ պարույր է, որը կայունանում է ներմոլեկուլային ջրածնային կապերով։ Շատ նյութերի հիմնական բնութագիրը ոչ թե ցելյուլոզայի բանաձևն է, այլ դրա պոլիմերացման աստիճանը։ Այսպիսով, չմշակված բամբակի մեջ գլյուկոզիդների մնացորդների թիվը հասնում է 2500-3000-ի, մաքրված բամբակի մեջ՝ 900-ից մինչև 1000, մաքրված փայտի միջուկն ունի 800-1000 ցուցանիշ, վերականգնող ցելյուլոզայում դրանց թիվը կրճատվում է մինչև 200-40 բջիջներում, ացետատ, այն տատանվում է 150-ից մինչև 270 «կապ» մոլեկուլում: Ցելյուլոզ ստանալու համար օգտագործվող արտադրանքը հիմնականում փայտ է։ Արտադրության հիմնական տեխնոլոգիական գործընթացը ներառում է տարբեր քիմիական ռեակտիվներով փայտի չիպերի պատրաստում, որին հաջորդում է պատրաստի արտադրանքի մաքրումը, չորացումը և կտրումը: Ցելյուլոզայի հետագա մշակումը հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել որոշակի ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով տարբեր նյութեր, ինչը թույլ է տալիս արտադրել ապրանքների լայն տեսականի, առանց որի ժամանակակից մարդու կյանքը դժվար է պատկերացնել: Բջջանյութի եզակի բանաձևը, որը ճշգրտված է քիմիական և ֆիզիկական վերամշակմամբ, հիմք դարձավ բնության մեջ անալոգներ չունեցող նյութերի արտադրության համար, ինչը թույլ տվեց դրանք լայնորեն օգտագործել քիմիական արդյունաբերության, բժշկության և մարդկային գործունեության այլ ճյուղերում:
- մեթիլցելյուլոզա(ցելյուլոզային մեթիլ եթերներ) ընդհանուր բանաձևի
2 - մահանալ,
3 - մանրաթելեր.
Ցելյուլոզայի ֆիզիկական հատկությունները
Ցելյուլոզայի քիմիական հատկությունները
Ինչպե՞ս է ստացվում ցելյուլոզը:
Ցելյուլոզայի կիրառությունները
Թեմայի վերաբերյալ հոդվածներ
