Štruktúra a vlastnosti celulózy a jej satelitov. Fyzikálne, chemické vlastnosti celulózy

Celulóza (Francúzska celulóza, z latinčiny cellula, doslova - miestnosť, klietka, tu - klietka)

vláknina, jeden z najbežnejších prírodných polymérov (polysacharid (pozri Polysacharidy)); hlavná zložka bunkových stien rastlín, ktorá určuje mechanickú pevnosť a elasticitu rastlinných pletív. Obsah C. vo vlasoch bavlníkových semien je teda 97-98%, v stonkách lykových rastlín (ľan, ramie, juta) 75-90%, v dreve 40-50%, trstine, obilninách a slnečnici. 30-40%. Nachádza sa aj v tele niektorých nižších bezstavovcov.

C. slúži v organizme hlavne ako stavebný materiál a takmer sa nezúčastňuje na látkovej premene. C. nie je štiepená obvyklými enzýmami tráviaceho traktu cicavcov (amyláza, maltáza); pôsobením enzýmu celulázy vylučovaného črevnou mikroflórou bylinožravcov sa C. rozkladá na D-glukózu. Biosyntéza C. prebieha za účasti aktivovanej formy D-glukózy.

Štruktúra a vlastnosti celulózy. Ts - biely vláknitý materiál, hustota 1,52-1,54 g/cm 3 (20 °C). Ts.Je rozpustný v tzv. meďno-amoniakálny roztok [roztok ammincourum(II) -hydroxidu v 25% vodnom roztoku amoniaku], vodné roztoky kvartérnych amóniových báz, vodné roztoky komplexných zlúčenín hydroxidov viacmocných kovov (Ni, Co) s amoniakom alebo etyléndiamínom, alkalický roztok komplexu železa (III) s tartarátom sodným, roztoky oxidu dusičitého v dimetylformamide, koncentrovaná kyselina fosforečná a sírová (rozpúšťanie v kyselinách je sprevádzané deštrukciou zinku).

Makromolekuly zinku sú postavené z elementárnych väzieb D-glukózy (pozri Glukóza), spojených 1,4-β-glykozidovými väzbami do lineárnych nerozvetvených reťazcov:

Ts sa zvyčajne označuje ako kryštalické polyméry. Je charakterizovaný fenoménom polymorfizmu, to znamená prítomnosťou množstva štruktúrnych (kryštalických) modifikácií, ktoré sa líšia parametrami kryštálovej mriežky a niektorými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami; hlavné modifikácie sú Ts.I (prírodné Ts.) a Ts.II (hydrát celulózy).

Ts. Má zložitú supramolekulárnu štruktúru. Jeho primárnym prvkom je mikrofibrila, ktorá pozostáva z niekoľkých stoviek makromolekúl a má tvar špirály (hrúbka 35-100 Å, dĺžka 500-600 Å a viac). Mikrofibrily sú spojené do väčších útvarov (300-1500 Á), rôzne orientovaných v rôznych vrstvách bunkovej steny. Fibrily sú „tmelené“ tzv. matrica pozostávajúca z iných polymérnych materiálov sacharidovej povahy (hemicelulóza, pektín) a proteínu (extenzín).

Glykozidové väzby medzi elementárnymi jednotkami makromolekuly celulózy sú ľahko hydrolyzované kyselinami, čo je dôvodom deštrukcie zinku vo vodnom prostredí v prítomnosti kyslých katalyzátorov. Produktom úplnej hydrolýzy C. je glukóza; táto reakcia je základom priemyselného spôsobu výroby etylalkoholu zo surovín obsahujúcich celulózu (pozri Hydrolýza rastlinných materiálov). K čiastočnej hydrolýze zinku dochádza napríklad pri jeho izolácii z rastlinných materiálov a pri chemickom spracovaní. Takzvaný mikrokryštalický „prášok“ C. – snehovo biely sypký prášok.

V neprítomnosti kyslíka je C. stabilný do 120–150 °C; s ďalším zvýšením teploty prírodné celulózové vlákna podliehajú deštrukcii a hydratované celulózové vlákna dehydratujú. Nad 300 °C nastáva grafitizácia (karbonizácia) vlákna, proces používaný na výrobu uhlíkových vlákien (pozri Carbon Fibers).

V dôsledku prítomnosti hydroxylových skupín v elementárnych jednotkách makromolekuly sa zinok ľahko esterifikuje a alkyluje; tieto reakcie sú široko používané v priemysle na prípravu éterov a esterov celulózy (pozri. étery celulózy). C. reaguje so zásadami; interakcia s koncentrovanými roztokmi hydroxidu sodného, ​​čo vedie k tvorbe alkalického zinku.(mercerizácia zinku), je medzistupňom pri príprave esterov zinku.Väčšina oxidačných činidiel vyvoláva nerozlišujúcu oxidáciu hydroxylových skupín zinku na aldehyd,keto alebo karboxylové skupiny a len niektoré z oxidačných činidiel (napríklad kyselina jódová a jej soli) - selektívne (to znamená, že oxidujú OH skupiny na určitých atómoch uhlíka). Oxidačná deštrukcia C. podlieha výrobe viskózy (viď. Viskóza) (štádium predzretia alkalickej C.); k oxidácii dochádza aj pri bielení C.

Použitie celulózy. Papier sa vyrába z Ts. (Pozri papier) , lepenka, rôzne umelé vlákna - hydratovaná celulóza (viskózové vlákna, meď-amoniakové vlákno (pozri Meď-amoniakové vlákna)) a éterová celulóza (acetát a triacetát - pozri Acetátové vlákna) , fólie (celofán), plasty a laky (pozri Etrols, Hydrate celulózové fólie, Ethercelulózové laky). V textilnom priemysle sa široko používajú prírodné vlákna z celulózy (bavlna, lyko), ako aj umelé vlákna. Deriváty celulózy (hlavne étery) sa používajú ako zahusťovadlá tlačiarenských farieb, glejov a apretačných činidiel, stabilizátory suspenzií pri výrobe bezdymového prášku atď. Mikrokryštalický zinok sa používa ako plnivo pri výrobe liečiv, ako sorbent v analytických a preparatívnych chromatografia.

Svieti .: Nikitin NI, Chémia dreva a celulózy, M. - L., 1962; Stručná chemická encyklopédia, v. 5, M., 1967, s. 788-95; Rogovin Z.A., Chémia celulózy, M., 1972; Celulóza a jej deriváty, trans. z angličtiny, t. 1-2, M., 1974; Kretovič V.L., Základy biochémie rastlín, 5. vydanie, M., 1971.

L. S. Galbraikh, N. D. Gabrielyan.

Veľká sovietska encyklopédia. - M .: Sovietska encyklopédia. 1969-1978 .

Synonymá:

Pozrite sa, čo je „celulóza“ v iných slovníkoch:

Celulóza ... Wikipedia

1) inak vláknina; 2) druh pergamenového papiera vyrobený zo zmesi dreva, hliny a bavlny. Kompletný slovník cudzích slov, ktoré sa začali používať v ruskom jazyku. Popov M., 1907. CELULÓZA 1) celulóza; 2) papier vyrobený z dreva s prímesou ... Slovník cudzích slov ruského jazyka

Gosipin, celulóza, celulóza Slovník ruských synoným. celulóza n., počet synoným: 12 alkalická celulóza (1) ... Slovník synonym

- (С6Н10О5), sacharid zo skupiny POLYSACHARIDOV, ktorý je štrukturálnou zložkou bunkových stien rastlín a rias. Pozostáva z paralelných nerozvetvených glukózových reťazcov spojených krížom, aby vytvorili stabilnú štruktúru. ... ... Vedecko-technický encyklopedický slovník

Vláknina, hlavný nosný polysacharid bunkových stien rastlín a niektorých bezstavovcov (ascidiánov); jeden z najbežnejších prírodných polymérov. Z 30 miliárd ton uhlíka sa niektoré vyššie rastliny ročne premenia na organické látky. spojenia, ok... Biologický encyklopedický slovník

celulóza- s, w. celulóza f., nem. zelulóza lat. bunková bunka. 1. Rovnako ako vláknina. BAS 1. 2. Látka získaná z chemicky ošetreného dreva a stoniek určitých rastlín; slúži na výrobu papiera, umelého hodvábu, ako aj ... ... Historický slovník ruských galicizmov

- (francúzsky celulóza z lat. cellula, doslova izba, tu je bunka) (celulóza), polysacharid tvorený glukózovými zvyškami; hlavná zložka bunkových stien rastlín, ktorá určuje mechanickú pevnosť a elasticitu rastliny ... ... Veľký encyklopedický slovník

- (alebo celulóza), celulóza, mnohé iné. nie, manželky. (z lat.cellula klietka). 1. Rovnako ako vláknina v 1 hodnote. (bot.). 2. Látka získaná z chemicky ošetreného dreva a stoniek niektorých rastlín a používaná na výrobu papiera, umelých ... Ušakovov výkladový slovník

CELULÓZA, s, manželky Rovnako ako vláknina (v 1 hodnote). | adj. celulózové, oh, oh. Ozhegovov výkladový slovník. S.I. Ozhegov, N.Yu. Švedova. 1949 1992 ... Ozhegovov výkladový slovník

Celulóza. Pozri vlákno. (

Celý život nás obklopuje obrovské množstvo predmetov – kartónové škatule, ofsetový papier, celofánové vrecúška, viskózové oblečenie, bambusové uteráky a mnoho ďalšieho. Málokto však vie, že pri ich výrobe sa aktívne používa celulóza. Čo je to za skutočne magickú látku, bez ktorej sa nezaobíde prakticky žiadny moderný priemyselný podnik? V tomto článku si povieme o vlastnostiach celulózy, jej využití v rôznych oblastiach, ako aj o tom, z čoho sa získava a aký je jej chemický vzorec. Začnime s pôvodom.

Detekcia látok

Celulózový vzorec objavil francúzsky chemik Anselm Payenne počas experimentov na separáciu dreva na jeho zložky. Po jej ošetrení kyselinou dusičnou vedec zistil, že pri chemickej reakcii vzniká vláknitá látka podobná bavlne. Po dôkladnej analýze získaného materiálu Payen získal chemický vzorec celulózy - C6H10O5. Opis procesu bol publikovaný v roku 1838 a látka dostala svoj vedecký názov v roku 1839.

Dary prírody

Dnes je s istotou známe, že takmer všetky mäkké časti rastlín a živočíchov obsahujú určité množstvo celulózy. Napríklad rastliny potrebujú túto látku na normálny rast a vývoj, alebo skôr na tvorbu membrán novovytvorených buniek. Zložením patrí medzi polysacharidy.

V priemysle sa spravidla získava prírodná celulóza z ihličnatých a listnatých stromov - suché drevo obsahuje až 60% tejto látky, ako aj spracovaním bavlneného odpadu, ktorý obsahuje asi 90% celulózy.

Je známe, že ak sa drevo zahrieva vo vákuu, teda bez prístupu vzduchu, celulóza sa tepelne rozkladá, čím vzniká acetón, metylalkohol, voda, kyselina octová a drevené uhlie.

Napriek bohatej flóre planéty už lesy nestačia na produkciu množstva chemických vlákien potrebných pre priemysel – použitie celulózy je príliš rozsiahle. Preto sa čoraz častejšie zbiera zo slamy, tŕstia, kukuričných stebiel, bambusu a tŕstia.

Syntetická celulóza sa získava rôznymi technologickými postupmi z uhlia, ropy, zemného plynu a bridlíc.

Z lesa do dielní

Pozrime sa na extrakciu technickej celulózy z dreva – je to zložitý, zaujímavý a časovo náročný proces. V prvom rade sa drevo dovezie do výroby, rozpíli sa na veľké kusy a odstráni sa kôra.

Potom sa olúpané tyčinky spracujú na hranolky a triedia, potom sa varia v lúhu. Takto získaná buničina sa oddelí od alkálie, potom sa vysuší, nareže a zabalí na expedíciu.

Chémia a fyzika

Aké chemické a fyzikálne tajomstvá skrývajú vlastnosti celulózy okrem toho, že ide o polysacharid? V prvom rade je táto látka biela. Veľmi horľavý a dobre horí. Rozpúšťa sa v komplexných zlúčeninách vody s hydroxidmi niektorých kovov (meď, nikel), s amínmi, ako aj v kyseline sírovej a ortofosforečnej, koncentrovanom roztoku chloridu zinočnatého.

Celulóza sa nerozpúšťa v dostupných domácich rozpúšťadlách a bežnej vode. Je to preto, že dlhé vláknité molekuly tejto látky sú spojené do zvláštnych zväzkov a sú umiestnené navzájom paralelne. Celá táto „štruktúra“ je navyše vystužená vodíkovými väzbami, a preto molekuly slabého rozpúšťadla alebo vody jednoducho nedokážu preniknúť dovnútra a zničiť tento silný plexus.

Najjemnejšie vlákna, ktorých dĺžka sa pohybuje od 3 do 35 milimetrov, spojené vo zväzkoch - takto môžete schematicky znázorniť štruktúru celulózy. Dlhé vlákna sa používajú v textilnom priemysle, zatiaľ čo krátke sa používajú pri výrobe napríklad papiera a kartónu.

Celulóza sa netopí a nepremieňa na paru, pri zahriatí nad 150 stupňov Celzia sa však začína rozpadať, pričom sa uvoľňujú zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou - vodík, metán a oxid uhoľnatý (oxid uhoľnatý). Pri teplotách 350 °C a vyšších dochádza k zuhoľnateniu celulózy.

Zmena k lepšiemu

Takto je celulóza opísaná chemickými symbolmi, ktorých štruktúrny vzorec jasne ukazuje molekulu polyméru s dlhým reťazcom pozostávajúcu z opakujúcich sa glukozidových zvyškov. Všimnite si „n“ označujúce ich veľký počet.

Mimochodom, celulózová receptúra ​​Anselma Payena prešla niekoľkými zmenami. V roku 1934 anglický organický chemik a nositeľ Nobelovej ceny Walter Norman Howors skúmal vlastnosti škrobu, laktózy a iných cukrov, vrátane celulózy. Po zistení schopnosti tejto látky hydrolýzy vykonal vlastné úpravy Payenovho výskumu a vzorec celulózy bol doplnený o hodnotu „n“, čo naznačuje prítomnosť glykozidických zvyškov. Momentálne to vyzerá takto: (C 5 H 10 O 5) n.

Étery celulózy

Je dôležité, aby molekula celulózy obsahovala hydroxylové skupiny, ktoré môžu byť alkylované a acylované za vzniku rôznych esterov. To je ďalšia z najdôležitejších vlastností, ktoré celulóza má. Štruktúrny vzorec rôznych zlúčenín môže vyzerať takto:

Étery celulózy sú jednoduché a zložité. Jednoduché sú metyl, hydroxypropyl, karboxymetyl, etyl, metyl, hydroxypropyl a kyanoetylcelulóza. Komplexné sú dusičnany, sírany a acetáty celulózy, ako aj acetopropionáty, acetylftalylcelulóza a acetobutyráty. Všetky tieto étery sa vyrábajú takmer vo všetkých krajinách sveta v stovkách tisíc ton ročne.

Od filmu po zubnú pastu

na čo sú? Spravidla sa celulózové étery široko používajú na výrobu umelých vlákien, rôznych plastov, všetkých druhov filmov (vrátane fotografických), lakov, farieb a používajú sa aj vo vojenskom priemysle na výrobu tuhého raketového paliva, bezdymového. prach a výbušniny.

Okrem toho sú étery celulózy súčasťou sadrových a sadrovo-cementových zmesí, farieb na tkaniny, zubných pást, rôznych lepidiel, syntetických čistiacich prostriedkov, parfumov a kozmetiky. Jedným slovom, ak by celulózový vzorec nebol objavený už v roku 1838, moderní ľudia by nevyužívali mnohé výhody civilizácie.

Takmer dvojičky

Málokto z bežných ľudí vie, že celulóza má akéhosi dvojníka. Vzorce celulózy a škrobu sú identické, ide však o dve úplne odlišné látky. Aký je rozdiel? Napriek tomu, že obe tieto látky sú prírodnými polymérmi, stupeň polymerizácie škrobu je oveľa nižší ako u celulózy. A ak pôjdete hlbšie a porovnáte štruktúry týchto látok, zistíte, že makromolekuly celulózy sú usporiadané lineárne a len jedným smerom, čím vznikajú vlákna, zatiaľ čo mikročastice škrobu vyzerajú trochu inak.

Aplikácie

Jedným z najlepších vizuálnych príkladov prakticky čistej celulózy je obyčajná lekárska vata. Ako viete, získava sa z dôkladne rafinovanej bavlny.

Druhým, nemenej používaným celulózovým produktom je papier. V skutočnosti je to najtenšia vrstva celulózových vlákien, starostlivo zlisovaných a zlepených dohromady.

Okrem toho sa z celulózy vyrába viskózové plátno, ktoré sa pod šikovnými rukami remeselníkov magicky mení na nádherné odevy, čalúnenie čalúneného nábytku a rôzne ozdobné závesy. Viskóza sa tiež používa na výrobu technických pásov, filtrov a kordov pneumatík.

Nezabudnime ani na celofán, ktorý sa získava z viskózy. Je ťažké si bez nej predstaviť supermarkety, obchody, baliace oddelenia pôšt. Celofán je všade: balia sa v ňom cukríky, balia sa doň cereálie a pekárenské výrobky, ale aj tablety, pančuchy a akékoľvek vybavenie, od mobilu až po ovládač od televízora.

Okrem toho je v tabletách na chudnutie zahrnutá čistá mikrokryštalická celulóza. Keď sa dostanú do žalúdka, napučiavajú a vytvárajú pocit plnosti. Množstvo jedla skonzumovaného za deň sa výrazne zníži, respektíve hmotnosť klesá.

Ako môžete vidieť, objav celulózy urobil skutočnú revolúciu nielen v chemickom priemysle, ale aj v medicíne.

Mäkká časť rastlín a živočíchov obsahuje predovšetkým celulóza. Práve celulóza dodáva rastlinám pružnosť. Celulóza (vláknina) je rastlinný polysacharid, ktorý je najrozšírenejšou organickou hmotou na Zemi

Takmer všetky zelené rastliny produkujú celulózu pre svoje potreby. Obsahuje rovnaké prvky ako cukor, teda uhlík, vodík a kyslík. Tieto prvky sa nachádzajú vo vzduchu a vo vode. Cukor sa tvorí v listoch a rozpúšťa sa v šťave a šíri sa po celej rastline. Väčšina cukru sa používa na podporu rastu rastlín a obnovy, zvyšok cukru sa premení na celulózu. Rastlina ho používa na vytvorenie obalu pre nové bunky.

Rozpustenie celulózy v Schweitzerovom činidle

Čo je celulóza?

Celulóza je jedným z tých prírodných produktov, ktoré je takmer nemožné získať umelo. Ale používame ho v rôznych oblastiach. Človek získava celulózu z rastlín aj potom, čo odumrú a nie je v nich vlhkosť. Napríklad divoká bavlna je jednou z najčistejších foriem prírodnej celulózy, ktorú ľudia používajú na výrobu odevov.

Celulóza je súčasťou rastlín, ktoré ľudia využívajú ako potraviny – šalát, zeler a otruby. Ľudské telo nie je schopné stráviť celulózu, ale je užitočná ako "hrubá látka" v jeho strave. V žalúdku niektorých zvierat, ako sú ovce, ťavy, sú baktérie, ktoré umožňujú týmto zvieratám tráviť celulózu.

Zrážanie celulózy kyselinou

Celulóza je cenná surovina

Celulóza je cenná surovina, z ktorej človek získava rôzne produkty. Bavlna, ktorá obsahuje 99,8 % celulózy, je vynikajúcim príkladom toho, čo ľudia dokážu vyrobiť z celulózového vlákna. Ak sa bavlna ošetrí zmesou kyseliny dusičnej a sírovej, získame pyroxylín, ktorý je výbušninou.

Po rôznych chemických úpravách celulózy sa z nej dajú získať ďalšie produkty. Medzi nimi: základ pre fotografický film, prísady do lakov, viskózové vlákna na výrobu tkanín, celofán a iné plastové materiály. Celulóza sa používa aj pri výrobe papiera.

Na čo je celulóza?

Celulóza je hlavný stavebný materiál používaný v rastlinnej ríši... Tvorí bunkové steny vyšších rastlín, ako sú stromy. Vďaka tomu je rastlina flexibilná. Celulózu si rastliny vyrábajú pre svoje potreby. Jeho zloženie je totožné s cukrom – celulóza je zložená z uhlíka, kyslíka a vodíka. Všetky tieto prvky sú prítomné aj vo vode a vzduchu. Už od školy každý vie, že vplyvom slnka sa na listoch tvorí cukor. Tento jav sa nazýva fotosyntéza. Cukor sa rozpúšťa v šťave rastliny a šíri sa do všetkých jej častí. Väčšinu cukru rastlina využije na svoj rast a obnovu v prípade nejakej poruchy, ale určitý podiel cukru sa premení na celulózu.

celulóza - prírodný produkt a možno ho získať iba prírodnou cestou, nie je syntetizovaný umelo. Najčistejšou formou celulózy sú chĺpky bavlníkových semien. Teraz sa celulóza získava len z dvoch druhov prírodných surovín – z bavlny a z drevnej buničiny. Bavlna nepotrebuje zložitý proces spracovania, aby sa z nej následne vyrobili umelé vlákna a nevláknité plasty. Proces získavania celulózy z bavlny je nasledujúci: najprv sa z bavlníkových semien oddelia dlhé vlákna, ktoré sa v skutočnosti používajú na výrobu bavlnených látok. Potom zostane "chlpatý" alebo bavlnený chmýří, ktorý predstavujú krátke chĺpky s dĺžkou maximálne 15 mm. Po oddelení od bavlníkových semien sa vlákna zahrievajú pod tlakom počas dvoch až šiestich hodín. V tomto prípade sa stále používa 3% roztok hydroxidu sodného. Výsledný materiál sa potom premyje a vybieli chlórom, potom sa znova premyje a vysuší. V dôsledku toho sa získa celulóza, ktorej čistota je 99%. Toto je najčistejšia celulóza.

Buničina produkuje „špinavšiu“ celulózu – neobsahuje viac ako 97 % čistej celulózy. Drevná hmota sa vyrába z ihličnatých stromov. Drevené štiepky sa varia pod tlakom s prídavkom oxidu siričitého a hydrogénsiričitanu vápenatého. Do roztoku sa uvoľňujú ligníny a uhľovodíky, z ktorých je približne polovica drevnej hmoty. Výsledkom je, že výsledný materiál po umytí, vybielení a olúpaní vyzerá ako voľný papier. Tento materiál obsahuje od 80 do 97 % celulózy. Takto získanú celulózu možno použiť na výrobu viskózového vlákna a celofánu. Okrem toho sa z nej získavajú aj estery a étery.

Clovek pouziva celulozu v roznych odvetviach.. Napriklad oblecenie sa šije z bavlny, ale bavlna je z 99,8% prirodna celulosa. A aby ste získali výbušný pyroxylín, stačí vykonať chemickú reakciu - aplikovať kyselinu dusičnú a sírovú na bavlnu.

Človek používa celulózu ako jedlo. Je súčasťou mnohých jedlých rastlín – šalát, zeler. Otruby obsahujú veľké množstvo celulózy potrebnej pre ľudský organizmus. Hoci celulózu nedokáže ľudský tráviaci systém spracovať, ide o akúsi „hrubú surovinu“. Okrem toho sa po spracovaní môže celulóza použiť na získanie takýchto produktov ako základ pre fotografický film, prísada do lakov a rôzne plastové materiály.

Celulóza- jeden z najbežnejších prírodných polysacharidov, hlavná zložka a hlavný stavebný materiál bunkových stien rastlín. Obsah celulózy vo vláknach bavlníkových semien je 95-99,5 %, v lykových vláknach (ľan, juta, ramie) 60-85 %, v tkanivách dreva (v závislosti od druhu stromu, jeho veku, podmienok pestovania) 30-55 %. , v zelených listoch, tráve, nižších rastlinách 10-25%. Takmer v individuálnom stave sa celulóza nachádza v baktériách rodu Acetobacter... Spoločníci celulózy v bunkových stenách väčšiny rastlín sú iné štruktúrne polysacharidy, ktoré sa líšia štruktúrou a sú tzv. hemicelulózy- xylán, manán, galaktán, arabán atď. (pozri časť „Hemicelulózy“), ako aj nesacharidové látky (lignín je priestorový polymér aromatickej štruktúry, oxid kremičitý, živicové látky atď.).

Celulóza určuje mechanickú pevnosť bunkovej steny a rastlinného tkaniva ako celku. Distribúcia a orientácia celulózových vlákien vo vzťahu k osi rastlinnej bunky sú znázornené na obr. 1 ako príklad dreva. Je tam prezentovaná aj submikrónová organizácia bunkovej steny.

Stena bunky zrelého dreva spravidla obsahuje primárne a sekundárne membrány (obr. 1). Ten obsahuje tri vrstvy – vonkajšiu, strednú a vnútornú.

V primárnom obale sú prírodné celulózové vlákna náhodne usporiadané a tvoria sieťovú štruktúru ( rozptýlená textúra). Celulózové vlákna v sekundárnom obale sú orientované prevažne navzájom paralelne, čo vedie k vysokej pevnosti v ťahu rastlinného materiálu. Stupeň polymerizácie a kryštalinity celulózy v sekundárnom obale je vyšší ako v primárnom.

Vo vrstve S 1 sekundárny plášť (obr. 1, 3 ) smer celulózových vlákien je vo vrstve takmer kolmý na os bunky S 2 (obr. 1, 4 ) zvierajú s osou bunky ostrý (5-30) uhol. Orientácia vlákien vo vrstve S 3 je veľmi variabilný a môže sa líšiť aj v susedných tracheidách. Takže v smrekových tracheidách sa uhol medzi preferovanou orientáciou celulózových vlákien a bunkovou osou pohybuje od 30-60 a vo vláknach väčšiny listnatých druhov - 50-80. Medzi vrstvami R a S 1 , S 1 a S 2 , S 2 a S 3 sú prechodové oblasti (lamely) s inou mikroorientáciou vlákien ako v hlavných vrstvách sekundárneho obalu.

Technická celulóza je vláknitý polotovar, získaný čistením rastlinných vlákien od necelulózových zložiek. Celulóza sa zvyčajne nazýva podľa typu suroviny ( drevo, bavlna), spôsob ťažby z dreva ( siričitan, síran), ako aj podľa účelu ( viskóza, acetát atď.).

Prijímanie

1.Technológia výroby drevnej buničiny zahŕňa tieto operácie: odstraňovanie kôry z dreva (odkôrňovanie); získavanie drevených triesok; štiepky na varenie (v priemysle sa varenie vykonáva síranovou alebo siričitanovou metódou); triedenie; bielenie; sušenie; rezanie.

Sulfitová metóda. Smrekové drevo sa ošetrí vodným roztokom hydrogénsiričitanu vápenatého, horečnatého, sodného alebo amónneho, potom sa teplota zvýši na 105-110C v priebehu 1,5-4 hodín a pri tejto teplote sa varí 1-2 hodiny. Potom sa teplota zvýši na 135-150С a varí sa 1-4 hodiny. V tomto prípade všetky necelulózové zložky dreva (hlavne lignín a hemicelulózy) prechádzajú do rozpustného stavu a zostáva odligninizovaná celulóza.

Sulfátová metóda. Odrezky akýchkoľvek drevín (ako aj tŕstia) sú ošetrené varnou kvapalinou, čo je vodný roztok hydroxidu sodného a sulfidu sodného (NaOH + Na 2 S). V priebehu 2-3 hodín sa teplota zvýši na 165-180C a varí sa pri tejto teplote 1-4 hodiny. Necelulózové zložky prevedené do rozpustného stavu sa z reakčnej zmesi odstránia a zostane celulóza očistená od nečistôt.

2.Bavlnená buničina získané z bavlneného vlákna. Technológia výroby zahŕňa mechanické čistenie, alkalické varenie (v 1-4% vodnom roztoku NaOH pri teplote 130-170С) a bielenie. Elektrónové mikrofotografie bavlnených celulózových vlákien sú znázornené na obr.

3. Bakteriálna celulóza syntetizované baktériami rodu Acetobacter... Výsledná bakteriálna celulóza má vysokú molekulovú hmotnosť a úzku distribúciu molekulovej hmotnosti.

Úzka distribúcia molekulovej hmotnosti je vysvetlená nasledovne. Pretože uhľohydráty vstupujú do bakteriálnej bunky rovnomerne, priemerná dĺžka výsledných celulózových vlákien sa úmerne zvyšuje s časom. V tomto prípade nedochádza k výraznému zväčšeniu priečnych rozmerov mikrovlákien (mikrofibríl). Priemerná rýchlosť rastu bakteriálnych celulózových vlákien je ~ 0,1 μm/min, čo zodpovedá polymerizácii 107 -108 glukózových zvyškov za hodinu na jednu bakteriálnu bunku. V dôsledku toho sa priemerne v každej bakteriálnej bunke 103 glukopyranózových jednotiek prichytí na rastúce konce nerozpustných celulózových vlákien za sekundu.

Mikrovlákna bakteriálnej celulózy rastú z oboch koncov vlákna na oba konce rovnakou rýchlosťou. Makromolekulárne reťazce vo vnútri mikrofibríl sú umiestnené antiparalelne. Pre iné typy celulózy sa takéto údaje nezískali. Elektrónový mikrosnímok bakteriálnych celulózových vlákien je na obr. Zdá sa, že vlákna majú približne rovnakú dĺžku a plochu prierezu.