На главную

Статья по теме: Полисахаридов древесины

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Реакции полисахаридов древесины имеют очень важное практическое значение в процессах химической и химико-механической переработки древесины - целлюлозно-бумажном, гидролизных, лесохимических производствах, производстве древесных плит и пластиков. Цель целлюлозно-бумажного производства - получение из древесины технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов. При этом нецеллюлозные полисахариды в большей или меньшей степени удаляются в результате деструкции в различных процессах варки, протекающих в кислой или щелочной средах, а также под воздействием окислителей. В гидролизных производствах углеводная часть древесины подвергается гидролизу с целью получения из полисахаридов Сахаров и продуктов их дальнейшей переработки. В одном из производств лесохимии - пиролизе древесины высокомолекулярные компоненты древесины и в том числе целлюлоза[1, С.278]

В химии полисахаридов древесины наиболее важное значение имеет гидролитическая деструкция (гидролиз). Под действием органических реагентов в присутствии кислотных катализаторов происходит реакция разрыва гликозидной связи, аналогичная реакции гидролиза, но с присоединением по месту разрыва связи элементов органического реагента. Например, под действием этанола в присутствии минеральной кислоты происходит этанолиз, под действием органических кислот или их ангидридов—ацидолиз.[1, С.280]

Гидролиз полисахаридов древесины в разбавленной кислоте. В разбавленной кислоте гидролиз начинается гетерогенно, чем и обусловливается влияние надмолекулярной структуры на гидролизуемость. Для осуществления гидролитической деструкции легкогидролизуемых полисахаридов необходима температура около 100°С, а для трудногидролизуемых значительно выше. Сравним схемы гидролиза целлюлозы и гемицеллюлоз в разбавленной кислоте со схемой гидролиза крахмала (рис. 11.5).[1, С.291]

Гидролиз полисахаридов древесины концентрированными кислотами. Такой гидролиз осуществляется при обычной температуре (20...30°С). Он имеет две особенности. Во-первых, в отличие от гидролиза[1, С.293]

Поведение полисахаридов древесины при ее делигнификации будет определяться условиями проведения процесса, строением макромолекул и особенностями надмолекулярной структуры полисахаридов, влияющими на их доступность действию химических реагентов. По доступности к варочным реагентам все полисахариды можно разделить на три группы: полисахариды, переходящие в варочный раствор; полисахариды, в структуру которых проникают реагенты; полисахариды, структура которых недоступна для реагентов. Полисахариды первой группы растворяются, второй - набухают в варочном растворе, третьей - не набухают. Полисахариды первых двух групп доступны действию реагентов, при этом реакции полисахаридов первой группы протекают гомогенно, а второй - гетерогенно. В третьей группе с химическими реагентами могут взаимодействовать только макромолекулы, находящиеся на поверхности надмолекулярных структур. Первую группу образуют водорастворимые полисахариды (арабино-галактаны, пектиновые вещества, крахмал и др.). В щелочных растворах с увеличением концентрации щелочи эта группа расширяется за счет части гемицеллюлоз. Ко второй группе относятся основная масса гемицеллюлоз и аморфные участки целлюлозы. В третью группу входят кристаллические участки целлюлозы и целлюлозаны. В ходе варки может изменяться растворимость полисахаридов, например, вследствие изменения их молеку-[1, С.341]

Поведение полисахаридов древесины при повышенных температурах в щелочной среде существенно отличается из-за появления принципиально иного механизма их деструкции, приводящего к отщеплению редуцирующих концевых звеньев, т.е. к деполимеризации, тогда как в кислой среде происходит только деградация полисахаридов. В щелочной среде деструкция полисахаридов древесины происходит в результате трех процессов: деполимеризации, щелочного гидролиза и окислительной деструкции. Последняя обусловлена остаточным кислородом, неизбежно присутствующим как в реакционной среде, так и в пористой структуре древесины.[1, С.345]

Все реакции полисахаридов древесины подразделяют на две группы: полимераналогичные превращения и макромолекулярные реакции (см. главу 4). В результате полимераналогичных превращений (реакций мономерных звеньев) изменяется химический состав полисахарида, но не изменяются степень полимеризации и пространственная конфигурация макромолекул. Реакции мономерных звеньев, в свою очередь, подразделяют на два вида: реакции функциональных групп; реакции внутримолекулярных (внутризвенных) превращений.[1, С.279]

Химические реакции полисахаридов древесины могут протекать как гомогенные или гетерогенные. Для гомогенного протекания реакции полисахарид сначала должен перейти в раствор, например, гомогенный гидролиз полисахаридов в концентрированной серной кислоте. Гомогенные реакции полисахаридов древесины по кинетическим закономерностям практически не отличаются от гомогенных реакций НМС. В большинстве случаев реакции полисахаридов протекают гетерогенно (гетерогенные процессы), т.е. в двух фазах, или начинаются гетерогенно, но заканчиваются гомогенно.[1, С.281]

Холоцеллюлоза - комплекс полисахаридов древесины, получающийся в виде волокнистого остатка после удаления экстрактивных веществ соответствующими нейтральными растворителями и делигнифика-ции (удаления лигнина). В состав холоцеллюлозы входят целлюлоза и нецеллюлозные полисахариды, не экстрагируемые нейтральными растворителями, используемыми для извлечения экстрактивных веществ (геми-целлюлозы). Выход холоцеллюлозы при выделении ее из древесины различными методами составляет в среднем для хвойных пород 70...73%, лиственных пород - 72.. .79%.[1, С.268]

Гидрофильность целлюлозы и других полисахаридов древесины обусловлена большим числом гидроксильных групп в макромолекулах. При этом сорбционная способность целлюлозы зависит от плотности упаковки и уменьшается с увеличением степени кристалличности. Если принять условно сорбцию воды хлопковой целлюлозой за единицу, то различные образцы целлюлозы можно расположить в порядке убывания сорбции в следующий ряд: регенерированная целлюлоза (1,86) > мерсеризованная хлопковая целлюлоза (1,46) > древесная целлюлоза (1,22) > хлопковая целлюлоза (1,00) > целлюлоза рами (0,89).[1, С.265]

В промышленности получение холоцеллюлозы рассматривают как перспективный способ выделения полисахаридов древесины для дальнейшей переработки в целлюлозно-бумажном и гидролизных производст-[1, С.268]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров, 1999, 629 с.
2. Барамбойм Н.К. Механохимия высокомолекулярных соединений Издание третье, 1978, 384 с.
3. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 516 с.
4. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 514 с.

На главную