химический каталог




Химия древесины и целлюлозы

Автор В.М.Никитин, А.В.Оболенская, В.П.Щеголев

ы ЛТА им. С. М. Кирова. Этот способ основан на легкой окисляе-мости лигнина в щелочной среде кислородом. Продукты окисления лигнина легко растворяются в щелочи. При таком процессе одновременно с делигнификацией целлюлозы происходит и ее облагораживание. При этом способе отбелки исключается из технологического процесса операция хлорирования. Сточная вода после кислородно-щелочной отбелки менее загрязняет водоемы, чем вода после отбелки хлором и гипохлоритами. ?

При отбелке целлюлозы в одну ступень невозможно достигнуть полного удаления лигнина без значительной деградации углеводной части. Поэтому на практике обычно используют отбелку в две или в несколько ступеней (многоступенчатая, комбинированная отбелка) с промежуточными операциями промывки или щелочной обработки. Такой способ отбелки дает возможность использовать более мягкие условия обработки целлюлозы и более рационально расходовать белящие реагенты при сохранении прочности волокон.

0.3.1. ХЛОРИРОВАНИЕ ДРЕВЕСНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

На начальных стадиях отбелки целлюлозы обычно применяют молекулярный хлор — кислую хлорную воду, которая действует как делигнифицирующий агент. Так как обработку этим реагентом проводят в мягких условиях (комнатная температура, атмосферное давление, малая концентрация хлора), то он вызывает лишь незначительное разрушение углеводной части. Лигнин уже под воздействием хлора становится растворимым в щелочи и даже в воде и удаляется при последующей щелочной обработке.

Так как основной реакцией хлора в кислой среде является реакция замещения в молекулах лигнина, стадию отбелки целлюлозы, заключающуюся в обработке кислым раствором хлора, называют хлорированием. Механизм взаимодействия лигнина с хлором был рассмотрен в разделе, посвященном химическим реакциям лигнина. Здесь остановимся лишь на характерных особенностях хлорирования лигнина применительно к условиям отбелки.

248

При хлорировании древесной целлюлозы хлор взаимодействует с водой по реакции

CI.-F-HJO^THCLO + HCI.

В зависимости от рН среды в системе хлор — вода могут преобладать CI2, НСЮ или СЮ- (см. с. 176). В кислой среде, в которой происходит хлорирование древесной целлюлозы, активными реагентами являются Ск и НСЮ. Хлор участвует в реакциях замещения, а хлорноватистая кислота окисляет лигнин. Однако, по мнению большинства исследователей, доминирующей является первая реакция. Одновременно протекают и реакции, приводящие к распаду лигнина на низкомолекулярные продукты, растворимые в воде и шелочи. Наиболее быстро протекает реакция замещения, на эту стадию процесса расходуется более 50% хлора. В отличие от реакции окисления реакция замещения не зависит от температуры.

Считают, что остаточный лигнин сульфитных целлюлоз менее конденсирован и имеет более низкую молекулярную массу, поэтому он более реакционноспособен по отношению к хлорированию, чем лигнин сульфатных целлюлоз, и значительно легче удаляется при последующей щелочной обработке. Кроме того, лигнинный остаток сульфатных целлюлоз состоит из аморфных мелкодисперсных частиц и распределяется довольно равномерно по всему поперечному сечению волокна. Лигнинный остаток сульфитных целлюлоз более или менее сохраняет морфологическую структуру клеточной стенки и концентрируется в наружном и в меньшей степени во внутренних слоях волокна, что также способствует его более легкому удалению.

В процессе хлорирования при взаимодействии хлора с целлюлозой за счет реакций окисления (см. с. 310) появляются карбоксильные и карбонильные группы, что приводит к пожелтению Целлюлозы. Одновременно с этими реакциями происходит гидролитическое расщепление гликозидных связей в макромолекулах полисахаридов, катализируемое кислотами, присутствующими в реакционной смеси.

Удалить полностью лигнин однократным хлорированием не' удается, поэтому хлорирование проводят в несколько ступеней. Однако и после многоступенчатого хлорирования в целлюлозе еще остается лигнин (10—25% от первоначального количества). Полное удаление этого остаточного лигнина вместе с красящими веществами достигается при последующей обработке целлюлозы гипохлоритом или другими окислителями (двуокисью хлора, перекисью водорода и иногда хлоритами).

в.3.2. ХИМИЯ ОТБЕЛКИ ГИПОХЛОРИТОМ

На последней стадии отбелки обычно применяют щелочные растворы гипохлорита, который реагирует главным образом как окислитель и является скорее белящим, чем делигнифицируюА.

щим реагентом. В зависимости от рН среды состояние равновесия водного раствора гипохлорита может быть представлено различными уравнениями. Окислительный потенциал НСЮ увеличивается с повышением кислотности среды, но в присутствии лигнина окисляющая способность водного раствора при низких рН невелика, так как в результате большой скорости хлорирования количество С1а уменьшается и равновесие Cl2+H20«=s 5=*НС1 + НСЮ сдвигается влево.

В растворах гипохлорита при рН ниже 4 присутствуют молекулярный хлор, хлорноватистая кислота и ионы гипохлорита. При рН 4 молекулярный хлор отсутствует, при рН от 4 до 6 преобладае

страница 91
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

Скачать книгу "Химия древесины и целлюлозы" (7.01Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Интернет-магазин КНС Нева предлагает SBP3000RMI - специальные условия для корпоративных клиентов в Санкт-Петербурге!
1 day acuvue moist 90 линз купить дешево
близкие люди спектакль купить билеты спб на 24 июля 2017
Nadoba 728416

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.07.2017)