химический каталог




Химия древесины и целлюлозы

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

ии смоляных кислот и терпенов. Процесс термического расщепления (крекинг) также пока изучен недостаточно. Предполагают, что термическое разложение компонентов древесины подобно разложению предельных углеводородов идет по радикальному цепному механизму. Однако экспериментально это предположение доказать очень трудно и о свободных радикалах, образующихся при пи-. ролизе древесины, известно очень мало. Изучение этого вопроса, кроме того, значительно усложняется наличием вторичных реакций. Проведение опытов термического разложения древесины в вакууме в токе водорода позволяет несколько затормозить вторичные реакции, однако сделать окончательные выводы об этом процессе пока еще нельзя. В общем можно сказать, что процесс разложения древесины при нагревании идет в направлении превращения малоустойчивых высокомолекулярных веществ в более устойчивые вещества.

Опыты по разложению древесины перегретым паром, а также в среде углеводородов (в парах бензола, керосина, ксилола) показали, что при разложении в этих более мягких условиях увеличивается выход уксусной кислоты.

В настоящее время процесс сухой перегонки в ретортах постепенно теряет свое значение. Более широкое применение получает процесс термического разложения древесины в газогенераторах. Условия термического разложения (термолиза) древесины в газогенераторе существенно отличаются от разложения' в замкнутом пространстве (в реторте) и приближаются к условиям разложения в вакууме в восстановительной среде. В газогенераторе струя газа уносит малолетучие продукты, предохраняя их от дальнейшего разложения. Кроме того, продукты разложения в момент образования восстанавливаются водородом, присутствующим в газе, с образованием более устойчивых веществ. Поэтому состав продуктов, получаемых в газогенераторе, отличается от продуктов обычной сухой перегонки.

При изучении химизма термического разложения древесины важное значение имеет изучение процесса разложения отдельных ее компонентов — целлюлозы, гемицеллюлоз, лигнина.

264

8.2.1. ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изучение термического разложения целлюлозы, с одной стороны, имеет значение для изучения процесса термического разложения древесины в 'целом, а с другой стороны, во многих производственных процессах целлюлозу приходится подвергать воздействию повышенной температуры, например сушить при повышенной температуре и т. д. Поэтому важно знать, какие при этом целлюлоза может претерпевать изменения. Нагревание вызывает более или менее глубокое разложение целлюлозы— деструкцию. Глубина термической деструкции зависит от температуры, продолжительности нагрева, а также от степени полимеризации (СП) целлюлозы, наличия в ней примесей и от состава окружающей среды. В присутствии воды или воздуха термическая деструкция сопровождается гидролитическим или окислительным распадом.

Деструкция целлюлозы сопровождается уменьшением вязкости ее растворов и содержания высокомолекулярных фракций и увеличением растворимости и медного числа. Особенно сильный распад целлюлозы происходит в присутствии воздуха и влаги. В условиях, исключающих гидролитическое и окислительное расщепление, СП целлюлозы снижается в результате чисто термической деструкции.

На термоустойчивость целлюлозы влияет- СП: снижается с уменьшением СП. Примеси в целлюлозе также влияют на ее термоустойчивость.

При умеренном нагреве (120—180° С) изменяется цвет целлюлозы, снижается ее прочность, увеличиваются растворимость и медное число, уменьшаются вязкость растворов целлюлозы и содержание в ней альфа-целлюлозы.

При более высокой температуре (230—240° С) происходят химические реакции, приводящие к изменению элементного состава целлюлозы: Наблюдается отщепление воды и, как показывает ИК-спектроскопия, значительно увеличивается содержание карбоксильных групп.

После нагревания в течение 10 ч при 185—284° С целлюлоза, как показывает рентгенограмма, сохраняет кристаллическую структуру. После нагревания целлюлозы при 300° С получается рентгенограмма аморфной структуры.

При нагревании до 275° С и выше происходит интенсивный распад целлюлозы с выделением тепла, газообразных и жидких продуктов. К 400—450° С выделение жидких'продуктов заканчивается и образуется целлюлозный уголь, выход которого составляет 35—40%. Уголь, получающийся из целлюлозы, сначала сохраняет волокнистую структуру, при 400—500° С появляется графитовая структура. .

Жидкие продукты распада целлюлозы содержат уксусную кислоту, ацетон, муравьиную кислоту, формальдегид, фурфурол,

265

метил- н окснметилфурфурол, метилэтилкетон и др. Выход уксусной кислоты из целлюлозы примерно в 2—5 раз меньше, чем из древесины, а смолы — примерно в 2 раза ниже. Следует подчеркнуть, что в продуктах термического разложения целлюлозы отсутствует метанол. Интересно, что в смоле, образующейся при разложении целлюлозы, содержатся в небольшом количестве фенолы. По-видимому, они образуются в результате превращения алифатических соединений в ароматические.

Продукты термического разложения целлюлозы в вакууме

страница 98
< 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
знаки заземления 40-1
клапан lf230
вытяжной крышный вентилятор dh 1902е
где с смоленске выпрямить вмятину

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
(16.12.2017)