Cтраница 1
Щелочная обработка целлюлозы часто называется мерсеризацией - по имени английского ученого Джона Мерсера, который в 1844 г. обработал целлюлозу водным раствором щелочи. Однако в последние годы термин мерсеризация применяется в текстильной промышленности для обозначения процесса обработки щелочами готовых текстильных материалов с целью придания им различных свойств. [1]
Целью щелочной обработки целлюлозы должно быть взаимодействие в каждом звене цепи ( не исключая кристаллической ее части) по крайней мере одной гидроксильной группы с молекулой едкого натра. [2]
При щелочной обработке целлюлозы в результате окисления появляются карбоксильные группы, причем число их может достигать 20 - 25 на 100 элементарных звеньев макромолекулы целлюлозы. Эти карбоксильные группы остаются и после этилирования в этилцеллюлозе. Они могут быть либо свободными, либо водород карбоксильной группы замещается на ион натрия. От их состояния в значительной мере зависит термо - и светостойкость этилцеллюлозы: чем больше карбоксильных групп замещено, тем стабильнее продукт. [3]
Важной целью щелочной обработки целлюлозы является снижение степени полимеризации целлюлозы для получения продуктов с заданной вязкостью. [4]
Значительно сильнее влияет на поведение гемицеллюлоз щелочная обработка целлюлозы и ее облагораживание горячими и холодными щелочами. В этом отношении характер последующей после хлорирования обработки сульфатной и сульфитной целлюлозы неодинаков. Так, при хлорировании сульфитных целлюлоз лигнин сравнительно легко переходит в водный раствор и его легко можно отмыть водой. Лигнин сульфатной целлюлозы после хлорирования плохо растворяется в нейтральной или слабокислой среде. Для его растворения приходится применять разбавленные водные растворы едкого натра и повышать температуру. [5]
Таким образом, исследования показывают, что предварительные щелочные обработки целлюлоз ( с последующей промывкой и сушкой) приводят, как правило, к ухудшению процессов ацети-лирования ( и вообще, ацилирования) целлюлоз и процессов взаимодействия их с растворами едкого натра повышенной концентрации, что в свою очередь должно привести к ухудшению реакционной способности таких волокон в процессах вискозо-образования или получения простых эфиров и других производных целлюлозы, первой стадией которых является обработка целлюлозы концентрированными растворами едкого натра. [6]
Промывные воды после первой ступени хлорирования и первой щелочной обработки целлюлозы, как наиболее загрязненные, не могут быть использованы для промывки и обычно сбрасываются в канализацию. [7]
Для этилирования с циркуляцией хлористого этила подготовка сырья и щелочная обработка целлюлозы осуществляются так же, как и для любого другого процесса этилирования. [8]
В бумажной и целлюлозной промышленности, а также в промышленности искусственного волокна применяются преимущественно рассматриваемые стали. Котел для щелочной обработки целлюлозы выполняется из хромони-келевой стали 18 - 8 с молибденом и в зависимости от условий подвергается коррозии в пределах от 0 125 до 0 225 мм / год. Более подходящим является хромоникелевый железный сплав инконель, величина потерь которого от коррозии составляет всего от 0 05 до 0 075 мм / год. [9]
Если фракционированием из жесткой сульфатной целлюлозы удалить наиболее поврежденные мелкие волокна, содержащие низкомолекулярную фракцию, большую часть смолистых веществ и вещества, способствующие образованию при размоле слизи, то склонность целлюлозы к пожелтению заметно снижается. Этому в известной степени способствует и щелочная обработка целлюлозы, при которой удаляются образующиеся при отбелке продукты деградации целлюлоз; полное удаление их одной лишь промывкой целлюлозы водой невозможно. Пожелтение целлюлозы заметно усиливается, если после отбелки ее подкисляют без надлежащей последующей промывки. [10]
Щелочная обработка при повышенной температуре сопровождается значительным уменьшением степени полимеризации Na-КМЦ. Чтобы получить Na-КМЦ с более высокими значениями степени полимеризации, процесс щелочной обработки целлюлозы необходимо проводить при интенсивном охлаждении. [11]
Мерсеризованная хлопковая целлюлоза сорбирует больше паров воды, чем природная, и, следовательно, величина внутренней поверхности, определенная по сорбции паров воды, для препаратов мерсеризованной целлюлозы значительно выше. При сорбции паров органических жидкостей наблюдается обратная зависимость: мерсеризованная целлюлоза и вискозный шелк сорбируют значительно меньше паров этилового и метилового спирта и даже уксусной кислоты, чем природная хлопковая целлюлоза. Следовательно, в процессе щелочной обработки целлюлозы или ее регенерации из различных соединений величина внутренней поверхности, доступной для органических растворителей, уменьшается. Механизм процессов, определяющих такое изменение внутренней поверхности целлюлозы, до настоящего времени не изучен. Дальнейшие исследования в этом направлении представляют значительный научный и практический интерес. [12]
Наиболее активными химическими катализаторами реакции гидролиза полисахаридов растительной ткани являются минеральные кислоты и щелочи. При обработке растительного сырья кислотой лигнин остается нерастворимым, а целлюлоза и гемицеллюлозы гидролизу-ются. Щелочь, частично растворяя лигнин, не расщепляет целлюлозу и гемицеллюлозы полностью, однако делает их более доступными для последующего воздействия ферментов микроорганизмов, которые способны расти на этом субстрате. Поэтому щелочная обработка целлюлозы может быть перспективной в комбинации с ферментативным гидролизом. [13]
Наиболее активными химическими катализаторами реакции гидролиза полисахаридов растительной ткани являются минеральные кислоты и щелочи. При обработке растительного сырья кислотой лигнин остается нерастворимым, а целлюлоза и гемицеллюлозы гидролизуются. Щелочь, частично растворял лигнин, не расщепляет целлюлозу и гемицеллюлозы полностью, однако делает их более доступными для последующего воздействия ферментов микроорганизмов, которые способны расти на этом субстрате. Поэтому щелочная обработка целлюлозы может быть перспективной в комбинации с ферментативным гидролизом. [14]