Виды целлюлозы – Виды целлюлозы

Виды целлюлозы

Сырьем для производства древесной массы и целлюлозы является щепа технологическая.

Технологическая щепа образуется из древесины несколькими способами:

1. Как побочный материал при распиловке на фрезерно-брусующих линиях.
   Данный способ очень дешевый для производства щепы, так как она здесь является побочным продуктом при распиловке из круглого леса пиломатериалов.
    
2. Второй способ — это получение щепы из круглого леса на дробилках.

Плотность древесной щепы, как и круглой древесины – очень неоднородна, связано это со строением дерева. Например, заболонная часть дерева гораздо тяжелее центральной части. А  комлевая древесина тяжелее верхушечной части и веток. Также плотность щепы полученной из березы будет гораздо больше, чем щепы из сосны.

Прежде всего, отметим, что в целлюлозно-бумажной индустрии для выработки бумаги и картона в зависимости от вида выпускаемой продукции используют как целлюлозу, так и древесную массу, а также полуцеллюлозу.

1. Промышленный способ получения целлюлозы заключается в варке древесной щепы на целлюлозных комбинатах. Целлюлозная масса является основой при производстве, прежде всего, некоторых видов бумаги и картона. Есть, правда, и менее объемные производства, использующие целлюлозу. Это и вискозное волокно, и фотопленка, а также некоторые виды пластика.
    
2. Химико-механические древесные массы в отличие только от варки целлюлозы, подвергаются в конце также механическому воздействию, т.е. окончательное разделение волокон происходит механическим путем. В результате получается исключительно жесткая масса. Применение такой древесной массы идеально для конструкционной опоры, необходимой для гофрированного тарного картона.
    
3. Полуцеллюлоза занимает промежуточное место между механической массой и целлюлозой. При производстве полуцеллюлозы комбинируют  химический и механический способы обработки древесной щепы. Древесную щепу, частично размягчают или варят с химикатами, и после этого механически  разделяют на волокна, например, в дисковых рафинерах. Методы производства полуцеллюлозы позволяют получать выход в районе 55-90%. В качестве сырья для получения полуцеллюлозы служат главным образом лиственные породы древесины (береза, осина, тополь, бук и др.), реже хвойные (ель, пихта, сосна).

Растворимая целлюлоза      — это техническая целлюлоза, предназначенная, главным образом, для производства химических производных целлюлозы. Она используется для химической переработки, чтобы получать такие продукты как вискозные волокна, целлофан, ацетаты целлюлозы, нитраты целлюлозы и карбоксиметилцеллюлозу. Растворимую целлюлозу получают любым модифицированным как сульфатным, так и сульфитным способом.

Нерастворимые сорта целлюлозы используются для производства в большей степени бумаги и картона.

По способам варки, в зависимости от применяемых реагентов, различают следующие способы варки:

1. Кислый (сульфитный). При варке целлюлозы кислым способом добавляют сернистую кислоту и ее соли. Этот метод широко распространен при варке целлюлозы из малосмолистых пород древесины (ель, пихта).
    
2. Щелочной (натронный и сульфатный)
   • Щелочной натронный способ применим в том случае, если в качестве сырья используется  древесина лиственных пород. Это наиболее дорогостоящий способ варки целлюлозы.
      
   • Щелочной сульфатный способ наиболее распространенный метод варки в России. В качестве реагента применяют гидроксид и сульфид натрия. Данный метод позволяет осуществлять варку целлюлозы из любого вида древесного сырья. Существенным недостатком сульфатного способа варки целлюлозы является выделения большого количества дурно пахнущих сернистых соединений.

Источник:
Рынок целлюлозы в России–2014
Лес Онлайн.ру, 26.06.2014

www.sbo-paper.ru

Целлюлоза, свойства, получение и применение

Целлюлоза, свойства, получение и применение.

 

 

Целлюлоза – природное высокомолекулярное органическое соединение, углевод, полисахарид с формулой (C₆H₁₀O₅)n.

 

Целлюлоза, формула, строение, вещество, характеристика

Нахождение целлюлозы в природе

Физические свойства целлюлозы

Химические свойства целлюлозы. Химические реакции целлюлозы

Производство и получение целлюлозы: механический и химический методы

Применение целлюлозы

 

Целлюлоза, формула, строение, вещество, характеристика:

Целлюлоза

, клетчатка (фр. cellulose от лат. cellula – «клетка») – природное высокомолекулярное органическое соединение, углевод, полисахарид с формулой (C₆H₁₀O₅)n.

Молекулы целлюлозы представляют собой неразветвлённые цепочки из остатков β-D-глюкозы, соединённых гликозидными (водородными) связями β-(1→4).

Химическая формула целлюлозы (C₆H₁₀O₅)n либо [С₆Н₇О₂(ОН)₃]n.

Строение молекулы целлюлозы, структурная формула целлюлозы:

Молекула целлюлозы образована из множества (от нескольких сотен до десятков тысяч) остатков β-D-глюкозы, связанных между собой гликозидными (водородными) связями.

Молекула целлюлозы имеет линейное строение и склонна принимать вытянутую стержневую конформацию.

Так как макромолекула целлюлозы представляет собой смесь молекул (мономерных звеньев) с различной степенью полимеризации (т.е. числом мономерных звеньев в молекуле полимера), то она неоднородна по молекулярной массе. Целлюлоза из древесины имеет типичную длину цепи от 300 до 1700 единиц мономерных звеньев C₆H₁₀O₅, хлопок и другие растительные волокна, а также бактериальная целлюлоза имеют длину цепи от 800 до 10 000 единиц звеньев C₆H₁₀O₅.

Молярная масса мономерного звена целлюлозы С₆Н₁₀О₅ составляет 162,1406 г/моль

Целлюлоза – это растительный полисахарид, являющийся самым распространенным органическим веществом. Целлюлоза является главной составляющей частью и структурным материалом оболочки растительной клетки.  Кроме целлюлозы в состав клеточных оболочек входят еще несколько других углеводов, известных под общим названием гемицеллюлозы (ксилан, маннан, галактан, арабан и др.).

Внешне целлюлоза в чистом виде представляет собой белое твердое волокнистое вещество, без вкуса и запаха.

Волокна целлюлозы обладают высокой механической прочностью.

Целлюлоза не растворяется в воде, слабых кислотах и большинстве органических растворителей. Растворяется в некоторых растворителях, например, в водных смесях комплексных соединений гидроксидов переходных металлов (Сu, Cd, Ni) с NH₃ и аминами, в серной и ортофосфорной кислотах, а также в аммиачном растворе гидроксида меди (II) – реактиве Швейцера.

Хорошо впитывает воду из-за наличия гидроксильных групп в своем составе.

Подвергается разложению при участии микроорганизмов и при действии ультрафиолетовых лучей.

Не разрушается при нагревании до 200 ^оС.

Различные виды целлюлозы (из различных растительных материалов) структурно неоднородны, т.к. расстояние между молекулами  или звеньями молекул целлюлозы, а также взаимное расположение этих молекул  могут быть различны. Соответственно изменяются прочностные связи между молекулами, а также физические и химические свойства различных видов целлюлозы. Свойства также зависят от количества звеньев в молекуле целлюлозы (т.е. от степени полимеризации). Например, чем больше расстояние между молекулами или звеньями молекул и чем меньше прочность связи между ними, тем больше гигроскопичность целлюлозы, ее окрашиваемость, более реакционноспособна в процессах этерификации, протекающих в кислой среде, и т.д. Целлюлоза со степенью полимеризации менее 1000 растворима в концентрированной ортофосфорной кислоте, а целлюлоза со степенью полимеризации ниже 200 – также и в 10-12 % растворе гидроксида натрия.

 

Нахождение целлюлозы в природе:

В чистом виде в природе не содержится.

Целлюлоза образуется в растениях (в т.ч. водорослях) в результате сложных биохимических реакций в процессе фотосинтеза из простейших углеводов. Она представляет собой составную часть оболочки клеток растений, обеспечивая механическую прочность и эластичность растительной ткани.

В большом количестве целлюлоза содержится в волокнах хлопка – 95-98 %, льна – 60-85 %, в тканях древесины – 40-55 %, в растительных остатках, попадающих в почву (листьях, стеблях и пр.), – 40-90 %, в соломе – до 30 %.

Целлюлоза также встречается у грибов и животных: у некоторых простейших и у оболочников (Tunicata). У последних она выделяется клетками наружных покровов и образует наружную оболочку, или тунику, животного.

Целлюлоза вырабатывается  также некоторыми бактериями, например, бактериями рода Acetobacter.

 

Физические свойства целлюлозы:

Наименование параметра:	Значение:
Цвет	белый
Запах	без запаха
Вкус	без вкуса
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.)	твердое вещество
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3	1,52-1,54
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3	1520-1540
Температура разложения, °C	210
Температура плавления, °C	467
Температура кипения, °C	—
Температура воспламенения, °C	275
Температура самовоспламенения, °C	420
Удельная теплота сгорания, МДж/кг	16,40
Молярная масса мономерного звена целлюлозы С6Н10О5, г/моль	162,1406

 

Химические свойства целлюлозы. Химические реакции целлюлозы:

Из-за наличия трёх гидроксильных групп в каждом звене целлюлоза проявляет свойства многоатомных спиртов, поэтому для нее характерны все химические реакции, свойственные спиртам: образование простых и сложных эфиров органических и неорганических кислот, получение щелочной целлюлозы и др.

Основные химические реакции целлюлозы следующие:

1. гидролиз целлюлозы:

(C₆H₁₀O₅)_n    +   nH₂O → nC₆H₁₂O₆ (t°, H₂SO₄).

(целлюлоза)                      (глюкоза)

В результате реакции образуется глюкоза.

2. реакция нитрования целлюлозы (т.е. реакция целлюлозы с азотной кислотой).

3. реакция этерификации целлюлозы с уксусной кислотой.

4. реакция пиролиза целлюлозы:

При температуре выше 350 °C в отсутствии кислорода целлюлоза подвергается пиролизу (также называемому “термолизом”), разлагаясь на твердый уголь, пары, аэрозоли и газы, такие как углекислый газ и пр. продукты сложного строения.

5. реакция горения целлюлозы:

(C₆H₁₀O₅)_n + 6nO₂ → 6nCO₂ + 5nH₂O (t°).

В результате реакции происходит полное окисление целлюлозы до углекислого газа и воды.

 

Производство и получение целлюлозы:

Поскольку в природе в чистом виде целлюлоза не содержится, а, как правило, образуется в растениях, то ее в основном получают из древесины. Производство (получение) целлюлозы является одним из этапов производства бумаги.

Содержание целлюлозы в древесине составляет порядка 40-55 %. Остальное  – гемицеллюлоза (ксилан, маннан, галактан, арабан и др.) и лигнин. Лигнин (от лат. lignum – дерево, древесина) – это вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток, и представляющее собой смесь  ароматических полимеров родственного строения. На лигнин приходится от 18 до 24 % массы древесины лиственных пород и 23-50 % массы хвойных пород. Причем (лигнин) последний выполняет функцию связующего вещества между волокнами целлюлозы.

Если образно сравнить древесину с железобетоном, то получается, что волокна целлюлозы, обладающие высокой прочностью на растяжение, подобны арматуре в железобетоне, а лигнин, обладающий высокой прочностью на сжатие, – бетону.

Гемицеллюлоза в древесине выполняет функцию укрепления волокон целлюлозе.  Она представляет собой растительные гомо- и гетерополисахариды с меньшей, чем у целлюлозы, молекулярной массой (10 000-40 000 г/моль), состоящие из остатков разных пентоз и гексоз.

Целлюлоза получается (выделяется) из древесины двумя методами: механическим и химическим. При любом методе получения целлюлозы древесина предварительно измельчается в щепу.

 

Механический метод получения целлюлозы:

При механическом методе получения целлюлозы древесную щепу, как правило, истирают или размалывают в водной среде в присутствии специальных реагентов. Под действием воды, тепла и специальных реагентов лигнин размягчается, и древесина распадается на отдельные волокна. Затем волокна очищаются. Однако полностью лигнин из полученных волокон не удаляется, а остается на поверхности и внутри них, что сказывается на качестве полученной целлюлозы и в будущем – на получаемых бумажных листах.

Выход «механической» древесной массы получается достаточно высоким.

Бумажные листы из «механической» древесной массы имеют низкую плотность, высокую твердость и жесткость, а также цвет исходной древесины.

 

Химический метод получения целлюлозы:

Химический метод получения целлюлозы заключается в том, что древесную щепу помещают в кипящий раствор, где варят в  течении длительного времени.

По типу применяемых реагентов различают несколько способов варки древесной щепы:

– сульфитный. Варочный раствор содержит сернистую кислоту и её соль, например, гидросульфит натрия. Варка происходит при повышенной температуре и давлении. Этот способ варки применяется для получения целлюлозы из малосмолистых пород древесины: ели, пихты;

– натронный. Используется раствор гидроксида натрия. Данным способом получают целлюлозу из лиственных пород древесины и однолетних растений;

– сульфатный. Наиболее распространённый способ на сегодняшний день. В качестве реагента используют раствор, содержащий гидроксид и сульфид натрия. Данный способ  пригоден для получения целлюлозы из любого вида растительного сырья.

В процессе варки получают техническую целлюлозу, которая выпадает в осадок, а лигнин взаимодействует с варочным раствором, в результате чего получаются различные химические вещества (кормовые дрожжи, сульфатный лигнин, сульфатное мыло, фитостерин, талловое масло, канифоль, сернистые соединения, метанол, скипидар и пр.).

Техническая целлюлоза для удаления гемицеллюлозы и облагораживания обрабатывается холодным или горячим раствором щелочи, а для удаления остаточного лигнина – хлором, озоном, кислородом, пероксидом водорода, после чего – щелочью. Процесс удаления лигнина также называется отбелкой целлюлозы и имеет цель придание ей белизны.

В итоге получается чистая целлюлоза. Общий объем получаемой химическим способом целлюлозы зависит от способа варки, а так же от вида древесины. Выход составляет от 40 до 65 %.

В отличие от целлюлозы, полученной механическим способом, целлюлоза, полученная химическим способом, имеет белый цвет, большую длину волокон, становится более гибкой.

 

Применение целлюлозы:

– для производства бумаги и картона,

– в качестве наполнителя в таблетках в фармацевтике,

– для получения искусственных волокон (вискозного, ацетатного, медно-аммиачного шёлка, искусственного меха),

– для изготовления тканей (хлопок, который большей частью состоит из целлюлозы – 95-98 %),

– для производства пластмасс, оргстекла, кино и фото пленок и пр.,

– для производства лаков,

– для производства порохов,

– для изготовления нитей, канатов,

– получение глюкозы, этилового спирта.

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 

карта сайта

 

Коэффициент востребованности 509

comments powered by HyperComments

xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai

Виды целлюлозы — Справочник химика 21

    По своему происхождению все волокна могут быть подразделены на природные и химические. Химические в свою очередь делятся на искусственные, изготовляемые из высокомолекулярных соединений, находящихся в природе в готовом виде (целлюлоза, казеин и др.), и синтетические волокна, получаемые из высокополимеров, предварительно синтезируемых из мономеров. Применение химических волокон растет с каждым годом. Этому способствует высокая экономическая эффективность их получения и применения, полная независимость производства от климатических и почвенных условий, практическая неисчерпаемость сырьевых ресурсов и возможность выпуска волокон с новыми, невиданными ранее свойствами. Так, затраты в человеко-днях на производство 1 т волокна составляют для шерсти (мытой) 400, для хлопка 238, а для вискозного штапеля всего 50. Если свойства природных волокон изменяются в узких пределах, то химические волокна могут обладать комплексом заранее заданных свойств в зависимости от их будущего назначения. Из химических волокон вырабатываются товары широкого потребления ткани, трикотаж, меховые изделия, одежда, обувь, обивка, спортинвентарь, драпировки, щетки, бортовая ткань, галантерея, заменители кожи, а также технические изделия корд, фильтровальные ткани, обивка для машин, рыболовные снасти, не гниющие в воде, канаты, парусина, парашюты, аэростаты, скафандры, искусственная щетина, электроизоляция, приводные ремни, брезенты высокой прочности, пожарные рукава, шланги, транспортерные ленты, хирургические нити, различная спецодежда и т. п. Химические волокна используются для герметизации и уплотнения аппаратов, работающих в агрессивных условиях. В производстве различных типов химических волокон как из природных полимеров, так и из смол имеется много общего, хотя каждый метод одновременно обладает своими характер- [c.207]
    Вид целлюлозы Содержание карбонильных групп X 0 Содержание карбо- Степень [c.300]

    Целлюлозно-бумажное произ-во занимает главное место среди Л.п. по объемам перерабатываемого сырья и готовой продукции Оно потребляет в СССР ок. 48 млн. м древесины (1986)- т. наз. балансовую и дровяную (80%), отходы лесозаготовок и деревообработки (щепа, опилки-20% доля их нз года в год возрастает) для выработки целлюлозы, древесной массы и получения из них разл. видов бумаги и картона. В пром-сти применяют в осн. сульфитный и сульфатный методы варки целлюлозы. Сульфитный метод (с его помощью получают 40% целлюлозы) позволяет производить легко отбеливаемую целлюлозу, а нз сульфитных щелоков-этанол н сухую микробную биомассу (кормовые дрожжи) этим методом перерабатывают почти исключительно древесину хвойных пород (преим. ель), из к-рой получают наиб прочную бумагу. Сульфатный метод дает возможность перерабатывать древесину любых хвойных и лиственных пород, особенно сосны и лиственницы, в разл. виды целлюлозы, в т. ч. вискозную и ацетатную. [c.586]

    Сырьем для изготовления ЦеД служат любые виды целлюлозы хлопок, бумага, разные виды вторичного целлюлозного сырья. [c.343]

    Простые сахара в виде сахарозы (димеров глюкозы и фруктозы) непосредственно ферментируются в этанол. Они, однако, содержатся в достаточной концентрации лишь в небольшом числе растений, прежде всего в сахарном тростнике и сахарной свекле. В некоторых сельскохозяйственных культурах (картофеле, кукурузе и других зерновых) довольно много крахмала, представляющего собой олигомер глюкозы. В древесине и растительных сельскохозяйственных отходах сахара содержатся в виде целлюлозы и гемицеллюлозы. Олигомеры и полимеры сахаров перед ферментацией превращают в моносахариды путем гидролиза  [c.122]

    Константа С имеет следующие значения для разных видов целлюлоз  [c.320]

    Истинная клетчатка занимает по своему количеству первое место среди всех природных органических соединений. По приблизительной оценке количество двуокиси углерода, связанной растениями в виде целлюлозы, достигает 1100 биллионов килограммов, т. е, равно почти половине ее количества, находящегося в атмосфере. Отсюда видно, насколько важно, чтобы целлюлоза в результате естественных процессов разло>кения быстрее превращалась вновь в основные составные части двуокись углерода и воду — и тем самым предотвращалась бы возможность постепенного обеднения атмосферы углекислотой. [c.460]

    Дальнейшим доказательством правильности понимания адсорбции влаги в изложенном выше значении служит то обстоятельство, что разные виды целлюлозы сохраняют устойчивое постоянство соотношения адсорбции, независимо от условий, при которых производятся опыты. Так, например, соотношение между способностью к сорбции, свойственной вискозе, мерсеризированному хлопку и хлопку, вываренному в соде, составляет 2 1,5 I и остается постоянным, несмотря на изменение в широких пределах относительной влажности. Это указывает на то, что свойства компонентов, вызывающие адсорбцию, во всех трех указанных случаях одинаковы, но наличие такого компонента в каждом из указанных волокон различно.  [c.215]

    СВВ типа окислитель-горючее в качестве окислителя обычно содержат неорг. соли, способные при разложении вьщелять Оз (нитраты, хлораты, перхлораты), в качестве горючего-высококалорийные орг. соед. (жидкие и твердые продукты переработки нефти, разл. виды целлюлозы и др.), металлы и их соед. (А1, ферросилиций и др.) или индивидуальные ВВ, выделяющие при разложении горючие газы СО, Нз, СН4. и сажу (тротил, динитронафталин). 

www.chem21.info

Рынок целлюлозы в России–2014. Виды целлюлозы :: Лесная промышленность

Рынок целлюлозы в России–2014. Виды целлюлозы

Российский рынок целлюлозы представлен такими товарными группами, как Древесная целлюлоза сульфитная; Древесная целлюлоза сульфатная; Целлюлоза вискозная; Целлюлоза древесная и целлюлоза из прочих волокнистых материалов; Целлюлоза древесная, кроме растворимых сортов; Целлюлоза древесная, растворимые сорта; Целлюлоза (товарная).

Сырьем для производства древесной массы и целлюлозы является щепа технологическая. Технологическая щепа образуется из древесины несколькими способами: 1) как побочный материал при распиловке на фрезерно-брусующих линиях. Данный способ очень дешевый для производства щепы, так как она здесь является побочным продуктом при распиловке из круглого леса пиломатериалов.2) Второй способ это получение щепы из круглого леса на дробилках. Плотность древесной щепы, как и круглой древесины – очень неоднородна, связано это со строением дерева. Например, заболонная часть дерева гораздо тяжелее центральной части. А  комлевая древесина тяжелее верхушечной части и веток. Также плотность щепы полученной из березы будет гораздо больше, чем щепы из сосны.

Прежде всего, отметим, что в целлюлозно-бумажной индустрии для выработки бумаги и картона в зависимости от вида выпускаемой продукции используют как целлюлозу, так и древесную массу, а также полуцеллюлозу.

1. Промышленный способ получения целлюлозы заключается в варке древесной щепы на целлюлозных комбинатах. Целлюлозная масса является основой при производстве, прежде всего, некоторых видов бумаги и картона. Есть, правда, и менее объемные производства, использующие целлюлозу. Это и вискозное волокно, и фотопленка, а также некоторые виды пластика.

2. Химико-механические древесные массы в отличие только от варки целлюлозы, подвергаются в конце также механическому воздействию, т.е. окончательное разделение волокон происходит механическим путем. В результате получается исключительно жесткая масса. Применение такой древесной массы идеально для конструкционной опоры, необходимой для гофрированного тарного картона.

3. Полуцеллюлоза занимает промежуточное место между механической массой и целлюлозой. При производстве полуцеллюлозы комбинируют  химический и механический способы обработки древесной щепы. Древесную щепу, частично размягчают или варят с химикатами, и после этого механически  разделяют на волокна, например, в дисковых рафинерах. Методы производства полуцеллюлозы позволяют получать выход в районе 55-90%. В качестве сырья для получения полуцеллюлозы служат главным образом лиственные породы древесины (береза, осина, тополь, бук и др.), реже хвойные (ель, пихта, сосна).

1.  Растворимая целлюлоза      — это техническая целлюлоза, предназначенная, главным образом, для производства химических производных целлюлозы. Она используется для химической переработки, чтобы получать такие продукты как вискозные волокна, целлофан, ацетаты целлюлозы, нитраты целлюлозы и карбоксиметилцеллюлозу. Растворимую целлюлозу получают любым модифицированным как сульфатным, так и сульфитным способом. 2.  Нерастворимые сорта целлюлозы   используются для производства в большей степени бумаги и картона.

По способам варки, в зависимости от применяемых реагентов, различают следующие способы варки: 1.Кислый (сульфитный). При варке целлюлозы кислым способом добавляют сернистую кислоту и ее соли. Этот метод широко распространен при варке целлюлозы из малосмолистых пород древесины (ель, пихта). 2. Щелочной (натронный и сульфатный). Щелочной натронный способ применим в том случае, если в качестве сырья используется  древесина лиственных пород. Это наиболее дорогостоящий способ варки целлюлозы. Щелочной сульфатный способ наиболее распространенный метод варки в России. В качестве реагента применяют гидроксид и сульфид натрия. Данный метод позволяет осуществлять варку целлюлозы из любого вида древесного сырья. Существенным недостатком сульфатного способа варки целлюлозы является выделения большого количества дурно пахнущих сернистых соединений.

Диаграмма №1. «Структура выпуска целлюлозы древесной и целлюлозы из прочих волокнистых материалов в 2013 году»

Структура выпуска целлюлозы древесной и целлюлозы из прочих волокнистых материалов в 2013 году. Основу выпуска отечественной целлюлозы по варке составляет целлюлоза древесная натронная или сульфатная, кроме растворимых сортов. В 2013 году выпуск такой целлюлозы составил 66% от всего объема варки. Второй товарной группой по объемам варки выступает древесная масса и полуцеллюлоза. Объемы выпуска древесной массы и полуцеллюлозы в 2013 году составили 29% от общего производства древесной целлюлозы и целлюлозы из прочих волокнистых материалов. Доля выпуска целлюлозы древесной сульфитной, кроме растворимых сортов –2013 году составила 4%. Остальные виды целлюлозы российской целлюлозно-бумажной индустрией представлены слабо. Так объемы выпуска вискозной целлюлозы и древесной целлюлозы растворимых сортов составляют по 0,4% по каждому виду.

Динамика выпуска основных видов целлюлозы древесной и целлюлозы из прочих волокнистых материалов в 2013 году. Производство целлюлозы древесной и целлюлозы из прочих волокнистых материалов в 2013 году, в соответствии с информацией Росстата, сократилось на 6%, составив 7200 тыс. тонн. Снижение объемов производства в 2013 году коснулось практически всех видов древесной и целлюлозы из прочих волокнистых материалов. Так, производство целлюлозы древесной натронной или сульфатной, кроме растворимых сортов за год упал на 4%. В 2013 году выпуск такой целлюлозы составил 4774 тыс. тонн. Второй товарной группой по объемам варки выступает древесная масса и полуцеллюлоза. Объемы выпуска древесной массы и полуцеллюлозы в 2013 году составили 2062 тыс. тонн, спад на уровне 5-ти процентов. Менее значительные объемы выпуска составляет целлюлоза древесная сульфитная, кроме растворимых сортов – всего за 2013 год такой целлюлозы было выпущено около 306 тыс. тонн, снижение выпуска за год составило 6%. Остальные виды целлюлозы российской целлюлозно-бумажной индустрией представлены слабо. Так объемы выпуска вискозной целлюлозы упали за 2013 год почти в 2,7 раза, достигнув лишь уровня 29 тыс. тонн. Столь же высокий уровень спада коснулся и производства древесной целлюлозы растворимых сортов. Всего за 2013 год данного вида целлюлозы было выпущено по 29 тыс. тонн, минус 63%.

Динамика выпуска основных видов целлюлозы древесной и целлюлозы из прочих волокнистых материалов в 2011 –2012 году. Следует отметить, что объемы выпуска древесной целлюлозы растворимых сортов падают третий год подряд. Так, например, по объемам варки данный вид целлюлозы за 2013 год сократился относительно уровня 2010 года более чем в 15 раз.

Остальные виды древесной целлюлозы и целлюлозы из прочих волокнистых материалов за период с 2010 года по 2012 год  были значительно увеличены в объемах.

Так, в 2012 годах в целом производство древесной целлюлозы и целлюлозы из прочих волокнистых материалов выросло на 4%. В том числе производство целлюлозы древесной натронной или сульфатной, кроме растворимых сортов за 2012 год выросло на 2%. Объемы варки древесной массы и полуцеллюлозы за 2012 год увеличились на 10%. Целлюлозы древесной сульфитной, кроме растворимых сортов за 2012 год было выпущено больше на 8%. Объемы выпуска вискозной целлюлозы увеличились за 2012 год почти на 14%. Производство древесной целлюлозы растворимых сортов, как было отмечено выше, упало значительно – спад в 2012 году составил 45%.

В 2011 году был отмечен высокий рост выработки древесной целлюлозы и целлюлозы из прочих волокнистых материалов. За этот год объемы варки целлюлозы выросли более чем на четверть. Высокий уровень роста в 2011 году был обусловлен, в первую очередь, увеличением выпуска вискозной целлюлозы, объемы производства которой выросли почти в 2,5 раза. Однако, как было отмечено выше, уже в 2013 году выпуск вискозной целлюлозы вернулся на прежний уровень, составив всего 29 тыс. тонн. Производство целлюлозы древесной натронной или сульфатной, кроме растворимых сортов за 2011 год выросло на 42%. Учитывая, что данный вид целлюлозы занимает основную долю в выпуске целлюлозы по варке, можно сказать, что именно рост производства целлюлозы древесной натронной или сульфатной, кроме растворимых сортов в 2011 году обеспечил увеличение суммарного выпуска целлюлозы по варке. Объемы варки древесной массы и полуцеллюлозы за 2011 год увеличились на 18%. Целлюлозы древесной сульфитной, кроме растворимых сортов за 2011 год было выпущено больше на 9%. Производство древесной целлюлозы растворимых сортов, как было отмечено выше, упало значительно – спад в 2011 году составил 68%.

При подготовке статьи использованы статистические данные ФСГС и ФТС, а также отраслевые новости.

Российский рынок целлюлозы – 2014 г. Анализ отрасли

См. Рынок целлюлозы в России–2014. Объемы варки

см. Внутренний рынок целлюлозы, 2014 г.

см. Рынок целлюлозы в России–2014. Товарная целлюлоза

ЦБК России. Лидеры по объемам варки целлюлозы в 2013 г.

Рынок целлюлозы в России–2014. Импорт

Целлюлоза – 2014г. Тенденции российского рынка

ЦБК России – 2014 г. Консолидация рынка

 

© http://www.lesonline.ru/analitic/Рынок целлюлозы в России–2014. Виды целлюлозы

www.lesonline.ru

Натуральные целлюлозные волокна: описание, свойства, характеристики

Время чтения: 7 минут

   

Целлюлоза представляет собой волокнистый материал растительного происхождения и является основой всех натуральных и искусственных целлюлозных волокон. Натуральные целлюлозные волокна включают хлопок, лен, пеньку, джут и рами. Целлюлоза представляет собой полимерный сахарный полисахарид, состоящий из повторяющихся 1,4-8-гидроглюкозных единиц, связанных друг с другом 8-эфирными связями. Сильные межмолекулярные силы между цепями в сочетании с высокой линейностью молекулы целлюлозы объясняют кристаллическую природу целлюлозных волокон.

Целлюлозные волокна

Естественные волокна являются растительными, животными или минеральными по происхождению. Растительные волокна, как следует из названия, происходят от растений. Основным химическим компонентом в растениях является целлюлоза, и поэтому их также называют целлюлозными волокнами. Волокна обычно связаны природным фенольным полимером, лигнином, который также часто присутствует в клеточной стенке волокна; поэтому растительные волокна также часто называют лигноцеллюлозными волокнами, за исключением хлопка, который не содержит лигнин.

Целлюлоза представляет собой волокнистый материал растительного происхождения и является основой всех натуральных и искусственных целлюлозных волокон. Натуральные целлюлозные волокна включают хлопок, лен, пеньку, джут и рами. Основным искусственным целлюлозным волокном является вискоза, волокно, полученное путем регенерации растворенных форм целлюлозы.

Целлюлоза представляет собой полимерный сахар (полисахарид), состоящий из повторяющихся 1,4-8-гидроглюкозных единиц, соединенных друг с другом 8-эфирными связями.

Длинные линейные цепи целлюлозы позволяют гидроксильным функциональным группам на каждом звене ангидроглюкозы взаимодействовать с гидроксильными группами на соседних цепях посредством водородной связи и силы Ван-дер-Ваальса. Эти сильные межмолекулярные силы между цепями в сочетании с высокой линейностью молекулы целлюлозы объясняют кристаллическую природу целлюлозных волокон.

Семенные волокна

• Хлопок является наиболее часто используемым натуральным целлюлозным волокном. Хлопчатобумажные волокна растут из семян в коробочке (стручке). Каждая коробочка содержит семь или восемь семян, и каждое семя может иметь до 20 000 волокон, растущих из него.
• Кокосовое волокно получают из волокнистой массы между внешней оболочкой и шелухой кокосовых орехов. Это жесткое волокно. Оно обычно используется для изготовления прочных внутренних и наружных ковриков, подстилок и плиток.
• Капокское волокно получают из семени дерева индийского капока. Волокно мягкое, легкое и пустое. Оно легко ломается, и его трудно прясть. Оно используется как волокнистый наполнитель и как набивка для подушек. Раньше волокно использовалось как наполнение для спасательных жилетов и матрасов на круизных судах, потому что оно очень плавучее.
• Растительный шелк обладает свойствами, подобными свойствам капока.

Лубяные волокна

• Лен является одним из самых старых текстильных волокон, но его использование уменьшилось с момента изобретения вращающегося механизма для получения хлопка.
• Волокна рами имеют длину от 10 до 15 см. Волокна белее и мягче льна. Рами плохо принимает красители, если только он не подвергается сухой чистке. Хотя натуральное волокно рами сильное, однако оно не обладает устойчивостью, эластичностью и потенциалом удлинения. Волокна рами устойчивы к плесени, насекомым и усадке. Они используются для одежды, оконных драпировок, веревок, бумаги и столового и постельного белья.
• Пеньковая конопля похожа на лен. Волокна имеют длину от 10 до 40 см. Конопля оказывает малое воздействие на окружающую среду: она не требует пестицидов. Она вырабатывает на 250% больше волокна, чем хлопок, и на 600% больше волокна, чем лен, на одном и том же участке земли. Растения конопли можно использовать для извлечения цинка и ртутных загрязнителей из почвы. Конопля используется для веревок, одежды и бумаги. Наркоманы готовы платить чрезмерную цену за одежду из конопли, потому что она связана с марихуаной.
• Джут является одним из самых дешевых и одним из самых слабых целлюлозных волокон. У джута низкая эластичность, удлинение, устойчивость к солнечному свету, устойчивость к плесени и стойкость к цвету. Он используется для производства сахарных и кофейных мешков, коврового покрытия, веревок и настенных покрытий. Мешковина делается из джута.

Листовые волокна

• Волокна «пайна» получают из листьев растения ананаса. Они используются для изготовления легких, чистых, жестких тканей для одежды, сумок и столового белья. Пайна также используется для изготовления матов.
• Абака является членом семьи банановых деревьев. Волокна грубые и очень длинные (до полметра). Это прочное, долговечное и гибкое волокно, используемое для веревок, напольных ковриков, столового белья, одежды и плетеной мебели.

Классификация растительных волокон

Растительные волокна классифицируются в соответствии с их источником на растениях следующим образом:

(1) лубяные или стеблевые волокна, которые образуют волокнистые пучки во внутренней коре (флоэме или лубе) стеблей растений, часто упоминаются как мягкие волокна для текстильного использования;

(2) листовые волокна, которые проходят вдоль листьев однодольных растений, также называются твердыми волокнами и;

(3) волокна семенного волоса, источник хлопка, который является самым важным растительным волокном. Существует более 250 000 видов высших растений; однако для коммерческого применения используется лишь очень ограниченное число видов (<0,1%).

Волокна в лубяных и листовых волокнах являются неотъемлемой частью структуры растений, обеспечивая прочность и поддержку. В растениях из лубяных волокон они находятся рядом с внешней корой в лубе или флоэме и служат для укрепления стеблей этих тростниковых растений.

Волокна находятся в нитях, проходящих по длине стержня или между суставами. Чтобы отделить пряди, необходимо удалить естественную резинку, связывающую их. Эта операция называется вымачивание (контролируемое гниение). Для большинства применений, особенно для текстильных изделий, это длинное волокно композитного типа используется напрямую; однако, когда такие волокнистые нити измельчаются химическими средствами, прядь разбивается на гораздо более короткие и тонкие волокна.

Длинные листовые волокна дают силу листьям некоторых недревесных однодольных растений. Они простираются в продольном направлении по всей длине листа и зарываются в ткани паренхиматозной природы. Волокна, найденные ближе всего к поверхности листа, являются самыми сильными. Волокна отделяются от целлюлозы путем соскоба, поскольку между волокнами и пульпой малое связывание; эта операция называется декортикацией. Листовые волокнистые нити также многослойны по структуре.

Древние люди использовали веревку для рыболовства, ловушек и транспортировки, а также в тканях для одежды. Производство веревок и шнуров началось в палеолитические времена, как видно на рисунках пещер. Веревки, шнуры и ткани изготавливались из тростника и трав в Древнем Египте (400 г. до н.э.). Веревки, лодки, паруса и коврики изготавливались из волокон пальмового листа и стеблей папируса, а письменные поверхности, называемых папирусом, из сердцевины. Джут, лен, рами, осока, камыш и тростник уже давно используются для тканей и корзин. В древности джут выращивался в Индии и использовался для прядения и ткачества. Считается, что первая настоящая бумага была сделана в юго-восточном Китае во втором веке нашей эры из старых тряпок (лубяных волокон) из пеньки и рами, а затем из лубяного волокна тутового дерева.

В последние годы мировые рынки растительных волокон неуклонно снижаются, главным образом в результате замены синтетическими материалами. Джут традиционно является одним из основных лубяных волокон (тоннажная основа), продаваемых на мировом рынке; однако резкое снижение экспорта джута в Индию свидетельствует о снижении рыночного спроса на это волокно, которое жизненно важно для экономики Индии (Западная Бенгалия), Бангладеша и Пакистана.

Природные характеристики целлюлозного волокна

Рами

Рами является одним из самых старых волокнистых культур, которая использовалась как минимум шесть тысяч лет назад. Он также известен как фарфоровая трава.

• Рами требует химической обработки для удаления смолы.
• Это тонкое абсорбирующее, быстросохнущее волокно, немного жесткое, и обладает высоким естественным блеском.
• Высота растения составляет 2,5 м, а его сила в восемь раз больше, чем у хлопка.

Конопля

В зависимости от обработки, используемой для удаления волокна из стебля, конопля может быть, естественно, кремово-белой, коричневой, серой, черной или зеленой.

• Это желтовато-коричневое волокно.
• Волокна конопли могут иметь длину от 10 см до 0,5 м, по всей высоте растения
• Характеристики волокна конопли — его превосходная прочность и долговечность, устойчивость к ультрафиолетовому излучению и плесени, комфорт и хорошая поглощаемость

Джут

Джут является одним из самых дешевых натуральных волокон и уступает только хлопку в произведенном количестве и разнообразном использовании. Волокна джута состоят в основном из растительных материалов целлюлозы и лигнина.

• Джут — это длинное, мягкое, блестящее растительное волокно, которое можно развернуть в грубые, сильные нити.
• Таким образом, это лигноцеллюлозное волокно, которое частично является текстильным волокном и частично древесиной.
• Растение вырастает до 2,5 м, а длина его волокна составляет около 2 м.
• Он обычно используется в геотекстиле.
• Он обладает хорошей устойчивостью к микроорганизмам и насекомым.
• Он имеет низкую прочность во влажном состоянии, низкое удлинение и недорогой в производстве

Кокосовое волокно

Волокно механически извлекается из сухой зрелой кокосовой шелухи после вымачивания.

• Это длинное, твердое и прочное волокно, но с более низкой мягкостью, меньшей водопоглощающей способностью и более короткой продолжительностью жизни, чем длинные вымоченные волокна.

Капок

Капоковое волокно — это шелковисто-хлопчатобумажное вещество, которое окружает семена в стручках дерева сейба.

• Оно может выдерживать воду в 30 раз больше собственного веса и теряет только 10 процентов плавучести в течение 30-дневного периода.
• Оно в восемь раз легче хлопка
• Оно используется в качестве теплоизолятора.
• Оно также легкое, неаллергическое, нетоксичное, устойчивое к гниению и запаху.
• Так как оно неупругое и слишком хрупкое, его нельзя прясть.
• Оно обладает выдающимися характеристиками легкости, герметичности, теплоизоляции и экологичности.

   

© 2019 textiletrend.ru

textiletrend.ru

13. Получение и использование целлюлозы и целлюлозных материалов.

Целлюлоза — белое твердое, стойкое вещество, не разрушается при нагревании (до 200 °C). Является горючим веществом, температура воспламенения 275 °С, температура самовоспламенения 420 °С (хлопковая целлюлоза). Не растворима в воде и слабых кислотах.

Целлюлоза представляет собой длинные нити, содержащие 300—10 000 остатков глюкозы, без боковых ответвлений. Эти нити соединены между собой множеством водородных связей, что придает целлюлозе большую механическую прочность, при сохранении эластичности.

Зарегистрирована в качестве пищевой добавки E460.

Промышленным методом целлюлозу получают методом варки щепы на целлюлозных заводах, входящих в промышленные комплексы (комбинаты). По типу применяемых реагентов различают следующие способы варки целлюлозы:

• Кислые:

  • Сульфитный. Варочный раствор содержит сернистую кислоту и её соль, напримергидросульфит натрия. Этот метод применяется для получения целлюлозы из малосмолистых породдревесины: ели, пихты.

• Щелочные:

  • Натронный. Используется растворгидроксида натрия. Натронным способом можно получать целлюлозу из лиственных пород древесины и однолетних растений. Преимуществом данного метода — отсутствие неприятного запаха соединений серы, недостатки — высокая стоимость получаемой целлюлозы. Метод практически не используется.

  • Сульфатный. Наиболее распространенный метод на сегодняшний день. В качестве реагента используют раствор, содержащийгидроксидисульфид натрия, и называемый белымщёлоком. Своё название метод получил от сульфата натрия, из которого на целлюлозных комбинатах получают сульфид для белого щёлока. Метод пригоден для получения целлюлозы из любого вида растительного сырья. Недостатком его является выделения большого количества дурно пахнущих сернистых соединений:метилмеркаптана,диметилсульфидаи др. в результате побочных реакций.

Получаемая после варки техническая целлюлоза содержит различные примеси: лигнин, гемицеллюлозы. Если целлюлоза предназначена для химической переработки (например, для получения искусственных волокон), то она подвергается облагораживанию — обработке холодным или горячим раствором щелочи для удаления гемицеллюлоз.

Для удаления остаточного лигнина и придания целлюлозе белизны проводится её отбелка. Традиционная для 20 века хлорная отбелка включала в себя две ступени:

• обработка хлором — для разрушения макромолекул лигнина;

• обработка щелочью — для экстракции образовавшихся продуктов разрушения лигнина.

С 1970-х годов в практику вошла также отбелка озоном. В начале 1980-х годов появились сведения об образовании в процессе хлорной отбелки чрезвычайно опасных веществ — диоксинов. Это привело к необходимости замены хлора на другие реагенты. В настоящее время технологии отбелки подразделяются на:

• ECF (Elemental chlorine free)— без использования элементарного хлора, с заменой его надиоксид хлора.

• TCF (Total chlorine free)— полностью бесхлорная отбелка. Используютсякислород,озон,пероксид водородаи др.

• Целлюлозу и её эфиры используют для получения искусственного волокна (вискозный, ацетатный, медно-аммиачный шёлк, искусственная шерсть). Хлопок, состоящий большей частью из целлюлозы (до 99,5 %), идёт на изготовление тканей.

• Древесная целлюлоза используется для производства бумаги, пластмасс, кино- и фотоплёнок, лаков, бездымного пороха и т. д.

studfiles.net

Классификация древесной целлюлозы :: Лесная промышленность

Целлюлоза – волокнистый полисахарид состава [C6H7O2(OH)3]n, образует стенки растительных клеток и обеспечивает их прочность и эластичность. В хлопке 95-98% целлюлозы, в древесине от 40 до 85%.

По определению Таможенной номенклатуры внешнеэкономической деятельности(ТНВЭД), целлюлоза древесная, растворимые сорта означает древесную целлюлозу с содержанием 92 мас.% или более нерастворимой фракции для натронной или сульфатной целлюлозы или 88 мас.% или более – для сульфитной целлюлозы после выдержки в течение 1 часа в растворе каустической соды с содержанием 18% гидроксида натрия (NaOH) при температуре 20оС, и с содержанием золы не более 0,15 мас.% для сульфитной целлюлозы.

Эта целлюлоза специально облагораживается или очищается в соответствии с требованиями по ее применению. Она используется для производства регенерированной клетчатки, простых и сложных эфиров и продуктов из этих материалов, таких как тарелки, подносы, кинопленка, фольга и лента, текстильные волокна и некоторые виды бумаг (например, бумага, используемая в качестве основы для фоточувствительной бумаги, фильтровальной бумаги и растительного пергамента). В соответствии с конечным использованием или конечным продуктом ее называют также вискозной целлюлозой, ацетатной целлюлозой и т.д.

Химическую древесную целлюлозу получают сначала измельчением древесины в щепу и древесную стружку, которые потом подвергают воздействию химикатов. В результате этого воздействия большая часть лигнина и других не целлюлозных элементов удаляется.

Обычно используемыми химикатами являются гидроксид натрия («натронный» процесс), смесь гидроксида натрия и сульфата натрия, который частично превращается в сульфид натрия («сульфатный» процесс), бисульфит кальция или бисульфит магния, которые известны также как кислый сульфит кальция или магния соответственно («сульфитный» процесс).

Получаемый продукт превосходит по длине волокна и содержанию клетчатки механическую целлюлозу, изготовленную из того же сырья.

Производство химической древесной целлюлозы растворимых сортов достигается благодаря экстенсивным химическим и физикохимическим реакциям. Помимо отбелки, ее производство может потребовать химической очистки, обессмоливания, деполимеризации, уменьшения зольности или регулировки реактивной способности, большая часть которой связана с комплексным процессом отбелки и очистки.

Целлюлозу можно получать из любой породы дерева, но преимущественно ее вырабатывают из древесины малосмолистых пород — ели, пихты, бука, которые можно перерабатывать любым из применяющихся в промышленности способов варки. Смолистые породы (лиственницу, сосну) перерабатывают обычно щелочными методами.

marketing.rbc

www.lesonline.ru