Химия и химические науки/5. Фундаментальные проблемы

создания новых материалов и технологий

Фролов С. С., Пен В. Р.

Сибирский Государственный Технологический Университет

Получение порошковой целлюлозы путем гетерогенного гидролиза

Введение

В настоящее время производство порошковых продуктов переработки целлюлозосодержащего сырья является одним из перспективных направлений в химической технологии [1, 4]. Интерес для исследования представляют как технологические параметры получения, так и свойства полученного порошкового продукта. Гетерогенный гидролиз с последующей многоступенчатой промывкой полученного продукта, сушкой его до воздушно-сухого состояния и измерения степени его полимеризации является приемлемым вариантом, так как позволяет получить наибольший выход порошковой целлюлозы, относительно исходного продукта.[2].

Методика эксперимента

Навески древесной и хлопковой целлюлозы массой 10 г помещались в круглодонные колбы и подвергались гидролизу смесью 20%; соляной кислоты и 10% пероксида водорода в соотношении 1:1 при температуре 98 °C, полученные суспензии подвергались многостадийно промывке до нейтральной реакции и сушке до воздушно-сухого состояния.

Обсуждение результатов

В результате проведенных экспериментов был получен белый порошок, который можно разделить на две фракции. Выход микроразмерной фракции составил 83, 9 % от исходного.

Наибольшее влияние на снижение выхода порошковой целлюлозы имела температура гидролиза, несколько меньшее влияние оказывали продолжительность процесса гидролиза, концентрация кислоты и совместное влияние температуры и продолжительности процесса, и температуры с концентрацией кислоты [2, 5].

Целлюлоза принимает порошковый вид, имея степень полимеризации равную 250 [2], что согласуется с техническими условиями на данный продукт и удовлетворяет требованиям исследования [3].

Выводы

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1. Качество порошковой целлюлозы зависит в большей степени от температуры ее гидролиза и вида исходного сырья, и от времени, концентрации кислот – в меньшей.

2. Степень полимеризации определяет внешний вид полученного продукта: при СП 250 [2] полученный продукт был порошкообразной консистенции, при более высоких значениях СП полученный продукт содержал волокна.

3. При использовании пероксида водорода удалось увеличить выход нужной фракции.

Рисунок 1 – Гистограмма распределения волокон по длине образца целлюлозы, полученного в результате гидролиза древесной целлюлозы соляной кислотой

Литература

1. Коротков, А. Н. Получение наночастиц целлюлозы из растительного сырья и их применение для модифицирования композиционных материалов [Текст]: диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук (15.17.06) / Коротков Алексей Николаевич; МГТУ им. А. Н. Косыгина. Москва, 2011. – 195с;

2. Хакимова Ф. Х. Технология получения и бесхлорной отбелки целлюлозы из молодой тонкомерной древесины [Текст]: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук (05.21.03) / Хакимова Фидравес Харисовна, ПГТУ. Пермь, 2007. – 284;

3. Целлюлоза микрокристаллическая порошковая. Технические условия Текст. ТУ 9199-005-12043303-2003

4. Стратегия развития лесного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года // Приказ № 248/482 Министерства промышленности и торговли РФ и Министерства сельского хозяйства РФ от 30 октября 2008 года. -М.- 2008.- 103 с.

5. Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров / В.И. Азаров, А.В. Буров, А.В. Оболенская. СПб.: СПбЛТА, 1999. - 628 с.