คุณค่าของเซลลูโลส บทบาททางชีวภาพของเซลลูโลสและการใช้งาน

เซลลูโลสเป็นพอลิเมอร์ตามธรรมชาติของกลูโคส (ได้แก่ สารตกค้างเบต้า-กลูโคส) ที่มาจากพืช โดยมีโครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้น ในอีกทางหนึ่ง เซลลูโลสเรียกอีกอย่างว่าไฟเบอร์ พอลิเมอร์นี้มีคาร์บอนมากกว่าร้อยละห้าสิบที่พบในพืช เซลลูโลสอยู่ในอันดับต้น ๆ ของสารประกอบอินทรีย์ในโลกของเรา

เซลลูโลสบริสุทธิ์คือเส้นใยฝ้าย (มากถึงเก้าสิบแปดเปอร์เซ็นต์) หรือเส้นใยแฟลกซ์ (มากถึงแปดสิบห้าเปอร์เซ็นต์) ไม้ประกอบด้วยเซลลูโลสถึงห้าสิบเปอร์เซ็นต์ ฟางประกอบด้วยเซลลูโลสสามสิบเปอร์เซ็นต์ เป็นจำนวนมากและในกัญชา

เซลลูโลสเป็นสีขาว กรดซัลฟิวริกเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน และไอโอดีนเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล เซลลูโลสมีความแข็งและมีลักษณะเป็นเส้นๆ ไม่มีรส ไม่มีกลิ่น ไม่สลายตัวที่อุณหภูมิสองร้อยองศาเซลเซียส แต่จะติดไฟที่อุณหภูมิสองร้อยเจ็ดสิบห้าองศาเซลเซียส (นั่นคือ เป็นสารที่ติดไฟได้) และเมื่อ ถูกความร้อนถึงสามร้อยหกสิบองศาเซลเซียส ไม่สามารถละลายในน้ำได้ แต่สามารถละลายได้ในสารละลายแอมโมเนียที่มีคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ ไฟเบอร์เป็นวัสดุที่แข็งแรงและยืดหยุ่นสูง

คุณค่าของเซลลูโลสต่อสิ่งมีชีวิต

เซลลูโลสหมายถึงคาร์โบไฮเดรตโพลีแซคคาไรด์

ในสิ่งมีชีวิต หน้าที่ของคาร์โบไฮเดรตมีดังนี้:

1. หน้าที่ของโครงสร้างและการรองรับ เนื่องจากคาร์โบไฮเดรตเกี่ยวข้องกับการสร้างโครงสร้างรองรับ และเซลลูโลสเป็นองค์ประกอบหลักของโครงสร้างของผนังเซลล์พืช
2. คุณสมบัติการป้องกันของพืช (หนามหรือหนาม) การก่อตัวดังกล่าวบนพืชประกอบด้วยผนังของเซลล์พืชที่ตายแล้ว
3. ฟังก์ชันพลาสติก (ชื่ออื่นสำหรับฟังก์ชัน anabolic) เนื่องจากคาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนประกอบของโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน
4. หน้าที่การให้พลังงาน เนื่องจากคาร์โบไฮเดรตเป็นแหล่งพลังงานของสิ่งมีชีวิต
5. ฟังก์ชั่นการจัดเก็บ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตเก็บคาร์โบไฮเดรตไว้ในเนื้อเยื่อเป็นสารอาหาร
6. ฟังก์ชั่นออสโมติก เนื่องจากคาร์โบไฮเดรตเกี่ยวข้องกับการควบคุมแรงดันออสโมติกภายในสิ่งมีชีวิต (เช่น เลือดประกอบด้วยกลูโคสตั้งแต่หนึ่งร้อยมิลลิกรัมถึงหนึ่งร้อยสิบมิลลิกรัม และความดันออสโมติกในเลือดขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของคาร์โบไฮเดรตนี้ในเลือด ). การขนส่งด้วยออสโมติกส่งสารอาหารไปยังลำต้นของต้นไม้สูง เนื่องจากการขนส่งเส้นเลือดฝอยไม่มีประสิทธิภาพในกรณีนี้
7. หน้าที่ของตัวรับ เนื่องจากคาร์โบไฮเดรตบางชนิดเป็นส่วนหนึ่งของส่วนรับของตัวรับเซลล์ (โมเลกุลบนผิวเซลล์หรือโมเลกุลที่ละลายในไซโตพลาสซึมของเซลล์) ตัวรับตอบสนองในลักษณะพิเศษในการเชื่อมต่อกับโมเลกุลเคมีบางตัวที่ส่งสัญญาณภายนอกและส่งสัญญาณนี้ไปยังเซลล์เอง

บทบาททางชีวภาพของเซลลูโลสมีดังนี้:

1. ไฟเบอร์เป็นส่วนโครงสร้างหลักของเยื่อหุ้มเซลล์ของพืช เกิดขึ้นจากการสังเคราะห์แสง เซลลูโลสจากพืชเป็นอาหารของสัตว์กินพืช (เช่น สัตว์เคี้ยวเอื้อง) ในเส้นใยร่างกายของพวกมันจะถูกทำลายโดยเอนไซม์เซลลูเลส มันค่อนข้างหายากดังนั้นในรูปแบบบริสุทธิ์จึงไม่ใช้เซลลูโลสในอาหารของมนุษย์
2. ไฟเบอร์ในอาหารทำให้คนรู้สึกอิ่มและช่วยเพิ่มความคล่องตัว (peristalsis) ของลำไส้ของเขา เซลลูโลสสามารถจับของเหลวได้ (มากถึงศูนย์จุดสี่ในสิบของกรัมของเหลวต่อกรัมของเซลลูโลส) มันถูกเผาผลาญในลำไส้ใหญ่โดยแบคทีเรีย ไฟเบอร์ถูกเชื่อมโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของออกซิเจน (ร่างกายมีกระบวนการแบบไม่ใช้ออกซิเจนเพียงกระบวนการเดียว) ผลของการย่อยคือการก่อตัวของก๊าซในลำไส้และกรดไขมันที่บินได้ กรดเหล่านี้ส่วนใหญ่จะถูกดูดซึมโดยเลือดและใช้เป็นพลังงานให้กับร่างกาย และปริมาณกรดที่ไม่ดูดซึมและก๊าซในลำไส้จะเพิ่มปริมาณอุจจาระและเร่งการเข้าสู่ทวารหนัก นอกจากนี้ พลังงานของกรดเหล่านี้ยังใช้เพื่อเพิ่มปริมาณจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ในลำไส้ใหญ่และช่วยให้ชีวิตของมันอยู่ที่นั่น เมื่อปริมาณใยอาหารในอาหารเพิ่มขึ้น ปริมาณแบคทีเรียในลำไส้ที่เป็นประโยชน์จะเพิ่มขึ้นและการสังเคราะห์สารวิตามินจะดีขึ้น
3. หากคุณเพิ่มรำข้าว (ที่มีเส้นใย) จากข้าวสาลีเป็นอาหารจากสามสิบถึงสี่สิบห้ากรัม มวลอุจจาระจะเพิ่มขึ้นจากเจ็ดสิบเก้ากรัมเป็นสองร้อยยี่สิบแปดกรัมต่อวัน และระยะเวลาของการเคลื่อนไหวจะลดลง จากห้าสิบแปดชั่วโมงถึงสี่สิบชั่วโมง เมื่อเติมไฟเบอร์ลงในอาหารเป็นประจำ อุจจาระจะนิ่มลง ซึ่งช่วยป้องกันอาการท้องผูกและริดสีดวงทวาร
4. เมื่อมีเส้นใยอาหารจำนวนมาก (เช่น รำ) ร่างกายของทั้งคนที่มีสุขภาพดีและร่างกายของผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 1 จะมีความทนทานต่อกลูโคสมากขึ้น
5. ไฟเบอร์เช่นเดียวกับแปรงขจัดคราบสกปรกออกจากผนังลำไส้ดูดซับสารพิษนำคอเลสเตอรอลและขจัดสิ่งเหล่านี้ออกจากร่างกายตามธรรมชาติ แพทย์ได้ข้อสรุปว่าผู้ที่กินขนมปังข้าวไรย์และรำข้าวมีโอกาสน้อยที่จะเป็นมะเร็งทวารหนัก

เส้นใยส่วนใหญ่พบได้ในรำข้าวจากข้าวสาลีและข้าวไรย์ ในขนมปังจากแป้งบดหยาบ ในขนมปังจากโปรตีนและรำข้าว ในผลไม้แห้ง แครอท ซีเรียล และหัวบีต

แอปพลิเคชั่นเซลลูโลส

ผู้คนใช้เซลลูโลสมาเป็นเวลานาน ประการแรก วัสดุไม้ถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงและกระดานสำหรับการก่อสร้าง จากนั้นจึงนำผ้าฝ้าย ลินิน และใยกัญชงมาทำผ้าต่างๆ เป็นครั้งแรกในอุตสาหกรรมที่การบำบัดทางเคมีของวัสดุไม้เริ่มเกิดขึ้นจากการพัฒนาผลิตภัณฑ์กระดาษ

ปัจจุบันมีการใช้เซลลูโลสในอุตสาหกรรมต่างๆ และสำหรับความต้องการทางอุตสาหกรรมนั้นได้มาจากวัตถุดิบไม้เป็นหลัก เซลลูโลสใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์เยื่อกระดาษและกระดาษ ในการผลิตผ้าต่างๆ ในทางการแพทย์ ในการผลิตน้ำยาเคลือบเงา ในการผลิตแก้วอินทรีย์และในอุตสาหกรรมอื่นๆ

มาดูการใช้งานกันดีกว่า

ผ้าไหมอะซิเตทได้มาจากเซลลูโลสและอีเทอร์ เส้นใยที่ไม่ใช่ธรรมชาติถูกสร้างขึ้น ซึ่งเป็นฟิล์มของเซลลูโลสอะซิเตทที่ไม่ไหม้ ดินปืนไร้ควันทำมาจากไพโรซิลิน เซลลูโลสใช้ทำฟิล์มทางการแพทย์ที่มีความหนาแน่นสูง (คอลโลเดียน) และเซลลูลอยด์ (พลาสติก) สำหรับของเล่น ฟิล์ม และฟิล์มถ่ายภาพ พวกเขาทำด้าย, เชือก, สำลี, กระดาษแข็งประเภทต่างๆ, วัสดุก่อสร้างสำหรับการต่อเรือและการสร้างบ้าน พวกเขายังได้รับกลูโคส (เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์) และเอทิลสปอร์ต เซลลูโลสใช้เป็นวัตถุดิบและเป็นสารสำหรับกระบวนการทางเคมี

ต้องใช้กลูโคสจำนวนมากในการทำกระดาษ กระดาษเป็นชั้นบาง ๆ ของเซลลูโลสที่มีเส้นใยบาง ๆ ที่ได้รับการปรับขนาดและกดบนอุปกรณ์พิเศษเพื่อให้ได้พื้นผิวที่บางและหนาแน่นของผลิตภัณฑ์กระดาษที่เรียบ (หมึกไม่ควรกระจายไปทั่ว) ในตอนแรก ใช้วัสดุจากพืชเพียงอย่างเดียวในการสร้างกระดาษ โดยแยกเส้นใยที่จำเป็นออกทางกลไก (ต้นข้าว ฝ้าย ผ้าขี้ริ้ว)

แต่การออกแบบตัวอักษรพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว หนังสือพิมพ์ก็เริ่มมีการผลิตเช่นกัน ดังนั้นกระดาษที่ผลิตด้วยวิธีนี้จึงไม่เพียงพอ ผู้คนพบว่ามีเส้นใยจำนวนมากในไม้ วัตถุดิบไม้แปรรูปจึงเริ่มถูกเพิ่มเข้าไปในมวลพืชที่ใช้ทำกระดาษ แต่กระดาษนี้ขาดอย่างรวดเร็วและเปลี่ยนเป็นสีเหลืองในเวลาอันสั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อถูกแสงเป็นเวลานาน

ดังนั้นจึงมีการพัฒนาวิธีการต่างๆ ในการบำบัดวัสดุไม้ด้วยสารเคมี ซึ่งทำให้สามารถแยกเซลลูโลสที่บริสุทธิ์ออกจากสิ่งสกปรกต่างๆ ได้

เพื่อให้ได้เซลลูโลส ชิปจะถูกต้มในสารละลายของรีเอเจนต์ (กรดหรือด่าง) เป็นเวลานาน จากนั้นของเหลวที่ได้จะถูกทำให้บริสุทธิ์ นี่คือวิธีการผลิตเซลลูโลสบริสุทธิ์

กรดกำมะถันเป็นรีเอเจนต์กรด ใช้สำหรับการผลิตเซลลูโลสจากไม้ที่มีเรซินจำนวนเล็กน้อย

น้ำยาอัลคาไลน์รวมถึง:

1. น้ำยาโซดาช่วยรับประกันการผลิตเซลลูโลสจากไม้เนื้อแข็งและไม้รายปี (เซลลูโลสดังกล่าวค่อนข้างแพง)
2. รีเอเจนต์ซัลเฟตซึ่งโซเดียมซัลเฟตเป็นส่วนใหญ่ (พื้นฐานสำหรับการผลิตสุราขาวและถูกใช้เป็นรีเอเจนต์สำหรับการผลิตเซลลูโลสจากพืชใด ๆ )

หลังจากขั้นตอนการผลิตทั้งหมด กระดาษจะถูกส่งไปยังการผลิตบรรจุภัณฑ์ หนังสือ และเครื่องเขียน

จากทั้งหมดที่กล่าวมา เราสามารถสรุปได้ว่าเซลลูโลส (ไฟเบอร์) มีคุณค่าในการชำระล้างและรักษาลำไส้ของมนุษย์ และยังใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ อีกด้วย

เซลลูโลส
ไฟเบอร์ ซึ่งเป็นวัสดุก่อสร้างหลักของโลกของพืช ก่อเป็นผนังเซลล์ของต้นไม้และพืชชั้นสูงอื่นๆ เซลลูโลสรูปแบบธรรมชาติที่บริสุทธิ์ที่สุดคือขนเมล็ดฝ้าย
การทำให้บริสุทธิ์และการแยกตัว ปัจจุบันมีเพียงสองแหล่งของเซลลูโลสที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม ได้แก่ ฝ้ายและเยื่อไม้ ฝ้ายเกือบจะเป็นเซลลูโลสบริสุทธิ์และไม่ต้องการการประมวลผลที่ซับซ้อนเพื่อให้กลายเป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับการผลิตเส้นใยที่มนุษย์สร้างขึ้นและพลาสติกที่ไม่ใช่เส้นใย หลังจากแยกเส้นใยยาวที่ใช้ทำผ้าฝ้ายออกจากเมล็ดฝ้ายแล้ว ขนสั้นหรือ "ขุย" (ปุยฝ้าย) ให้เหลือความยาว 10-15 มม. ผ้าสำลีแยกจากเมล็ด ให้ความร้อนภายใต้ความกดดันเป็นเวลา 2-6 ชั่วโมงด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 2.5-3% จากนั้นล้าง ฟอกด้วยคลอรีน ล้างอีกครั้งและทำให้แห้ง ผลลัพธ์ที่ได้คือเซลลูโลสบริสุทธิ์ 99% ผลผลิตเป็นผ้าสำลี 80% (น้ำหนัก) ส่วนที่เหลือเป็นลิกนิน ไขมัน ไข เพกเตต และเปลือกเมล็ด เยื่อไม้มักจะทำจากไม้สน ประกอบด้วยเซลลูโลส 50-60% ลิกนิน 25-35% และเฮมิเซลลูโลส 10-15% และไฮโดรคาร์บอนที่ไม่ใช่เซลลูโลส ในกระบวนการซัลไฟต์ เศษไม้จะถูกต้มภายใต้แรงดัน (ประมาณ 0.5 MPa) ที่อุณหภูมิ 140°C ด้วยซัลเฟอร์ไดออกไซด์และแคลเซียมไบซัลไฟต์ ในกรณีนี้ ลิกนินและไฮโดรคาร์บอนจะเข้าสู่สารละลายและเซลลูโลสยังคงอยู่ หลังจากล้างและฟอกสีแล้ว มวลที่ทำความสะอาดแล้วจะถูกโยนลงในกระดาษที่หลวม คล้ายกับกระดาษซับและเช็ดให้แห้ง มวลดังกล่าวประกอบด้วยเซลลูโลส 88-97% และค่อนข้างเหมาะสำหรับการแปรรูปทางเคมีเป็นเส้นใยเหนียวและกระดาษแก้วรวมถึงอนุพันธ์ของเซลลูโลส - เอสเทอร์และอีเทอร์ กระบวนการสร้างเซลลูโลสขึ้นใหม่จากสารละลายโดยเติมกรดลงในทองแดงแอมโมเนียมเข้มข้น (เช่น ประกอบด้วยคอปเปอร์ซัลเฟตและแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์) สารละลายในน้ำถูกอธิบายโดยชาวอังกฤษ J. Mercer ประมาณปี พ.ศ. 2387 แต่วิธีการนี้เป็นวิธีแรกในอุตสาหกรรมซึ่งทำเครื่องหมายไว้ จุดเริ่มต้นของอุตสาหกรรมเส้นใยทองแดง - แอมโมเนียที่เกิดจาก E. Schweitzer (1857) และการพัฒนาต่อไปคือข้อดีของ M. Kramer และ I. Schlossberger (1858) และในปี พ.ศ. 2435 Cross, Bevin และ Beadle ในอังกฤษได้คิดค้นกระบวนการเพื่อให้ได้เส้นใยเหนียว: สารละลายน้ำของเซลลูโลสที่มีความหนืด (ซึ่งเรียกว่าเหนียว) ได้รับหลังจากการประมวลผลเซลลูโลสก่อนด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เข้มข้นซึ่งให้ "โซดา เซลลูโลส" และจากนั้นด้วยคาร์บอนไดซัลไฟด์ (CS2 ) ทำให้เกิดเซลลูโลสแซนเทตที่ละลายได้ โดยการบีบสารละลาย "ปั่น" นี้ทีละหยดผ่านสปินเนอร์ที่มีรูกลมเล็กๆ ลงในอ่างที่เป็นกรด เซลลูโลสก็ถูกสร้างขึ้นใหม่ในรูปแบบของเส้นใยวิสโคส เมื่อสารละลายถูกบีบลงในอ่างเดียวกันโดยใช้แม่พิมพ์ที่มีช่องแคบๆ ก็ได้ฟิล์มที่เรียกว่ากระดาษแก้ว J. Brandenberger ซึ่งทำงานในเทคโนโลยีนี้ในฝรั่งเศสตั้งแต่ปี 1908 ถึง 1912 เป็นคนแรกที่จดสิทธิบัตรกระบวนการต่อเนื่องสำหรับการผลิตกระดาษแก้ว
โครงสร้างทางเคมีแม้จะมีการใช้เซลลูโลสและอนุพันธ์ในอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลาย แต่ได้มีการเสนอสูตรโครงสร้างทางเคมีของเซลลูโลสที่เป็นที่ยอมรับในปัจจุบัน (W. Haworth) เฉพาะในปี 2477 จริงตั้งแต่ปี 2456 รู้จักสูตรเชิงประจักษ์ C6H10O5 ซึ่งกำหนดจากข้อมูลของการวิเคราะห์เชิงปริมาณของ ตัวอย่างที่ล้างและแห้งอย่างดี : 44.4% C, 6.2% H และ 49.4% O. ขอบคุณผลงานของ G. Staudinger และ K. Freudenberg เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่านี่คือโมเลกุลโพลีเมอร์สายยาวซึ่งประกอบด้วยตัวอย่างที่แสดง ในรูป 1 กลูโคซิดิกตกค้างซ้ำ แต่ละหน่วยมีหมู่ไฮดรอกซิลสามหมู่ - หนึ่งหมู่ปฐมภูมิ (-CH2CHOH) และทุติยภูมิสองหมู่ (>CHCHOH) ในปี 1920 E.Fischer ได้สร้างโครงสร้างของน้ำตาลอย่างง่าย และในปีเดียวกันนั้น การศึกษาด้วยเอ็กซ์เรย์ของเซลลูโลสแสดงให้เห็นรูปแบบการเลี้ยวเบนที่ชัดเจนของเส้นใยเป็นครั้งแรก รูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ของเส้นใยฝ้ายแสดงการวางแนวของผลึกที่ชัดเจน แต่เส้นใยแฟลกซ์นั้นเป็นระเบียบมากกว่า เมื่อเซลลูโลสถูกสร้างขึ้นใหม่ในรูปแบบเส้นใย ความเป็นผลึกจะหายไปเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากเป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นในแง่ของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ เคมีเชิงโครงสร้างของเซลลูโลสในทางปฏิบัติยังคงหยุดนิ่งตั้งแต่ปีพ.ศ. 2403 ถึง พ.ศ. 2463 ด้วยเหตุนี้สาขาวิชาวิทยาศาสตร์เสริมที่จำเป็นสำหรับการแก้ปัญหายังคงอยู่ในวัยเด็ก

เซลลูโลสที่สร้างใหม่
เส้นใยวิสโคสและกระดาษแก้วทั้งเส้นใยเหนียวและกระดาษแก้วสร้างใหม่ (จากสารละลาย) เซลลูโลส เซลลูโลสธรรมชาติบริสุทธิ์จะได้รับการบำบัดด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้นมากเกินไป หลังจากขจัดส่วนเกินออกแล้ว ก้อนของมันถูกบดและมวลที่ได้จะถูกเก็บไว้ภายใต้สภาวะที่มีการควบคุมอย่างระมัดระวัง ด้วย "อายุ" นี้ ความยาวของสายโซ่โพลีเมอร์จะลดลง ซึ่งจะทำให้เกิดการละลายในภายหลัง เซลลูโลสที่บดแล้วจะผสมกับคาร์บอนไดซัลไฟด์และแซนเทตที่เป็นผลลัพธ์จะถูกละลายในสารละลายของโซเดียมไฮดรอกไซด์เพื่อให้ได้ "สารละลาย้เหนียว" ซึ่งเป็นสารละลายหนืด เมื่อสารละลาย้เหนียวเข้าสู่สารละลายกรด เซลลูโลสจะถูกสร้างขึ้นใหม่ ปฏิกิริยาทั้งหมดอย่างง่ายมีดังนี้:

เส้นใยวิสโคสที่ได้จากการบีบวิสโคสผ่านรูเล็กๆ ในสปินเนอร์ให้เป็นสารละลายกรด มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการผลิตเสื้อผ้า ผ้าม่าน และผ้าหุ้มเบาะ ตลอดจนในด้านเทคโนโลยี ปริมาณเส้นใยวิสโคสที่มีนัยสำคัญใช้สำหรับสายพาน เทป ตัวกรอง และสายยางรถยนต์
กระดาษแก้ว.กระดาษแก้วที่ได้จากการอัดลาย้เหนียวลงในอ่างที่เป็นกรดผ่านสปินเนอร์ที่มีช่องว่างแคบ ๆ จากนั้นผ่านผ่านการซักล้าง การฟอกสี และการทำให้เป็นพลาสติก ผ่านถังเป่าแห้งและม้วนเป็นม้วน พื้นผิวของฟิล์มกระดาษแก้วเคลือบด้วยไนโตรเซลลูโลส เรซิน ขี้ผึ้งหรือแล็กเกอร์บางชนิดเกือบทุกครั้ง เพื่อลดการแพร่ของไอน้ำและทำให้เกิดการปิดผนึกด้วยความร้อน เนื่องจากกระดาษแก้วที่ไม่เคลือบไม่มีคุณสมบัติของเทอร์โมพลาสติก ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ การเคลือบโพลีเมอร์ของประเภทโพลีไวนิลลิดีนคลอไรด์ถูกนำมาใช้สำหรับสิ่งนี้ เนื่องจากมีความชื้นน้อยกว่าและให้การเชื่อมต่อที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้นในระหว่างการปิดผนึกด้วยความร้อน กระดาษแก้วใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์เป็นวัสดุห่อสำหรับร้านเสื้อผ้าสำเร็จรูป ผลิตภัณฑ์อาหาร ผลิตภัณฑ์ยาสูบ และเป็นพื้นฐานสำหรับบรรจุภัณฑ์แบบมีกาวในตัว
ฟองน้ำเหนียวนอกจากจะได้เส้นใยหรือฟิล์มแล้ว วิสโคสยังสามารถผสมกับวัสดุที่เป็นเส้นใยและผลึกละเอียดที่เหมาะสมได้ หลังจากการบำบัดกรดและการชะล้างด้วยน้ำ ส่วนผสมนี้จะถูกแปลงเป็นวัสดุฟองน้ำเหนียว (รูปที่ 2) ซึ่งใช้สำหรับบรรจุภัณฑ์และฉนวนกันความร้อน

เส้นใยทองแดงไฟเบอร์จากเซลลูโลสที่สร้างใหม่ยังถูกผลิตขึ้นในระดับอุตสาหกรรมด้วยการละลายเซลลูโลสในสารละลายทองแดงแอมโมเนียมเข้มข้น (CuSO4 ใน NH4OH) และปั่นสารละลายที่ได้ให้เป็นเส้นใยในอ่างปั่นกรด เส้นใยดังกล่าวเรียกว่าคอปเปอร์แอมโมเนีย
คุณสมบัติของเซลลูโลส
คุณสมบัติทางเคมี. ดังแสดงในรูป 1 เซลลูโลสเป็นคาร์โบไฮเดรตโพลีเมอร์สูงที่ประกอบด้วยกลูโคซิดิก C6H10O5 ตกค้างที่เชื่อมต่อกันด้วยสะพานเอสเทอร์ที่ตำแหน่ง 1,4 หมู่ไฮดรอกซิลสามหมู่บนแต่ละหน่วยกลูโคราโนสสามารถถูกทำให้เป็นเอสเทอร์ด้วยสารอินทรีย์ เช่น ของผสมของกรดและกรดแอนไฮไดรด์ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสม เช่น กรดซัลฟิวริก อีเธอร์สามารถเกิดขึ้นได้จากการกระทำของโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของโซดาเซลลูโลส และปฏิกิริยาที่ตามมากับอัลคิลเฮไลด์:

ปฏิกิริยากับเอทิลีนหรือโพรพิลีนออกไซด์ให้ไฮดรอกซิเลตอีเทอร์:

การปรากฏตัวของหมู่ไฮดรอกซิลเหล่านี้และรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุลขนาดใหญ่มีหน้าที่ในการดึงดูดขั้วที่แข็งแกร่งของหน่วยที่อยู่ใกล้เคียง แรงดึงดูดรุนแรงมากจนตัวทำละลายทั่วไปไม่สามารถทำลายสายโซ่และละลายเซลลูโลสได้ หมู่ไฮดรอกซิลอิสระเหล่านี้มีหน้าที่ในการดูดความชื้นสูงของเซลลูโลส (รูปที่ 3) Etherification และ etherization ช่วยลดการดูดความชื้นและเพิ่มความสามารถในการละลายในตัวทำละลายทั่วไป

ภายใต้การกระทำของสารละลายกรด สะพานออกซิเจนในตำแหน่ง 1,4 จะแตกออก การแตกของสายโซ่อย่างสมบูรณ์ทำให้กลูโคสเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ ความยาวโซ่เริ่มต้นขึ้นอยู่กับที่มาของเซลลูโลส เป็นค่าสูงสุดในสภาพธรรมชาติและลดลงในกระบวนการแยก การทำให้บริสุทธิ์ และการแปลงเป็นสารประกอบอนุพันธ์ (ดูตาราง)

ระดับเซลลูโลสพอลิเมอไรเซชัน
วัสดุ จำนวนกลูโคไซด์ตกค้าง
ฝ้ายดิบ 2500-3000
สำลีทำความสะอาด 900-1000
เยื่อไม้บริสุทธิ์ 800-1000
เซลลูโลสที่สร้างใหม่ 200-400
เซลลูโลสอะซิเตทอุตสาหกรรม 150-270

แม้แต่แรงเฉือนเชิงกล เช่น ในระหว่างการเจียรนัย จะทำให้ความยาวของโซ่ลดลง เมื่อความยาวสายโซ่โพลีเมอร์ลดลงต่ำกว่าค่าต่ำสุด สมบัติทางกายภาพระดับมหภาคของเซลลูโลสจะเปลี่ยนไป สารออกซิไดซ์มีผลต่อเซลลูโลสโดยไม่ทำให้เกิดความแตกแยกของวงแหวนกลูโคราโนส (รูปที่ 4) การดำเนินการที่ตามมา (ในที่ที่มีความชื้น ตัวอย่างเช่น ในการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อม) ตามกฎแล้ว จะนำไปสู่การตัดสายโซ่และการเพิ่มจำนวนของกลุ่มปลายที่คล้ายอัลดีไฮด์ เนื่องจากหมู่อัลดีไฮด์ถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายไปยังกลุ่มคาร์บอกซิล เนื้อหาของคาร์บอกซิลซึ่งแทบไม่มีอยู่ในเซลลูโลสธรรมชาติจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วภายใต้สภาวะบรรยากาศและการเกิดออกซิเดชัน

เช่นเดียวกับพอลิเมอร์ทั้งหมด เซลลูโลสสลายตัวภายใต้อิทธิพลของปัจจัยบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของออกซิเจน ความชื้น ส่วนประกอบที่เป็นกรดของอากาศและแสงแดด ส่วนประกอบรังสีอัลตราไวโอเลตของแสงแดดมีความสำคัญ และสารป้องกันรังสียูวีที่ดีหลายชนิดช่วยเพิ่มอายุของผลิตภัณฑ์อนุพันธ์เซลลูโลส ส่วนประกอบที่เป็นกรดของอากาศ เช่น ไนโตรเจนและซัลเฟอร์ออกไซด์ (ซึ่งมักมีอยู่ในอากาศในบรรยากาศของพื้นที่อุตสาหกรรม) เร่งการสลายตัว มักมีผลรุนแรงกว่าแสงแดด ตัวอย่างเช่น ในอังกฤษ มีการสังเกตว่าตัวอย่างฝ้ายที่ทดสอบเพื่อสัมผัสกับบรรยากาศ ในฤดูหนาว ซึ่งแทบไม่มีแสงแดดจ้า จะเสื่อมโทรมเร็วกว่าในฤดูร้อน ความจริงก็คือการเผาไหม้ถ่านหินและก๊าซจำนวนมากในฤดูหนาวทำให้ความเข้มข้นของไนโตรเจนและซัลเฟอร์ออกไซด์ในอากาศเพิ่มขึ้น สารขจัดกรด สารต้านอนุมูลอิสระ และสารดูดซับรังสียูวีช่วยลดความไวของเซลลูโลสต่อการผุกร่อน การแทนที่หมู่ไฮดรอกซิลอิสระทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความไวนี้: เซลลูโลสไนเตรตสลายตัวเร็วขึ้น ในขณะที่อะซิเตทและโพรพิโอเนตสลายตัวช้ากว่า
คุณสมบัติทางกายภาพโซ่โพลีเมอร์เซลลูโลสถูกบรรจุเป็นมัดยาวหรือเส้นใยซึ่งพร้อมกับผลึกที่มีลำดับชั้นยังมีส่วนที่เป็นอสัณฐานน้อยกว่า (รูปที่ 5) เปอร์เซ็นต์ความเป็นผลึกที่วัดได้ขึ้นอยู่กับชนิดของเยื่อกระดาษและวิธีการวัด จากข้อมูลเอ็กซเรย์พบว่ามีตั้งแต่ 70% (ผ้าฝ้าย) ถึง 38-40% (เส้นใยเหนียว) การวิเคราะห์โครงสร้างด้วยเอ็กซ์เรย์ให้ข้อมูลไม่เพียงแต่ในอัตราส่วนเชิงปริมาณระหว่างวัสดุที่เป็นผลึกและอสัณฐานในพอลิเมอร์ แต่ยังรวมถึงระดับของการวางแนวเส้นใยที่เกิดจากการยืดตัวหรือกระบวนการเติบโตตามปกติ ความคมชัดของวงแหวนเลี้ยวเบนแสดงลักษณะของระดับของผลึก ในขณะที่จุดเลี้ยวเบนและความคมของวงแหวนแสดงลักษณะการมีอยู่และระดับของทิศทางที่ต้องการของผลึก ในตัวอย่างเซลลูโลสอะซิเตทที่นำกลับมาใช้ใหม่ที่ได้จากกระบวนการปั่น "แห้ง" ทั้งระดับของความเป็นผลึกและการวางแนวมีขนาดเล็กมาก ในตัวอย่างไตรอะซิเตต ระดับของความเป็นผลึกจะมากกว่า แต่ไม่มีการวางแนวที่ต้องการ การอบชุบด้วยความร้อนของไตรอะซิเตทที่อุณหภูมิ 180-240 ° C จะเพิ่มระดับความเป็นผลึกได้อย่างมีนัยสำคัญ และการวางแนว (รูปวาด) ร่วมกับการอบชุบด้วยความร้อนจะทำให้วัสดุที่ได้รับคำสั่งมากที่สุด ผ้าลินินแสดงถึงความเป็นผลึกและการวางแนวในระดับสูง
ดูสิ่งนี้ด้วย
เคมีอินทรีย์
กระดาษและวัสดุเขียนอื่น ๆ ;
พลาสติก

ข้าว. 5. โครงสร้างโมเลกุลของเซลลูโลส สายโมเลกุลจะผ่านหลายไมเซลล์ (บริเวณที่เป็นผลึก) ที่มีความยาว L โดยที่ A, A" และ B" คือส่วนปลายของสายโซ่ที่อยู่ในบริเวณที่ตกผลึก B - ปลายสายโซ่นอกบริเวณที่ตกผลึก

วรรณกรรม
Bushmelev V.A. , Volman N.S. กระบวนการและอุปกรณ์การผลิตเยื่อและกระดาษ M. , 1974 เซลลูโลสและอนุพันธ์ของมัน. ม., 1974 อาคิม อี.แอล. เป็นต้น เทคโนโลยีการแปรรูปและแปรรูปเซลลูโลสกระดาษและกระดาษแข็ง L., 1977

สารานุกรมถ่านหิน. - สังคมเปิด. 2000 .

บทบาทของเซลลูโลสในร่างกายมนุษย์คืออะไร คุณจะได้เรียนรู้จากบทความนี้

เซลลูโลสคืออะไร?

เซลลูโลสเป็นพอลิเมอร์ตามธรรมชาติของกลูโคส ซึ่งมีต้นกำเนิดจากพืชและมีโครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้น กล่าวอีกนัยหนึ่งเรียกว่าตาหมากรุก บนโลกของเรา ในบรรดาสารประกอบอินทรีย์ทั้งหมด มันอยู่ในอันดับแรก

คุณค่าทางชีวการแพทย์ของเซลลูโลส:

• เซลลูโลสเป็นส่วนประกอบหลักที่ประกอบเป็นโครงสร้างของผนังเซลล์พืช
• ในพืชจะทำหน้าที่ป้องกัน
• ส่วนประกอบนี้เป็นพื้นฐานของโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน
• พวกมันให้พลังงานแก่สิ่งมีชีวิตที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่
• พวกเขาเลี้ยงเซลล์ของสิ่งมีชีวิตด้วยสารอาหารเนื่องจากจะกระจุกตัวอยู่ในเนื้อเยื่อและเลี้ยงเซลล์ในเวลาที่เหมาะสม
• เซลลูโลสมีส่วนสำคัญในการควบคุมแรงดันออสโมติก
• มันเป็นส่วนหนึ่งของส่วนรับรู้ของตัวรับของทุกเซลล์

ความสำคัญทางชีวภาพของเซลลูโลส:

• ไฟเบอร์เป็นส่วนโครงสร้างหลักของผนังเซลล์ในพืช เซลลูโลสจากพืชเป็นอาหารหลักของสัตว์กินพืช เนื่องจากร่างกายของพวกมันมีเอนไซม์พิเศษ - เซลลูเลส ซึ่งมีหน้าที่ในการสลายตัวของส่วนประกอบนี้ แต่คนในรูปบริสุทธิ์ไม่ได้ใช้เซลลูโลส
• มันจับของเหลวในการบีบตัวของลำไส้ ยังเผาผลาญแบคทีเรียในลำไส้ใหญ่อีกด้วย พลังงานเซลลูโลสสนับสนุนจุลินทรีย์และใยอาหารในตัวมัน
• ไฟเบอร์ช่วยป้องกันโรคริดสีดวงทวารและท้องผูก
• เมื่อคนที่เป็นเบาหวานชนิดที่ 1 บริโภคเซลลูโลสเพียงพอ ร่างกายของเขาจะมีความทนทานต่อกลูโคสมากขึ้น
• องค์ประกอบนี้ทำหน้าที่เป็น "แปรง" ขจัดคราบสกปรกออกจากผนังลำไส้ - ขจัดสารพิษและคอเลสเตอรอล

เราหวังว่าจากบทความนี้ คุณจะได้เรียนรู้ว่าหน้าที่ทางชีววิทยาของเซลลูโลสในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตคืออะไร