Reakcje celulozy -estryfikacja

Prezentacja na temat: "Reakcje celulozy -estryfikacja"— Zapis prezentacji:

1 Reakcje celulozy -estryfikacja
Estry celulozy dzielimy na : estry kwasów nieorganicznych i organicznych. Azotan celulozy(NC-nitroceluloza)-można otrzymać przez estryfikację celulozy kwasem azotowym lub jego mieszaninami głównie z kwasem siarkowym . NC zachowuje włóknistą budowę celulozy i nie różni się od niej wyglądem zewnętrznym. W wyniku całkowitej estryfikacji wszystkich grup OH obecnych w cząsteczce celulozy otrzymuje się trójazotan celulozy. (C6H7O2-(OH)3)n + 3nHNO3  (C6H7O2 –(ONO2)3)n + 3n H2O Kwas siarkowy w tej reakcji spełnia : rolę odwadniacza, czynnika katalizującego HNO3 + H2SO NO2+ + HSO4- + H2O czynnika ułatwiającego przenikanie HNO3 w głąb włókna celulozy Liczba azotowa(LA)-określa przeciętny stopień estryfikacji celulozy, pozwalający odróżnić poszczególne rodzaje celulozy Gdy estryfikacji ulega jedna grupa OH w jednostce glikozydowej LA wynosi 6.76% dwie grupy OH LA wynosi 11.11%, trzy grupy OH LA wynosi

2 stopień polimeryzacji
Nitroceluloza Etapy estryfikacji celulozy: rozdrobnienie i wysuszenie celulozy nitracja za pomocą mieszaniny nitrującej usunięcie nadmiaru kwasu stabilizacja nitrocelulozy(usunięcie głównie estrów kwasu siarkowego (C6H7O2 –(OSO3H)3)n przez rozdrobnienie i przemycie wodą) usuniecie wody przez przemycie etanolem Zastosowanie celulozy w zależności od stopnia polimeryzacji i stopnia estryfikacji. stopień estryfikacji liczba azotowa stopień polimeryzacji rozpuszczalnik zastosowanie 2,4-,2-8 12,0-13,5 2000 aceton materiały wybuchowe 2,0-2,3 ~11,8 500 estry film, kleje 1,9-2,3 ~11,5 200 etanol lakiery 1,0-2,0 ~11,0 tworzywa sztuczne

3 Ksantogenian celulozy
W reakcji celulozy z dwusiarczkiem węgla i wodnym roztworem wodorotlenku sodowego powstaje celulozoksantogenian sodowy (tzw. Ksantogenian celulozy),który po rozpuszczeniu się w roztworze zasady tworzy lepka zawiesinę koloidalną zwaną wiskozą. Podczas przetłaczania wiskozy przez dyszę przędzalniczą do kąpieli o odczynie kwasowym, celuloza regeneruje się w postaci cienkich włókien, które tworzą nitki materiału jedwabiu znanego jako sztuczny jedwab. Jeżeli wiskozę przetłacza się przez wąską szczelinę, to celuloza regeneruje się w postaci cienkich arkuszy, które po zmiękczeniu gliceryną – stosuje się jako powłoki ochronne – celofan.

4 Octan celulozy Celuloza w obecności bezwodnika octowego lub kwasu octowego i małej ilości kwasu siarkowego przekształca się w pochodną triacylową (tzw.trioctan). (C6H7O2-(OH)3)n + 3n(CH3CO)2O  (C6H7O2 –(OCOCH3)3)n + 3n CH3 COOH Podczas częściowej hydrolizy niektóre z grup acylowych ulegają odszczepieniu i jednocześnie następuje rozpad łańcuchów na mniejsze fragmenty. Powstaje w ten sposób octan celulozy (w przybliżeniu pochodna diacetylowa). Octan celulozy jest mniej palny niż azotan celulozy .Podczas przetłaczania roztworu octanu celulozy przez dysze przędzalniczą zachodzi odparowanie rozpuszczalnika i tworzy się stałe włókno tzw. Jedwab octanowy.

5 Etery celulozy Celulozę alkiluje się na skalę przemysłową przez działanie na nią chlorkami alkilów (tańszymi niż siarczany ) w obecności zasad. W reakcjach tych następuje degradacja celulozy. Ogólny przebieg reakcji: (C6H7O2-(OH)3)n + nNaOH + n R-Cl  (C6H7O2 –(OR)3)n + n NaCl + n H2O R; -CH3 ,,grupa metylowa -CH2CH3 ,grupa etylowa -CH2C6H5 grupa benzylowa Metylowe, etylowe i benzylowe etery (metyloceluloza ,etyloceluloza, benzyloceluloza )maja znaczenie w produkcji tkanin, filmów i różnych przedmiotów z tworzyw sztucznych.

6 Utlenianie celulozy W wyniku prowadzonych procesów technologicznych oraz działania różnych środków utleniających (mieszanina chromowa, KMnO4 ,ozon ,roztwory podchlorynów, woda utleniona itd.) zachodzi proces utlenienia grup hydroksylowych do grup aldehydowej, ketonowej lub karboksylowej celulozy. Utlenioną celulozę nazywa się oksycelulozą. Działanie na celulozę rozcieńczonych kwasów nieorganicznych na zimno lub w temperaturach umiarkowanie podwyższonych ,powoduje częściową hydrolizę celulozy i powstają różne rodzaje tzw. hydrocelulozy. Hydroceluloza jest mieszaniną nie zmienionej celulozy i produktów hydrolizy o różnym stopniu polimeryzacji. Im większe stężenie kwasu, czas , temperatura tym bardziej posunięta degradacja celulozy i stopień polimeryzacji.

7 Metody otrzymywania celulozy z drewna
Papier to arkusz włókien celulozowych z pewną liczbą dodanych składników mających wpływ na jakość tego arkusza i jego przydatność do zamierzonego końcowego zastosowania. Te dwa terminy: papier i tektura ogólnie biorąc odróżnia się w zależności od masy arkusza produktu (jego gramatury). Papier jest arkuszem o gramaturze w zakresie do około 150 g/m2, a cięższe arkusze uważa się za tekturę. Masa do wyrobu papieru może być wyprodukowana sposobami chemicznym lub mechanicznym z włókien pierwotnych albo może być wytworzona przez rozczynianie odzyskanego papieru (makulatury) i dalszy przerób na włókna wtórne (RCF). W procesie wytwarzania masy włóknistej surowiec zawierający celulozę zostaje rozbity na pojedyncze włókna. Drewno jest głównym surowcem. W chemicznym roztwarzaniu drewna stosuje się chemikalia, które uwalniają włókna,przeprowadzając ligninę do roztworu, z którego mogą być odzyskane te chemikalia, a także energia zawarta w ligninie oraz innych substancjach organicznych. Najbardziej rozpowszechnione metody uzyskiwania celulozy są : metoda siarczynowa i metoda siarczanowa.