K I R I SH
Sellyuloza tabiatda eng ko‘p tarqalgan tabiiy polimerdir. U barcha o‘simliklar xujayralarining asosiy qismini tashkil qiladi. Daraxt va o‘simliklarning 40-60% sellyulozadan iborat. Paxta, jut va kanop tolalari esa asosan sellyulozadir. Ularning tarkibida sellyulozadan tashqari 7-10% boshqa moddalar mavjud. Sanoatda sellyuloza asosan daraxtning bir qancha turlaridan olinadi va yog‘och sellyulozasi deb ataladi.
Paxta linti tarkibida 96 foyizgacha sellyuloza bo‘ladi. Lintdan sellyuloza olish uchun NaOH ning 1,5 foyzli eritmasi 0,3-1 MPa bosim ostida 3-6 soat qaynatiladi. Hosil bo‘lgan sellyuloza gipoxlorid eritmasi yoki vodorod H2 O2 bilan oqartiriladi. Bunday jarayon natijasida olingan sellyulozaning tozalik darajasi 98-99 foyizni tashkil etadi. Sifatli qog‘oz mahsulotlari, hamda, kimyoviy qayta ishlash maqsadlari uchun sellyulozaning tozaligi 94 foyzdan kam bo‘lmasligi kerak. Sellyulozaning fizik, kimyoviy, mexanik va shunga o‘xshash hossalari, uning polimerlanish darajasi, makromolekulalarining o‘zaro va makromolekula tarkibidagi elementar xalqalarning bir-biriga nisbatan joylashishiga bog‘liq.
Sellyulozaning sanoatda ishlab chiqarilish miqdori, hamda, uning turli sohalarda qo‘llanilishi, barcha sintetik polimerlarning shunday ko‘rsatkichlaridan bir necha hissa ko‘pdir. Sellyulozaning gidroksil gruppalari oddiy quyi molekulyar spirtlarga xos barcha kimyoviy reaksiyaga kirishadi. Sellyuloza makromolekulasining tuzilish strukturasi quydagicha:
YUqorida keltirilgan formuladan ko‘rishimiz mumkinki, sellyuloza makromolekulalari o‘zaro 1,4-glyukozid bog‘lar bilan birikkan bo‘lib, b-D-angidroglyukopiranoza qoldiqlaridan iborat. Sellyulozaning har bir elementar xalqasida, ya’ni angidroglyukopiranoza qoldig‘ida uchta gidroksil gruppa bor. Ularning oltinchi (S6) uglerod atomidagi gidroksil gruppa birlamchi, ikkinchi hamda uchinchi uglerod atomlaridagi esa ikkilamchi gidroksil gruppalaridir. Ular quyi molekulyar spirtlar kabi ishqorlar ta’sirida-alkogolyatlar, kislotalar ta’sirida aldegid va karboksil gruppalar hosil qiladi. Ishlab chiqarishda yuqorida sanab o‘tilgan reaksiya turlari asosida sellyulozaning turli hil yangi hosilalari olinib, ular halq xo‘jaligining ko‘p tarmoqlarida sun’iy tolalar, turli tarkibdagi mahsulotlari, portlovchi moddalar, ionalmashgich materiallar, elimlar va plastmassalar sifatida ishlatiladi.
Sellyulozaning molekulyar massasi o‘n minglardan bir necha millionlargacha bo‘lishi mumkin. Makromolekulasining stereotartibli tuzilishi va elementar xalqasi konfarmatsion holatining barqarorligi sababli sellyuloza barcha polisaxaridlar ichida alohida o‘rin egallaydi. U boshqa polisaxaridlardan o‘zining ijobiy fizika-mexanika ·hossalari va turli kimyoviy ta’sirlarga chidamliligi bilan ajralib turadi.
Sellyuloza tarkibida juda ko‘plab qutiblangan gidroksil gruppa tutgan politsiklik yuqori molekulyar birikma bo‘lganidan uning makromolekula zanjiri egiluvchan emas, makromolekula o‘ta tartibli bo‘lgani uchun u zich joylashgan. SHuning uchun, sellyuloza ayrim erituvchilardagina eriydi: ular mis-amiak kompleksi va to‘rsimon to‘rtlamchi ammoniy asoslarining konsentrlangan eritmalaridir.
Odatda sellyuloza α-sellyuloza va gemitsellyulozaga bo‘linadi. Polimerlanish darajasi juda yuqori bo‘lib, ishqorning 18 foyzli eritmasi bilan ishlangan sellyuloza α-sellyuloza deyiladi, ishqorning 18 foyzli eritmasida qolgan sellyuloza gemitsellyuloza deyiladi. Uning polimerlanish darajasi 150 dan kam bo‘ladi. Gemitsellyuloza o‘z navbatida b- va γ-sellyulozaga bo‘linadi.
Polimerlanish darajasi 50-150 ga teng sellyuloza b-sellyulozadir. Polimerlanish darajasi 50 dan kam sellyuloza γ-sellyuloza deyiladi. α-Sellyuloza sulfit sellyuloza tarkibidagi miqdori 90 foyzdan kam bo‘lmasligi, paxta sellyulozasi tarkibida esa 98-99 foyz bo‘lishi kerak. Sellyulozaning zichligi 1,4-1,55 g/m2 ga teng bo‘lib, uning molekulyar massasi o‘simlikning o‘sish sharoiti va turiga qarab har hil qiymatlarga ega bo‘ladi. Sellyulozaning barcha turlari yonadi. Sellyuloza oddiy sharoitda shishasimon holatda; yuqori elastik holatga o‘tish temperaturasi parchalanish temperaturasidan yuqori. SHuning uchun sellyuloza 2000 gacha qizdirilganda yumshashga ulgurmay, parchalanib ketadi. Sellyuloza mineral kislotalar rux, vismut, surma, titan, simob va qo‘rg‘oshin xloridlarning to‘yingan eritmalarida yaxshi eriydi. Lekin bunda makromolekulalar destruksiyalanib, sellyulozaning molekulyar massasi ancha kamayadi. Bunday salbiy xolatlar sellyulozadan yanada kengroq foydalanish imkoniyatini cheklab qo‘yadi.
Sellyuloza makromolekulasining yaxshi orentatsiyalangani, ancha pishiq tola hosil qilishi ham vodorod bog‘lar ta’siridandir. Sellyuloza makromolekulalarining reaksiyaga kirishish xususiyati ham undagi vodorod bog‘larining miqdoriga bog‘liq. Makromolekulalarning joylashish zichligi va orentatsiya darajasi ortishi bilan undagi vodorod bog‘lar ta’siri ham ortib boradi. Agar makromolekulalararo vodorod bog‘lari ta’siri kamaytirilsa, sellyulozaning reaksiyaga kirishish xususiyati ortadi. Amalda vodorod bog‘lar ta’sirini kamaytirish uchun sellyuloza turli suyuqliklarda bo‘ktiriladi yoki undagi gidroksil gruppalarning bir qismi boshqa gruppalarga almashtiriladi.
Ma’lumki, chiziqsimon makromolekulalarda katta xajmli tarmoqlar hosil bo‘lishi natijasida polimerning zichligi kamayadi. Sellyulozani spirt yoki karbon kislotalar bilan efirlash, bir tomondan makromolekulaning g‘ovak tuzilishiga sabab bo‘lsa, ikkinchidan, vodorod bog‘lar bilan o‘zaro ta’sir eta oladigan gidroksil gruppalar miqdorining kamayishiga olib keladi. SHuning uchun sellyuloza hosilalari ko‘pchilik suyuqliklarda oson eriydi va temperatura ko‘tarilgan sari sekin-asta yumshab, dastlab yuqori elastik, so‘ngra qovushqoq-oquvchan xolatga o‘tadi. Makromolekulalarning vodorod bog‘larining kamayishi, o‘rin almashgan gidroksil gruppalar miqdoriga va hosil bo‘lgan yangi funksional gruppalar xajmiga ham bog‘liq. Funksional gruppalarning xajmi ortishi yoki miqdorining ko‘payishi vodorod bog‘lar sonini kamaytirib molekulalarning o‘zaro ta’sir kuchini susaytiradi.
Tolalarda sellyuloza makromolekulalari batartib joylashganligi sababli sellyuloza tolalari mustahkam. Bunday chidamli tolalar ishlab chiqarish sanoatining juda ko‘plab tarmoqlarida va turmushda keng qo‘llaniladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |