Древесина и целлюлоза

|
Полимеры встречаются повсеместно, в т. ч. в природе. Самое большое влияние из полимеров, встречающихся в окружающей среде, на развитие человеческой цивилизации оказала, пожалуй, целлюлоза. Целлюлоза — это один из основных компонентов клеточных стенок растений, хотя ее содержание в различных клетках или даже частях стенки одной клетки сильно варьируется.
Помимо важнейшего строительного материала, она используется в качестве наполнителя в таблетках в фармацевтике. Целлюлозу и ее эфиры используют для получения искусственного волокна (вискозного, ацетатного, медно-аммиачного шелка, искусственного меха). Хлопок, состоящий по большей части из целлюлозы (до 99,5 %), идет на изготовление тканей. Древесная целлюлоза используется для производства бумаги, пластмасс, кино- и фотопленок, лаков, бездымного пороха и т. д.
Целлюлоза — полисахарид. Вещество было обнаружено в 1838 г. французским химиком Ансельмом Пайеном. Формула целлюлозы — (C6H10O5)n. Она представляет собой линейный гомополимер из сотен или десятков тысяч остатков D-глюкозы.

Целлюлоза несъедобна для человека, поскольку в нашем организме отсутствуют ферменты, которые могли бы в полной мере разлагать ее. Клетчатка, состоящая по большей части из целлюлозы, не переваривается именно из-за этого. Однако пища с клетчаткой очень полезна для поддержания баланса бактерий в кишечнике
Самая чистая целлюлоза, применяемая человеком, — это обыкновенная вата. Она добывается из коробочек хлопчатника. При изготовлении ваты естественного происхождения растительные волокна расщипываются, разрыхляются и очищаются от примесей, полученная волокнистая масса формируется в так называемые холсты на машинах разрыхлительно-трепального агрегата; бесформенная масса волокна, составляющая холст, на чесальной машине превращается в съем ваты определенной толщины.
При производстве медицинской ваты сырье подвергается варке в щелочи под давлением и затем обрабатывается гипосульфитом натрия. В результате волокно приобретает белизну и характерные свойства — способность быстро смачиваться и поглощать жидкости.

Коробочка хлопчатника
В растениях целлюлоза образует волокна, которые как бы «скреплены» лигнином. Это вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток. Лигнин не является самостоятельным веществом, а представляет собой смесь ароматических полимеров родственного строения. Именно поэтому невозможно написать его структурную формулу.
Лигнин — ценное химическое сырье, используемое во многих производствах и медицине; один из основных компонентов, отвечающих за ванильный аромат старых книг. Лигнин, как и древесная целлюлоза, разлагается со временем в процессе окисления и придает старым книгам приятный запах. Прочность древесины обуславливается тем, как хорошо в ней волокна целлюлозы склеены лигнином.
Лигнин
Древесина является анизотропным материалом, т. е. материалом с неодинаковыми свойствами по направлениям относительно волокон. Так, например, усушка вдоль волокон меньше, чем поперек волокон, а усушка в радиальном направлении меньше, чем в тангентальном. Различны также в зависимости от направления волокон влагопроводность, паропроницаемость, звукопроводность и некоторые другие характеристики.
К основным свойства древесины относятся:
Прочность
Способность сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Различают прочность на сжатие и растяжение по направлениям приложения нагрузки — продольной и поперечной; статический изгиб.
Твердость
Способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердого тела.
Износостойкость
Способность древесины сопротивляться износу, т. е. постепенному разрушению ее поверхностных зон при трении. Износ боковых поверхностей больше, чем торцовых; износ влажной древесины больше, чем сухой.
Влажность
Различают абсолютную и относительную влажность древесины.
Зольность
Это свойство характеризуется тем, как много золы образуется при сгорании древесины данной пробы. Основной компонент золы — поташ (K2CO3), являющийся полезным удобрением.
Дополнительные материалы
Таблица сравнительных характеристик пород древесины.
Книга «Технология бумаги» Д. М. Фляте.
Подробная статья про целлюлозу.
Статья про целлюлозу на «Википедии».
Статья про древесину на «Википедии»
Статья про лигнин на «Википедии»
Присоединяйтесь к чату химиков в Telegram!
Для школьников 5−9 классов и их родителей
Химия вокруг нас
В этом курсе автор расскажет вам о базовых принципах химии, используя вещества, с которыми мы сталкиваемся ежедневно: еду, соки, моющие средства, разные виды пластика. После каждой лекции нужно будет выполнить небольшое практическое задание, реактивы для которого вы сможете найти у себя дома или в ближайшем магазине.
20 уроков с заданиями
Авторская подача: просто, понятно и c юмором
Свободное расписание: нет дедлайнов и сроков сдачи заданий
Все материалы доступны сразу, можно начать обучение в удобное время
Практические задания после каждого урока
Профессиональное видео и современная графика
Быстрая связь с техподдержкой и чат с автором
Сертификат о прохождении курса
Зачем
Научиться печь шарлотку, используя реакцию Майяра
Развить внимание, воображение и научное мышление
Расширить кругозор и задуматься о природе вещей
Что вы получите
Запишитесь на курс, чтобы общаться в чате с преподавателем, выполнять задания и получить сертификат. Вы получите доступ немедленно. Это бесплатно.
Новинка. Курс создан в 2021 г.
Узнать о бережном отношении к природе и экологии
Увидеть другой подход к преподаванию
«Пожалуйста, поделитесь вашими впечатлениями о курсе „Химия вокруг нас“. Это поможет нам в дальнейшей работе. Ругать или хвалить можно через чат-бота. Чтобы его запустить, выберите удобный вам мессенджер»
Facebook
Telegram
VK
Viber
Работает с мобильного
Работает с мобильного
Денис Байгозин, автор курса
Находясь на сайте, вы даете согласие на обработку файлов cookie. Это необходимо для более стабильной работы сайта
Понятно
Close