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:
ПрочностьСпособность сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Различают прочность на сжатие и растяжение по направлениям приложения нагрузки — продольной и поперечной; статический изгиб.- ТвердостьСпособность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердого тела.
ИзносостойкостьСпособность древесины сопротивляться износу, т. е. постепенному разрушению ее поверхностных зон при трении. Износ боковых поверхностей больше, чем торцовых; износ влажной древесины больше, чем сухой.- ВлажностьРазличают абсолютную и относительную влажность древесины.
- ЗольностьЭто свойство характеризуется тем, как много золы образуется при сгорании древесины данной пробы. Основной компонент золы — поташ (K2CO3), являющийся полезным удобрением.
Дополнительные материалы
- Ролик на YouTube.
- 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
Находясь на сайте, вы даете согласие на обработку файлов cookie. Это необходимо для более стабильной работы сайта