10.4.1 Химическая переработка древесины с получением целлюлозы

Химическая переработка древесины для России с ее огромными лесными богатствами имеет большое народно-хозяйственное значение. Из этого сырья получают: целлюлозу – основу производства бумаги, пороха, искусственных волокон, пластмасс и т.п.; древесную массу, использующуюся при выпуске кормовых продуктов для животноводства, древесного угля, метилового спирта, канифоли.

Целлюлоза (клетчатка) – главная составная часть стенок растительных клеток, образующая твердый ствол всех растений и придающая ему прочность и эластичность. В древесине целлюлоза составляет 90% и имеет волокнистое строение.

Целлюлоза – высокомолекулярный полисахарид (С₆Н₅О₅) со степенью полимеризации, достигающей 40 тыс., и молекулярной массой 50000–150000 и более. Целлюлоза имеет волокнистое строение. В состав древесины входит также большое количество органических веществ: гемицеллюлозы, лигнины, смолы, жиры, белковые вещества, красители.

Гемицеллюлоза – полисахариды, сопровождающие целлюлозу, но отличающиеся от нее меньшей длиной цепи.

Лигнин – сложная смесь органических веществ ароматического ряда, содержащая большее, чем целлюлоза, количество углерода (61–64%).

Получение целлюлозы основано на способности гемицеллюлозы и лигнина переходить в раствор под воздействием некоторых химических реагентов. Целлюлоза при этом не растворяется, ее отбеливают газообразным хромом, хлорной водой или другими окислителями, а затем облагораживают, т.е. обрабатывают однопроцентным раствором каустической соды для окончательного удаления лигнина, золы, гемицеллюлозы, смолы и других примесей.

10.4.2 Пластмассы

В настоящее время практически нет ни одной отрасли народного хозяйства, не использующей пластмасс. Степень их применения может служить одним из критериев научно-технического прогресса. Пластмассы заменяют традиционные материалы (металл, стекло, дерево, бумагу, кожу), а также обеспечивают создание принципиально новых конструкций и самых разнообразных видов изделий. Пластмассы характеризуются рядом свойств. Они легче металлов в 4–6 раз, механическая прочность некоторых пластмасс не ниже черных металлов. Пластмассы имеют теплопроводность в 100–150 раз меньшую, чем у металлов, устойчивы к атмосферным воздействиям и различным агрессивным средам. Существенный недостаток пластмасс – низкая термостойкость, обычно не превышающая 150 ⁰С.

Мировое потребление пластмасс оценивается примерно в 100 млн. т, в том числе в США – 30 млн. т. Объем производства пластмасс и искусственных волокон в нашей стране в 10–15 раз меньше, чем в развитых странах.

Пластмассы – это твердые природные или синтетические высокомолекулярные соединения или их смеси с различными наполнителями, способные при повышении температур и давлении размягчаться и деформироваться, а после затвердевания устойчиво сохранять приданную им форму.

Основным сырьем для производства пластмасс являются продукты переработки нефти и газа – высокомолекулярные соединения, называемые синтетическими смолами, которые получают синтезом простых молекул органических соединений.

Формование изделий из пластмасс производят прессованием, литьем под давлением, выдавливанием, штамповкой, сваркой, склеиванием и другими методами. Основными факторами, влияющими на процесс формования, являются его температура, продолжительность и давление.

Особенность пластмасс – их чрезвычайно медленное разложение в естественных условиях, что является серьезной причиной загрязнения окружающей среды. Поэтому в последние годы ведутся работы по созданию и выпуску пластмасс с регулируемыми сроками службы, которые разлагаются под действием природных факторов: солнца, воды, кислорода воздуха, микроорганизмов и т.п., а затем ассимилируются почвой, включаясь в замкнутый биологический цикл.