Целлюлоза - β-1,4-гликозидтік байланыстармен қосылған көптеген глюкоза қондырғыларынан тұратын күрделі полисахарид. Бұл өсімдіктер жасушаларының қабырғаларының негізгі құрамдас бөлігі болып табылады және өсімдіктер жасушаларының қабырғаларына күшті құрылымдық қолдау және қаттылық береді. Ұзын целлюлоза молекулалық тізбегі мен жоғары кристалдың арқасында ол қатты тұрақтылық пен қамқорлыққа ие.
(1) Целлюлозаның қасиеттері және ерігендегі қиындықтар
Целлюлоза келесі қасиеттерге ие, бұл оны тарату қиынға соғады:
Жоғары кристалдардың: Целлюлоза молекулалық тізбектері сутегі байланыстары мен ван дер вааль күштері арқылы тығыз тор құрылымын құрайды.
Полимерлеудің жоғары деңгейі: полимерлеу дәрежесі (яғни молекулалық тізбек ұзындығы) целлюлозаның ұзындығы жоғары, әдетте, жүздеген мыңға дейін глюкоза бірліктерінен тұрады, бұл молекуланың тұрақтылығын арттырады.
Сутектік облигациялар желісі: сутегі байланыстары целлюлоза молекулалық тізбектерінің арасында және ішінде кеңінен таралған, оны жоюға және бас ерітінділермен ерітуге мүмкіндік береді.
(2) целлюлозаны ерітетін реагенттер
Қазіргі уақытта целлюлозаны тиімді ерітетін белгілі реагенттер негізінен келесі санаттарды қамтиды:
1. Ионды сұйықтықтар
Иондық сұйықтықтар - бұл органикалық катиондардан және әдетте төмен құбылмалылыққа, жоғары термиялық тұрақтылыққа және жоғары реттеуден тұратын органикалық немесе органикалық немесе бейорганикалық аниондардан тұрады. Кейбір иондық сұйықтықтар целлюлозаны ерітеді, ал негізгі тетік целлюлоза молекулалық тізбектері арасындағы сутегі байланыстарын бұзу болып табылады. Целлюлозаны ерітетін жалпы иондық сұйықтықтар мыналарды қамтиды:
1-Butyl-3-метилимидаазолий хлориді ([BMIM] CL): Бұл иондық сұйықтық целлюлозаны целлюлозаны сутегі облигациялары арқылы целлюлозадан араласып ерітеді.
1-этил-3-метилимидазолий ацетаты ([Emim] [AC]): Бұл иондық сұйықтық салыстырмалы түрде жұмсақ жағдайда целлюлозаның жоғары концентрациясын ерітеді.
2. Амин тотықтырғыш ерітіндісі
Амин тотықтырғыш ерітіндісі, мысалы, диетиламин (DEA) және мыс хлоридінің аралас ерітіндісі сияқты, целлюлозаны ерітеді, бұл күшті еріткіш жүйесі болып табылады. Ол целлюлозаның кристалды құрылымын тотығу және сутегі байланысы арқылы бұзады, целлюлоза молекулалық тізбегін жұмсақ және еритін етеді.
3. Литий хлориді-диметилакетамид (Licl-DMAC) жүйесі
Licl-DMAC (литий хлориді-диметилакетамид) жүйесі целлюлозаны ерітудің классикалық әдістерінің бірі болып табылады. Лиценді сутегі облигацияларына конкурс құра алады, осылайша целлюлоза молекулалары арасындағы сутегі облигациялар желісін бұзады, ал DMAC еріткіш ретінде целлюлоза молекулалық тізбегімен жақсы қарым-қатынас жасай алады.
4. Тұз қышқылы / мырыш хлориді ерітіндісі
Гидрошк қышқылы / мырыш хлориді ерітіндісі - Целлюлозаны ерітетін ерте ашылған реагент. Ол целлюлозаны мырыштарды мырыш хлориді мен целлюлоза молекулалық тізбектері мен целлюлоза молекулалық тізбектері мен целлюлоза молекулалары арасындағы сутегі байланыстарын жоя отырып, ерітеді. Алайда, бұл шешім жабдыққа жоғары коррозия және практикалық қосымшалармен шектеледі.
5. Фибринолитикалық ферменттер
Фибринолитикалық ферменттер (мысалы, целлюлозалар) целлюлозаны целлюлозаның ыдырауымен кішкентай олигосахаридтер мен моносахаридтерге Целлюзиямен ерітеді. Бұл әдіс биодеградация және биологиялық-конверсия салаларындағы қосымшалардың кең спектрі бар, бірақ оның таратылу процесі толығымен химиялық еріген емес, бірақ биокатализ арқылы қол жеткізіледі.
(3) целлюлоза еріту механизмі
Әр түрлі реагенттерде целлюлозаны еріту үшін әртүрлі механизмдер бар, бірақ жалпы, оларды екі негізгі механизмге жатқызуға болады:
Сутек байланыстарын жою: бәсекеге қабілетті сутегі байланысы немесе иондық өзара әрекеттесу арқылы целлюлоза молекулалық тізбектері арасындағы сутегі байланыстарын жою, оны еритін етеді.
Молекулалық тізбекті релаксация: Целлюлоза молекулалық тізбектерінің жұмсақтығын арттыру және еріткіштерде еріту үшін физикалық немесе химиялық құралдар арқылы молекулалық тізбектердің кристалдығын арттыру.
(4) целлюлоза ерітуді практикалық қолдану
Целлюлоза ерітіндісі көптеген салаларда маңызды қосымшалар бар:
Целлюлоза туындыларын дайындау: Целлюлозаны ерітілгеннен кейін, целлюлозаны, целлюлоза эфирлерін, целлюлоза эфирлерін және басқа да туынды құралдарды дайындауға одан әрі химиялық түрде өзгертілуі мүмкін, олар тамақ, дәрі-дәрмектер, жабындар және басқа салаларда кеңінен қолданылады.
Целлюлоза негізіндегі материалдар: еріген целлюлозаны, целлюлоза нанофибрлерін, целлюлоза мембраналарын және басқа материалдарды пайдалануды қолдану мүмкін. Бұл материалдарда жақсы механикалық қасиеттері және биокоматизм бар.
Биомасас энергиясы: еріген және қорлайтын целлюлоза арқылы, оны биоэтанол сияқты биоэфанол сияқты биоэфанол өндірісі үшін ашытылатын қантқа айналдыруға болады, бұл жаңартылатын энергия көздерін дамытуға және кәдеге жаратуға көмектеседі.
Целлюлозаны еріту - бұл бірнеше химиялық және физикалық механизмдермен күрделі процесс. Иондық сұйықтықтар, аминоксидті ерітінділер, лиценттік диспанс жүйелері, гидро-DMAC жүйелері, тұз қышқылы / мырыш хлориді ерітінділері және целлулиттік ферменттер целлюлозаны ерітуге арналған тиімді агенттер болып табылады. Әр агент өзінің ерекше еріту механизмі және қолданбалы өрісі бар. Целлюлоза еріту механизмін тереңдете отырып, экологиялық таза еріту әдістері дамиды, целлюлозаны пайдалану мен дамытудың көбірек мүмкіндіктерін қамтамасыз ететін тиімді және экологиялық таза.
POST TIME: JUL-09-2024