Введение к работе
Актуальность темы. Среди многочисленных производных целлюлозы наибольшее практическое значение имеют сё сложные эфиры с карбоновыми кислотами. Данное обстоятельство связано с рядом ценных свойств, приобретаемых целлюлозой при введении в ее состав ацильных групп: растворимость в большом числе органических растворителей, гадрофобность. накрашлваемость. совместимость с пластификаторами, устойчивость к действию радиации, светопогоды. термопластичные свойства и т.д. Всё это приводит к тому, что сложные эфиры целлюлозы производятся в достаточно больших масштабах.
Однако производство их связано с рядом экологических и экономических трудностей. Так. например, в настоящее время в России и за рубежом целлюлозу получают преимущественно из древесины. При этом выделение целлюлозы приводит к загрязнению окр} жагощей среды, большому расходу дорогостоящих реагентов, а технический гидролизный лигнин практически не используется. В связи-с этим большинство исследований направлено на решение проблем утилизации отходов целлюлозобумажной и деревообрабатывающей промьппленностей. комплексного использования растительного сырья. Предлагаются способы утилизации и переработки отходов варки Древесины.
Примером решения данных проблем может служить также разработка методов получения сложных эфиров целлюлозы непосредственно из древесины. В результате ацилирования древесного комплекса получается смесь этерифицированных компонентов, которые могут быть разделены при определённых условиях на зфиры целлюлозы и ацилированный лигнин. Полученные в результате разделения продукты (это касается в первую очередь химически модифицированного лигнина) могут в дальнейшем найти широкое практическое применение.
Таким образом, получение ацилированной целлюлозы непосредственно из древесины позволяет упростить процесс производства сложных эфиров. значительно сократить загрязнение водного и воздушного бассейнов, а также свести к минимуму потери растительного сырья.
Целью работы явилось исследование возможности нетрадиционных методов синтеза некоторых сложных эфиров целлюлозы из целлюлозы и древесины лиственных и хвойных пород, а также исследование свойств полученной ацилированной целлюлозы.
Для доспгжения поставленной цели решены следующие задачи:
проведено ацилирование целлюлозы и лигноцеллюлозных материалов ацилирующими смесями «уксусный ангидрид - трифто-руксус-ная кислота» и «уксусный ангидрид - карбоновая кислота -трифто-руксусная кислота»;
получены сложные эфиры целлюлозы путём делигнификации аігили-рованньїх лигноцеллюлозных материалов древесины лиственных и хвойных пород метиловым спиртом с последующей отбелкой растворами перманганата калия или наду ксусной кислоты:
разработана методика анализа смешанных сложных эфиров целлюлозы и япилировянньтх лигноцеллюлозных материалов ка содержание связанных карбоновых кислот.
- методами ИК. ЯМР-спектроскогага. линейкой дилатометрии.
термогравиметрии и др. изучены свойства полученных сложных
зфиров целлюлозы, проведена сравнительная оценка продуктов,
синтезированных из целлюлозы н модифицированных лигноцел
люлозных материалов.
Научная новизна. Отработаны лсловия еьідєлєнїід сложных зфиров целлюлозы из ацилированных лигноцелллюлозных материалов.
Впервые получены сложные смешанные эфиры целлюлозы непосредственно из древесины.
Предложен способ определения содержания связанных карбоновых кислот в смешанных сложных зфирах целлюлозы.
Изучены физико-химические свойства полученных сложных эфи-ров целлюлозы, проведена сравнительная оценка синтезированных продуктов.
Практическая значимость. Разработаны научные основы нетрадиционных методов синтеза сложных эфнров целлюлозы из различных целлюлозосодержащих материалов.
Предлагаемый метод синтеза сложных эфиров целлюлозы позволяет ползать ацетаты и ацетосмешанные эфиры непосредственно из древесины лиственных и хвойных пород.
Работа вносит теоретический и практический вклад в развитие химии древесины и её основных компонентов, в частности, в области синтеза сложных эфиров целлюлозы.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на Всероссийской на_\чно-технической конференции «Актуальные проблемы строительного материаловедения» (Томск. 1998 г.): Всероссийской научно-практической конференции «Прикладные аспекты совершенствования химических технологий и материалов» (Бийск. 1998 г.); IX Международной конференции молодых учёных «Синтез, исследо-
вание свойств, .модификация и переработка ВМС» (Казань. 1998 г.): Международной научно-технической конференции «Композиты в народное хозяйство России (Композит-99)» (Барнаул. 1999 г.); Международной научной конференции «Молодежь и химия» (Красноярск. 1999 г.):
III Международном симпозиуме «Строение, свойства и качество древесины -2000» (Петрозаводск. 2000 г.): Региональной научно-практической конференции с международным участием «Наушые ос-ноеы к методы комплексного использования растительных ресурсов лесных экосистем Сибири и Дальнего Востока» (Красноярск. 2000 г.): международной научно-практической конференции «Химико-лесной комплекс: научное и кадровое обеспечение в XXI веке: проблемы и решения» (Красноярск. 2000 г.).
По материалам диссертационной работы подана заявка на патент РФ %<Способ получения сметанных сложных эфиров целлюлозы» и получена приоритетная справка за .Ns- 027219.
Публикации По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, списка использованной литературы в количестве 125 источников. Общий объём диссертации 139 страниц, включая 20 таблиц. 31 рисунок.