3. Технические лигнины: виды, свойства, применение.
Содержание лигнина: хвойный 27-30%, лиственные 18-24 %.
Виды технич лигнинов: 1) щелочные лигнины(сульфатный, натронный), 2. Гидролизный лигнин, 3) Лигносульфонаты – отход от кислых варок целлюлозы.
Щелочные лигнины. 1) В основном сжигаются для получения тепла и регенерации реагентов. 2) Сульфатные и натронный можно выделить из обработанных варочных растворов кислотами. 3) Форма выпуска: паста или порошок. 4) Применение:наполнители и модификаторы пластмасс,каучуков и тд. К щелочным лигнинам относят такие : талловый лигнин – отход производства таллового масла из сульфатного мыла; шлам-лигнин выделяется при очистке сточных вод в производстве сульфатной целлюлозы. Лигносульфонаты (ЛГС). Соли лигносульфоновых кислот. Способы выделения:
1) из варочного раствора обработкой солями, кислотами, органическими растворителями, мембранными методами .
2) Отработанные растворы можно также перерабатывать для утилизации углеводов(спирт, дрожжи), а оставшийся раствор упарить и получить концентраты ЛГС.
Применение ЛГС:
1) В строительстве для пластификации целентов, бетонов, в качестве диспергаторов; 2) В нефтедобывающей индустрии – компоненты бурого раствора; 3) В металлургии – в качестве связующего материала для формовочных смесей; 4) В пищевой индустрии – получение ванилина . Гидролизный лигнин . ГЛ- отход гидролитической переработки растительного сырья.
Свойства: 1) аморфное порошкообразное вещество, плотность 1,25-1,45 г/см3, от светло-кремового до темно-коричневого цвета; 2) молекулярная масса 5000-10000; 3) неоднороден по размеру частиц и химическому составу, содержит лигнина 40-88%.
Использование ГЛ: топливные брекеты; активированый уголь; получение сорбентов промышленного, медицинского и ветеринарного назначения; парообразователь в производстве керамических изделий; наполнитель для пластмасс и композиционных материалов; в с/х – структурообразователь почв.
4. Физические свойства лигнина. Доказательства ароматического строения лигнина.
Лигнин – ароматическая часть древесины. Доказательства ароматической природы лигнина условно можно подразделить на химические и физические.
Химические доказательства: – высокая массовая доля углерода (в хвойных лигнинах – 60–65%; в лиственных – 55–60%) и высокое значение соотношения С : Н, типичное для ароматических соединений.
Продукты химической деструкции лигнина – мономерные ароматические соединения:
1) ароматические альдегиды и кислоты при окислении;
2)ароматические кетоны при этанолизе и ацидолизе;
3) фенольные мономерные соединения при разложении металлическим натрием в жидком аммиаке;
4) производные циклогексана и циклогексанола при гидрогенолизе.
Физические доказательства:
– показатель преломления лигнина, типичный для ароматических (фенольных) соединений – около 1,6;
- максимумы поглощения в УФ-спектрах лигнина при длинах волн, соответствующих поглощению ароматических хромофоров. Для хвойных пород – 280 нм, для лиственных – 275 нм;
– полосы поглощения в ИК-спектрах лигнина, характерные для бензольного кольца – 1440 см-1 , 1500–1600 см-1 .
Физические свойства препаратов лигнина:
- цвет- от светло-кремовой до темно-коричневой,
- плотность 1,25-1,45 г/см3,
-растворяются лишь в органических расвторителях, способны преодолеть энергию когезии,
- высокая степень полидисперсности ,
- ММ 1000-15000
-характерно наличие ИК- спектров в области поглощения:
1) 3000-3400 см в -1 (характерно для ОН-групп), 2) 1660-1720 см в -1 (характерно ля карбонильных и карбоксильных групп)
- препараты лигнина проявляют сорбционные свойства по отношению к 1) парам и газам (метанол, SO2, этанол, бензол), 2) жидкостям, 3) растворенным веществам;
- природные лигнин и растворы препаратов лигнина-термопластичны
температура размягчения (стеклования) 130-190С ,
-температура стеклования зависит от молекулярной массы и наличия воды.