Микрокристаллик целлюлоза технологияси
Д. Ш. Хамдамова
В. К. Умарова
М. Т. Примкулов
В монографии проанализированы технологии микрокристаллической наноцеллюлозы из хлопковой и древесной целлюлоз и целлюлозы, полученной из стебля лекарственных растений и бахчевых культур. Обобщены результаты экспериментальных исследований авторов по получению МКЦ из альтернативного сырья. Она рассчитана для исследователей в области получения и переработке целлюлозы.
Микрокристаллик целлюлоза технологияси
Д. Ш. Хамдамова
В. К. Умарова
М. Т. Примкулов
Благодарности:
Хамдамова
Умарова
Примкулов
© Д. Ш. Хамдамова, 2023
© В. К. Умарова, 2023
© М. Т. Примкулов, 2023
ISBN 978-5-0062-0665-6
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Д. ?АМДАМОВА, В. УМАРОВА, М. ПРИМ?УЛОВ
МИКРОКРИСТАЛЛИК ЦЕЛЛЮЛОЗА ТЕХНОЛОГИЯСИ
Монография
Олиниши Хоссалари
?yлланилиш со?алари
ТОШКЕНТ – 2021
?амдамова Д., Умарова В., Прим?улов М.
Микрокристаллик целлюлоза технологияси [Матн]: монография
/Д. ?амдамова, В. Умарова, М. Прим?улов. Тошкент 2021.
Илмий му?аррир:
?. Ра?монбердиев – Россия ФА мухбир аъзоси
Та?ризчилар:
И. А. Набиева, т.ф.д, Тошкент тy?имачилик ва енгил саноат институти «Кимёвий технология» кафедраси профессори.
Р. И. Адилов, т.ф.д, профессор. Тошкент кимё-технология институти кафедра мудири.
Монографияда доривор, полиз ва сабзавот yсимликлар поясидан шунингдек, пахта, ё?очдан целлюлоза ва унинг структуравий yзгариши бyл- ган микрокристаллик целлюлоза (МКЦ), наноцеллюлоза олиш усуллари, фи- зик-кимёвий хоссалари ?амда ?yллаш со?алари анализи та?лил ?илинган. Янги хом ашёдан МКЦ олиш ва унинг хоссаларини yрганиш бyйича олиб борилган экспериментал ишлари ?ам умумлаштирилган. Монография тех- ника олий y?ув юртларида целлюлоза технологияси со?аси бyйича таълим олаётган бакалавр, магистр ва докторантлар учун мyлжалланган.
В монографии проанализированы технологии микрокристаллической наноцеллюлозы из хлопковой и древесной целлюлозы и целлюлозы получен- ной из стебля лекарственных растений и бахчевых культур. Обобщены результаты экспериментальных исследований авторов по получению МКЦ из альтернативного сырья. Она рассчитана для бакалавров, магистров и докторантов специализирующихся в области получения и переработки целлюлозы.
Д. ?амдамова, В. Умарова, М. Прим?улов, 2021
ГЛОССАРИЙ
МКЦ – микрокристаллик целлюлоза ПЦ – порошокли целлюлоза
ПД – полимерланиш даражаси
НММО – N – метилморфолин – N – оксид НКЦ – нанокристаллик целлюлоза
МКФ – микрофибрилланган целлюлоза НФЦ – нанофибрилланган целлюлоза ТПЦ – толали порошок целлюлоза
ТШ – техник шартлар И? – инфра?изил
НМЦ – надмолекулярная структура (устмолекуляр целлюлоза) СВЧ – свет высокочастотной (ю?ори частотали нурланиш) ГПК – гетерополикислота
УЗ – ультразвук (ультра товуш) КМЦ – карбоксилметилцеллюлоза РЭМ – растерли электрон микроскоп АСМ – атомносиловой микроскоп
Ц – целлюлоза
ВПП – винил полипирролидон
К И Р И Ш
Целлюлоза Ер шарида кенг тар?алган табиий полимер ва- килларидан бири ?исобланади. Табиий ресурс ?исобланган целюлозанинг ми?дори бир триллион тоннага етади. Бундан таш?ари, биосинтез натижасида бу масса табиатда ?ар йили тахминан 100 млрд тоннадан ортиб боради [1]. Целлюлоза Ер юзидаги барча yсимликлар таркибида, шу жумладан, баъзи сув ости yсимликларида ?ам мавжуд. ?атто баъзи жониворларда (?ис?ичба?а туркумли, тошба?а, шилли?урт) ?оби?и таркибида учрайди. Булардан таш?ари, кимёвий соф целлюлозани баъзи микроорганизмлар синтез ?илади
.
Асосий целлюлоза манбаи ер усти yсимликларидир. Ўтси- мон yсимликлар таркибида целлюлоза 30—40%, ё?очда 45—50%, луб толаларида (зи?ир, рами, каноп, жут ва б.) 60—70%, пахта то- лаларида эса 90% дан ю?ори. Целлюлоза табиий тугамайдиган полимер бyлиб, у турли-туман, yхшаши йy? материал ва мод- далар ишлаб чи?ариш учун ?имматба?о хом ашё ?исобланади.
Дастлаб француз кимёгари Ансель Пайен 1838 йили ё?оч ?и- пи?и ва пайрахага кимёвий ишлов бериш жараёнида толали ?у- жайраларни ажратиб олишга муваффа? бyлади. У ?ужайралар- ни «целлюлоза» деб номлаган. Целлюлоза термини кимё фани ва технологиясида му?им са?ланиб келинмо?да [2].
Олимлар целлюлоза толаларини механик, кимёвий усул- ларда майдалаб, сиртмолекуляр тузилишини поли молекуляр (структурасини) yзгартириб, турли ма?садлар учун материал- лар олиш усулларини ишлаб чи?мо?далар. Жумладан, кимёв- ий усулда чу?ур гидролизга учратиб, майдаланган толали цел- люлоза микрокристаллик целлюлоза (МКЦ), механик куч таъ- сирида майдаланганлари – толали порошокли целлюлоза (ПЦ) деб номланади. МКЦга ?yшимча кимёвий ва физикавий кучлар
Gluconacetobacter xylinus (М.Я.Иолович. ВМС, Сер А.2016,58 (6),604—624).
таъсир этиб, yта майда заррачалар кyринишига келтирилган ма?сулотни наноцеллюлоза (НЦ) деб номлаш 1974 йили Норио Тиангучи томонидан таклиф этилган. МКЦ, ПЦ ва НЦ ларнинг полимерланиш даражаси аввалги структуравий кyринишдаги (целлюлоза) дан бир неча баробар кичик эканлиги хоссаларида ?ам катта фар? борлиги ани?ланган [3].
Майда толали порошок кyринишига келтирилган целлюлоза 1956 йилдан бошлаб саноат ми?ёсида ишлаб чи?арила бош- ланган. Гранула кyринишда ишлаб чи?ариш эса 1967 йилдан бошланган. Дастлаб, порошок кyринишдаги целлюлоза моди- фикацияланган пахта целлюлозасидан олиниб, косметика, ози?- ов?ат, тиббиёт ва фармацевтика саноатида ?yлланила бошлан- ган. ?озирги кунда МКЦ структуравий агент, ?ую?лаштирувчи, эмульгатор ва стабилизатор yрнида, ов?атни ?азм ?илишда да?ал толалар yрнида фойдаланилмо?да. МКЦни олиш ва ?yллаш усуллари бyйича кyплаб адабиётларда мавжуд [4—8]. Асосан, МКЦни пахта, ё?оч ва ?исман, нодарахт yсимликлардан олин- ганлиги бyйича маълумотлар келтирилган. Микрокристаллик целлюлозанинг yзига хос хоссаларини ?исобга олиб, олимлар уни XXI асрнинг исти?болли материали деб ?исобламо?далар. Дунёда 2017 йили 900 миллион долларлик, 2025 йилга келиб эса 1451миллион долларлик МКЦ ишлаб чи?ариш мyлжаллан- мо?да, бунда yсиш даражаси 2018 – 2025 йилларда 5,5% ни таш- кил этади**
. Дунёда МКЦ га бyлган талаб ю?ори. Масалан, Россия йилига 2500 т МКЦни ?атор мамлакатларга (Германия – 46%, А?Ш – 26%, ?индистон – 10%, Хитой – 8% бош?а мам- лакатлардан – 10%) импорт ?илади.
Дунёда ишлаб чи?арилган МКЦнинг яримидан кyпи фарма- кологияда ?yлланилади.
Монографияда пахта ва ё?оч целлюлозаларидан, шунингдек, доривор, полиз ?амда сабзавот yсимлик пояларидан ?ар хил
Microcrystalline Cellulose (MCC) Market by Source Type and Application: Global Opportunity Analysis and Industry Forecast 2018 —2025 / Allied Market Research. Portland, October 2018. —212 pp.
ма?садлар учун ПЦ, МКЦ, НЦ олиш, унинг физик ва физик- кимёвий хоссаларини yрганишга ба?ишланган. Монографияни Олий таълим тизимида целлюлоза технологияси мутахассисли- ги бyйича та?сил олаётган бакалавр, магистр ва докторантлар, шунингдек, со?а инженер техниклар учун фойдали, деб ?и- соблаймиз.
I боб. ЦЕЛЛЮЛОЗА
Целлюлоза – органик бирикма, у ю?ори молекулали углерод (полисахарид) бyлиб, асосий ?исми yсимлик девори – ?ужайра- ларидан ташкил топган. У yсимлик тy?ималарига муста?кам- лик ва эластиклик хусусиятини беради. Целлюлоза чизи?ли стреорегуляр, яримкристалл полисахарид, унинг макромолеку- ласи D-глюкопиранозалардан ташкил топган бyлиб, «эгар» кон- формация кyринишида бир-бири билан 1,4-?-гликозид бо?лари билан «бош-оё?» типида туташган. Водород бо?лари ёрдами- да молекуляр занжир ?осил ?илади. ?ис?артирилган кимёвий
формуласи (С6Н10О5) n ёки элементар звеноси – [С6Н7О3 (ОН) 3] n кyринишда ёзилади. Ўз навбатида винт y?и бyйлаб 10,3? тар- тибланган, структура формуласи ?уйидаги кyринишларда ифо-
даланади:
Элементар звеносини молекуляр массаси 162,1406 г/моль; зичлиги 1,53—1,55 г/см
; классификацияси – органик модда; ранги о?. Целлюлоза полисахаридлар туркумига киради. Пахта целлюлозанинг полимерланиш даражаси 20000—30000 гача ети- ши мумкин. Пахта целлюлозани ажратиб олиш ва о?артириш натижасида унинг полимерланиш даражаси 1500—2000, ё?оч целлюлозаники эса 800 – 1200 гача пасаяди.
Полисахаридлар
Полисахаридлар – ю?ори молекулали углеводлар, мо- лекулалари чизи?ли узун ёки тармо?ланган занжирсимон глюкозид бо?лари билан бириккан моносахарид ?олди?лар- дир. Гидролиз натижасида моносахаридлар ёки олигосаха- ридлар ?осил бyлади. Полисахарид, унинг макромолекуласи ?-D-глюкопиранозанинг элементар звеносидан ташкил топган бyлиб, 1 – 4 глюкозид бо?лари билан бо?ланган:
Полисахаридлар тирик организмда захира (крахмал, глико- ген), структура (целлюлоза, хитин) ва бош?а функцияларни ба- жаради.
Полисахаридлар ё?очсимон целлюлоза таркибли yсимлик- ларни гидролизлаш натижасида ?ам ?осил бyлади. Мисол учун, ё?очга кислота билан ишлов бериш жараёнидаги полисахарид- ларни гидролизланиш механизми.
Ё?очнинг осон ва ?ийин гидролизланувчи полисахарид- лари
Полисахаридлар макромолекуласидаги глюкозид бо?лари уларни гидролитик деструкцияга олиб келади. Гидролитик дес- трукция натижасида полисахаридларнинг узилган жойига сув элементи Н ва ОН бирикади. Гидролиз тyла бyлмаганда поли- сахаридларнинг полимерланиш даражаси (ПД) камаяди, барча глюкозид бо?лари парчаланганда полисахарид моносахарид- ларга айланади. Глюкозид бо?ларининг узилган жойларида янги охирги звенолар ?осил бyлади.
Ё?оч полисахаридларини кислота му?итида гидролиз- лаш жараёнининг тезлиги иккига бyлинади – осон ва ?ийин гидролизланувчи. Бу бyлинишга сабаб полисахаридларнинг уст структура тузилишига (надмолекуляр структура) бо?- ли?. Полисахаридларни суюлтирилган кислота эритмаларида (2—5% НСl, 100
C) гиролизлашда – осон гидролизланувчи; кон- центрланган кислоталарда (70—80% H
SO
ёки 40—42% НСl, 25
C) – ?ийин гидролизланувчи. Осон гидролизланувчи поли- сахаридларга гемицеллюлоза ва аморф полимерлар киради. ?ийин гидролизланувчи полисахаридларга эса целлюлозали гемицеллюлоза, целлюлоза билан кристалланиб ?олган пара- кристаллик ?исми ва унинг микрофибриллари киради. ?уйида- ги схемада ё?очнинг углеродли ?исми ва тyла гидролизланган ма?сулотлари келтирилган.
Полисахаридларнинг му?им вакиллари – крахмал, инулин, хитин, гликоген.
Крахмал, yсимликнинг му?им захира полисахариди ва ка- такли деворининг компоненти ?исобланади.
Инулин, фруктоза полимери, крахмал yрнини босувчи диа- бетикларнинг озу?аси ?исобланади. Бундан таш?ари, у буйрак клиренсида назоратловчи модда вазифасини бажаради.
Хитин, N-ацетилглюкозаминани гомополимери, ? (1?4) ?олатда бо?ланган, у скелетнинг таш?и ?оби?идаги майда ?а- шоратлар (насикомы) ва шилли?урт кабиларнинг ?оби?ининг асоси ?исобланади.
Гликоген, жониворларнинг му?им захира полисахариди, жи- гар ва мускул таркибида мавжуд. Гликогеннинг синтез ?или- нишини ва парчаланишини гормонлар назорат ?илади. Толали хом ашёлар (дарахт ва бош?а yсимликлар) дан целлюлоза ?ис- мини ажратиб олишда гидролизга учратилади. Гидролиз сувда, иш?орий ёки кислотали эритмаларда олиб борилади. Бу жара- ёнда осон ва ?ийин эрийдиган полисахарид вакиллари эритма- га ажралиб чи?ади. ?уйида целлюлоза олишда поя таркибидан ажралиб чи?адиган полисахаридларнинг вакиллари келтирил- ган.
– Амилоза – салкам тармо?ланмаган глюкоза полимери, ? (1?4) бо?и билан бо?ланган. Бир неча минг глюкозали ?ол- ди?лардан таркиб топган бyлиши мумкин. Амилоза – амило- пектин билан крахмалдан иборат. ?уйида улардан намуналар келтирилган.
Ксилоза
– Альдопентозлар. Уларда саккизта ?ар хил стереоизомер- лар бyлиши мумкин:
D-рибоза L-рибоза D-ксилоза
L-ксилоза D-ликсоза L-ликсоза
?осил бyлади:
Целлюлозанинг тузилиши. Целлюлоза чизи?ли гомопо- лимер, D-глюкозиднинг юзлаб ёки yн минглаб ?олди?ларидан таркиб топган. Глюкозалар фрагменти ? (1?4) – гликозид бо?ла- ри ор?али бо?ланган. Бу кyринишдаги мономер звенолари би- рикмаси целлюлозани ? (1?4) – гликозид бо?лар, характери бо- ш?а глюкоза гомополимердан фар?ланади: крахмал ва гликоген. Крахмал амилозалардан фар?ли унинг молекуласи спиралсимон, целлюлоза молекуласи чyзи? стерженли конфигурацияга эга.
Целлюлозанинг физик хоссалари. Целлюлоза – о? ?атти?, тур?ун модда, 200°С гача ?издирганда парчаланмайди. Ёнувчи модда, yз-yзидан ёниш ?арорати (алангаланиш) -275°С, пахта целлюлозасининг yз-yзидан ёниш ?арорати -420°С. 2016 йили П. Дауен?ауер, Ч. Крумм ва Ж. Пфандинерлар томонидан та- жрибалар асосида целлюлозанинг сую?ланиш ?арорати 467°С эканлиги ани?ланган. Целлюлоза сувда, паст концентрация-
ли кислоталарда ва кyплаб органик эритувчиларда эримайди. Фа?ат унинг гидроксил гуру?ларининг кyплиги ?исобига ги- дрофилл ?исобланади (намланиш бурчаги 20—30°). Целлюлоза ?идсиз, таъмсиз. Шу сабабли унинг структуравий yзгарган ми- крокристалл кyриниши – Е460 маркаси ози?-ов?ат саноатида ?yшимча yрнида ?yлланилади. Целлюлоза кyплаб микроорга- низмлар иштирокида биодегидратацияга учрайди.
Целлюлозанинг кимёвий хоссалари. Целлюлоза глюкоза молекулаларининг ?олди?ларидан таркиб топган бyлиб, у цел- люлозанинг гидролизи натижасида ?осил бyлади:
(С6Н10О5) n + nH2O = nC6H12O6.
Сульфат кислота ва йод эритмаси билан гидролиз натижаси- да целлюлоза мовий рангга yтади. Нитрат кислота билан реак- ция натижасида нитроцеллюлоза (тринитрат целлюлоза) ?осил ?илади:
Целлюлозани сирка кислотаси билан этерификациялаш жа- раёнида триацетат целлюлозаси ?осил бyлади:
Целлюлозани эритиш yта ?ийин ва кимёвий yзгартириш му- раккаб, лекин я?инда топилган ионли сую?лик, НMMO, (N-ме- тилморфолин-N-оксид) да эриши ани?ланган. Целлюлозани N-метилморфолин-N-оксид эритувчисидан фойдаланиб, ?озир- да лиоцел номи билан сунъий тола ишлаб чи?ариш бошланган.
Целлюлоза турлари
Целлюлоза турлари толали хом ашё ёки целлюлоза олиш усулига ?араб номланади. Хом ашё бyйича целлюлоза турлари: пахта, ё?оч, шоли, сомон, каноп кабилар. Целлюлоза олиниш усулларига ?араб: сульфатли, натронли, нейтрал, сульфитли кабилар. Булардан таш?ари, ишлатиш со?асига ?араб: техник, яримтайёр целлюлоза кабилар. Гидролизга учратилган целлюло- заларни – гидрат целлюлоза, чу?ур гидролизга учратганларини – порошокли-,микрокристаллик- ва нано целлюлоза деб юрити- лади. Целлюлоза турлари ?а?ида дарслик ва справочникларда кенг ёритилганлиги [9—13] сабабли бу мавзу кенг ёритилмади.
II боб. МИКРОКРИСТАЛЛИК ЦЕЛЛЮЛОЗА
Порошокли целлюлоза
Порошокли целлюлоза – бу целлюлоза толаларининг меха- ник майдаланилган кyриниши ёки яримтайёр целлюлозани ги- дролизга учратиб олинган материал. Порошок кyринишидаги целлюлоза майда заррачалардан иборат. Хом ашё тури ва ишлаб чи?ариш усулларига ?араб целлюлоза заррачаларининг yлчам- лари 1 дан 500мкмгача бyлади. Целлюлоза порошогининг хосса- си кyп ?олларда ?yлланилган хом ашё турига бо?ли?. Масалан, пахта целлюлозасидан олинган порошок о? рангли, япро?ли ё?оч целлюлозасидан олинган – о?-сари?, сомондан олингани – ?yн?ир рангли бyлади. Полимерланиш даражаси 40дан 400гача. Булардан таш?ари, порошокли целлюлоза ю?ори солиштирма юзага эга, шу сабабли сорбцияланиши ?ам ю?ори. Порошокли целлюлоза материалларининг классификация схемаси ?уйида келтирилган:
Дунёда ?абул ?илинган классификацияга кyра, порошокли целлюлоза (ПЦ) га киради: микро-ва нанокристаллик целлюло- за (МКЦ, НКЦ), микро-ва нанофибрилланган целлюлоза (МФЦ, НФЦ) [14—18]. Порошокли целлюлозанинг кристаллик даража- си паст, таркибида гемицеллюлоза, лигнин бyлиши мумкин. МКЦ ва НКЦ кристаллик даражаси ю?ори ва кимёвий соф, ле-
кин бир-биридан кристалларининг yлчамлари билан фар?лана- ди. Фибрилланган целлюлоза yзининг толали морфологиясини са?лайди, ?амда наноцеллюлозани полидисперслиги ва кристал- лари ёки фибриллари yлчамларининг ?ар хиллиги сабабли мик- ро-ва нано-фибрилли целлюлоза деб ?ам классификацияланади. Порошокли целлюлоза ози?-ов?ат, фармацевтика ва тиббиёт саноатида фойдаланишга мyлжалланган. Лекин ?озирда поро- шокли целлюлоза олиш учун сифатли толали хом ашё топиш муаммо ?исобланади. Сабаби, сифатли пахта целлюлозасининг нархи ?иммат ?амда Россиянинг вискоза сунъий толалар ишлаб чи?аришга мyлжалланган целлюлоза корхоналари тyхтатилган. Тола кyринишидаги порошокли целлюлоза механик майдалаш, кимёвий ишлов бериш (иш?орий ёки кислотали му?итда гидро- лизлаш) ёки целлюлозани эритмасидан чyктириш ор?али [19, 20] олинади. Кимёвий усулда олинган целлюлозанинг полимерла- ниш даражаси (ПД) паст бyлади. Лекин кристаллик даражаси бо- ш?а усулларда олинганга солиштирганда ю?ори. Механик май- далаш усулида олинган порошокли препаратларнинг структура- си тола кyринишида, кимёвий усулда олингани – порошок кyри- нишида бyлади. Кимёвий жараёнларда олинган препаратларни микрокристаллик целлюлоза (МКЦ), механик усулда майдалаб ёки целлюлоза эритмадан чyктириб олингани – толали порошок- ли целлюлоза (ТПЦ) деб номланади. Лаборатория шароитида ПЦни 800 г пахта целлюлозасини 5 л 10% водород хлорид эрит- масида ?айнатиб олинади. МКЦ ва ПЦ ларнинг баъзи хоссалари
2.1-жадвалда келтирилган [19].
2.1-жадвал
Порошокли целлюлозанинг хоссалари
Пахта ва ё?оч целлюлозасидан порошокли целлюлоза олиш бир неча бос?ичларда гетероген ?олатда кислотали гидролиз- лаб олинади [20—26]: гидролиз эритма тайёрлаш, целлюлозани гидролизлаш, ювиш, ?уритиш, дисперглаш ва саралаш. Дес- трукцияловчи агент yрнида хлорид ва нитрат кислоталарининг сувли эритмаси танланган. Олинган порошокли целлюлозанинг сифати ози?-ов?ат, тиббиёт ва фармацевтика талабларига жавоб бериши учун ТШ 9199-005-12043303-96 «Целлюлоза микро- кристаллическая порошковая» ишлаб чи?илган.
Ё?оч целлюлозасидан олинган порошокли целлюлоза уну- ми камлиги ва чегарали (предельный) полимерланиш даража- си ю?орилиги билан характерланади. Сабаби – целлюлозанинг аморф ?исми гидролизга учраб, эритмага yтиб кетади. Хом ашё yрнида олинган целлюлозанинг морфологик тузилиши олинган ма?сулотнинг кyрсаткичларига таъсир этади. Яъни ё?оч цел- люлозасидан олинган порошокли целлюлоза сувни yзида тутиб ?олиши ва сорбциялаш ?обилияти пахтадан олинган целлюло- зага ?араганда анча ю?ори.
Ўта майда, заррачаларининг yлчамлари 50 мкм ли тола- ли порошокли целлюлоза гидродинамик куч таъсир эттири- либ олинган [27]. Унинг энг му?им физик-кимёвий хоссалари: И?-спектрининг yзгариши; целлюлозанинг кимёвий yзгариши (карбоксил гуру?лар ?осил бyлиши); дегидрирланиши ва дегид- ратацияланиши; сорбцияланишини ортиши. ПЦ олишнинг бо- ш?а усули – сувсиз эритувчи 1,2,3-пропантриолдан сув билан чyктириш ор?али олиш [18]. Бир ?атор олимлар томонидан yта майда дисперсли целлюлоза намуналарининг структураси yрга- нилган [28, 29]. Намуналар ?ар хил пахта хом ашёсидан конвек- тив гидролиз усулида ёки гамма нури билан ?ар хил дозалар- да (20—150 Мрад) радиацион-кимёвий деструкциялаб, ?yшим- ча шарли тегирмонда майдалаб олинган. Олинган ПЦ намуна сунъий чарм, ПХВ асосида хyжалик плёнка олиш жараёнида тyлдирувчи сифатида синалган. Порошокли целлюлоза сую? аралаш моддаларни ажратишда, нозик тозалашда ?амда поли-
мер композитлар тайёрлашда ?yлланилади. Механик усулда майдалаб тайёрланган ПЦ сорбент ва фильтр материал сифати- да кенг ?yлланилади [30].
Целлюлозадан порошок кyриншида материал олишда нит- рат кислотадан кенг фойдаланган [31]. HN0
толаларга кимёвий ва структуравий таъсир этади. Таъсир натижасида: нитрация- лайди, оксидлайди, гидролизлайди ?амда толаларнинг морфо- логик структурасини yзгартиради, кимёвий макромолекуласини эса yзгартирмайди. «Юмшо?» шароитда HN0
билан гидролиз- лаганда целлюлоза порошок шаклида олинади. Бунда унинг по- лимерланиш даражаси «чегара» ?исмидан ю?ори бyлади. Зар- рачаларни нитрат кислота билан структуравий модификация- лашда, жараён заррачалар сиртида кетади. Бунда заррачаларни «натив ядро”си са?ланиб ?олади. Натижада, сирти ю?ори да- ражада фаоллашади, заррачаларни сорбциялаш ?обилияти ор- тади. Бу материал фильтрлаш учун ?yлланилади. ПЦ агрессив му?итга чидамлилиги унинг «кристаллик ядроси» ва полимер- ланиш даражасининг ю?орилиги ?исобига боради [32]. Сифати паст пахта моми?идан порошокли целлюлозани олиш усули [33] да келтирилган. Пахта моми?ининг деструкцияланиши нитрат кислота эритмаси таъсирида оксидлаш реакцияси ёрдамида олиб борилган.
Пахта моми?идан порошокли целлюлозани олишнинг опти-
мал шароити: 4% HN0
эритмаси билан 98 С да180—190 да?и?а
о
ишлов бериб, сувда ювиш ва 0,5% NaOH эритмасида чайиш, ?у- ритиш ва майдалаш. Сyнгра 4% HN0
эритмасида гидролизлаш, 2% НС1 (эритманинг модули 1:12) нормал босимда 100—120 да?и?а ?айнатиш. Натижада олинган ПЦ материалини, рентген- графия тад?и?отини кyрсатиши бyйича, кристаллик даражаси ортган. Порошокли целлюлоза материалининг таркиби 0,34% пахта моми?и, 0,27% куллиги ва полимерланиш даражаси 175. Целлюлозани кислота-катализ усулида деструкциялаш жара- ёнида унинг устмолекуляр структурасининг (надмолекуляр структураси) yзгариши yрганилган [34]. Гетролитик реакция
кинетикаси yрганилганда назарий ?исобланган тезлик констан- тасининг амалдагидан фар? ?илиши ани?ланган. Бунинг сабаби ички ва таш?и дифференциал реакциянинг тормозланиши деб ?абул ?илинган. Лекин энергия фаоллигини ани?лаш натижаси- да, кислота-каталитик гидролиз жараёнида дифференциал тор- мозланиш эффекти йy?лиги кузатилган. Кислота концентрация- сининг ортиши билан гидролиз жараёни тезлиги ортади, лекин ортиш чизи?ли эмас. Концентрацияни 2,5 баробар орттирганда целлюлозанинг гидролитик деструкцияси, жараён параметрла- рини назорат хатосини ?исобга олганда 2,2 баробарга ортган. Целлюлозанинг кислота-каталитик гидролиз жарёнини yрга- ниш тад?и?оти, тегишли кyрсаткичли ма?сулот ишлаб чи?ариш технологиясини яратиш имконини беради [35].
Пахта моми?и, ё?оч ва канопдан порошок кyринишли целлюлоза олиш, уларнинг хоссалари
Порошок шаклидаги целлюлоза (ПЦ) – целлюлоза мате- риаллари ичида кенг тар?алган материаллардан ?исобланади. ПЦ – барча турдаги толали yсимлик хом ашёсидан олинган, тозаланган, механик усулда дезинтегрланган целлюлоза ?—цел- люлозага ишлов бериб олинган материал. Унинг полимерланиш даражаси 1000 дан кам, фармацевтик ва ози?-ов?ат саноатида ?yлланилади. Порошокли целлюлозанинг yзига хослиги – мо- лекуляр массасида полидисперслик катта бyлади. Бу со?а бyйи- ча Россия, Ўзбекистон ва бош?а мамлакат олимлари тад?и?от- лар олиб боришган. Жумладан, Ю. В. Мартакова [36] кyплаб тад?и?отлар олиб бориб, порошокли целлюлозанинг табиий то- лали целлюлозалардан асосий фар?ини, молекуляр массасини ?амда бош?а физик-кимёвий хоссаларини [37] yрганган.
Порошокли целлюлоза олиш
Ўсимликлардан целлюлоза ?исмини ажратиб олиш кимёвий реагентлар билан ю?ори ?арорат ва босимда ишлов беришга асосланган. Ё?оч целлюлозани олишнинг асосий усули сульфат- ли (NaOH ва Na
S) ёки сульфитли пиширишдир. ?озирда по- рошокли целлюлозани ишлаб чи?ариш шароитида, толали цел- люлозали материални механик дезинтеграциялаш билан бирга кислотали гидролизланади [38]. Такомиллаштирилган усули – ?yшимча микротyл?инли ёки ультрафиолетли нурлатиш [39]. Лаборатория шароитида механик ва кимёвий усулларда поро- шокли целлюлоза олинади.
2.1-расм. Р?1 маркали лаборатория тегирмони.
Механик усулда ишлов бериш. Толали суспензия (300 г 10% концентрацияли) майдалайдиган идишга солинади (2.1- расм) ва идиш девори бyйлаб бир текисда жойлаштирилиб, те- гирмоннинг тегишли айланишлар сони yрнатилади.
Порошокли целлюлоза олишда кимёвий ишлов бериш ода- тий кучли ноорганик кислоталар билан ишлов беришга асос- ланган.
– Толали ярим тайёр ма?сулотга 34% ли сульфат кислота би- лан 45
С да 1 соат ишлов бериш;
– Ярим тайёр ма?сулотга 9% (2,5н) хлорид кислота билан ишлов бериш.
Сyнгра ювиб, ?уритилади. ?уритиш жараёни сочиб ?уритув- чи лаборатория ?уритгичида олиб борилади. Саноат ми?ёсида
порошокли целлюлозали материал ювишда турли хил ювиш- га асосланган жи?озлардан фойдаланилади: суюлтириш-?аво- сизлантириш, си?иб чи?ариш ва пресслаш-суюлтириш. Кенг тар?алганлари – вакуум-фильтрлар ва ювиш пресслари. Саноат- да ?yлланиладиган пресснинг схемаси 2.2-расмда келтирилган. Тир?ишнинг камайиши валларнинг бир-бирига си?илиши-
ни ортиради. Барабанлар юзасида целлюлоза массаси ?атлами шаклланади, ?атлам си?илгандан кейин ?уру?лик даражаси 30- 40% ни ташкил этади
2.2-расм. Ювиш пресси.
2.3-расм. Spin-flach drier типидаги ?уритгич ?урилмасининг технологик схемаси: 1 – ?аво иситкич;
2 – ?уритиш камераси; 3 – ?yл целлюлаза порошогини юклаш ?удуди; 4 – циклон; 5 – ?аво о?имини ёп?ич; 6 – чанг тутгич ?опи; 7 – сyрувчи вентилятор.
Пресс тешикли иккита барабанлардан иборат бyлиб, бир-би- ри томон айланади. Барабанлар 4—6% ли целлюлозали ваннага чyктирилган. Барабанлар орасидаги тир?ишни, улардан бирини горизонтал йyналишда силжитиб бош?ариш мумкин.
Аэро?аво ?уритгич Spin-flach drier технологик схемаси 2.3-расмда келтирилган.
Порошокли целлюлоза хоссалари
Ё?очдан олинган техник целлюлоза ва бир йиллик yсимлик- лар (каноп, сомон ва пахта толаси) дан олинган целлюлозани 10% ли сульфат кислота эритмасида гидролитик деструкция- лаб, олинган бир нечта порошокли целлюлоза намуналарининг сифат кyрсаткичлари ани?ланган. Барча намуналардан олинган порошокли целлюлозанинг унуми 72—87%. Порошок заррача- ларининг узунлиги, мкм: пахта целлюлозасидан олинган -21- 50; ё?оч целлюлозасидан олинган -50-90; сомон целлюлозадан олинган -75. Порошокли целлюлозанинг му?им физик кyрсат- кичларидан бири унинг ?ажм зичлиги ?исобланади. Порошок целлюлозанинг ?ажм зичлиги заррачаларининг шакли, yлчам- лари, намлиги, ?адир-будирлиги ва бош?а кyрсаткичларига бо?- ли?. ?ажм зичлиги ?анча кичик бyлса, майдаланиш даражаси шунча ю?ори ва материалнинг сирт юзаси шунча катта бyлади. Энг катта ?ажм масса пахта целлюлозасидан олинган порошокда 0,320г/см
, ё?оч ва каноп целлюлозасидан олинган порошоклар- ни ?ажм массаси бир-бирига я?ин -0,130,0; 140г/см
, яъни пах- та целлюлозасидан олинган порошокдан тахминан 3 баробар паст. Сомон целлюлозасидан олинган порошокли целлюлозада эса жуда паст -0,096г/см
. Олинган порошок намуналарнинг солиштирма юзаси бу?ни сорбцияланиш ?обилиятига ?араб ани?ланган [40]. Порошокли целлюлозанинг солиштирма юза- си ю?ори бyлиб, 230—290 м
/г атрофида. Намуналарни сув тутиш хоссасида, келтирилган усулда, ани?ланганда анча паст (55%). 2.4-расмда дарахтдан олинган порошокли целлюлозанинг мик- роскопик кyриниши келтирилган.
а) б) в)
2.4-расм. Ё?очдан олинган порошок целлюлозанинг микроскопик кyри- ниши: а) – арча; б) – ?ара?ай; в) – 5% ли сувли гелини ю?ори тезликда дис-
терглангандаги микроскопик кyриниши. (100 марта катталаштирилган).
Порошокли целлюлозани узлуксиз усулда ишлаб чи?ариш
?озон технологик университети (Россия) олимлари порошок- ли целлюлоза олиш технологияси ва ?урилмаларини яратиш ?амда такомиллаштириш бyйича кyплаб тад?и?отлар олиб бо- ришган. Жумладан, Д. Б. Просвирников бошчилигида бир гуру? тад?и?отчилар узлуксиз усулда порошокли целлюлоза ишлаб чи?ариш ?урилмасини ишлаб чи??анлиги бyйича патент олиш- ган [40,41]. ?урилманинг принципиал схемаси 2.5-расмда кел- тирилган.
?урилманинг ишлаш принципи. Дастлаб, хом ашё —ё?оч пайраха, ?ипи?лар ёки бош?а ё?оч чи?индилар ?урилмага май- далаш ?амда унга сув ёки кислота эритмасида гидролизлаш учун юкланади. Компонентлар ?исман аралаштирилгач, масса цилиндр шаклидаги реакторга узатилади, бу? ёрдамида дастлаб гидролизланади. Реакторда масса (хом ашё) ю?ори босим ва температурада олиб борилади. ?урилмага yрнатилган автома- тик назорат элементлар реактордаги бу? босими, температураси ва циркуляция жараёнларини бир меъёрда бажариб боришни таъминлайди. Бу жараён узлуксиз давом этади. Реакторда ?о- сил бyлган лигнин аралаш хом ашё, бу??аво аралашмаси билан ишлов бериш учун махсус камерада ишлов берилади. Сyнгра
масса, иш?орий эритма билан ишлов бериш учун резервуарга узатилади.
2.5-расм. Порошокли целлюлозани узлуксиз олиш ?урилмасининг принципиал схемаси:
– — хом ашёни сув ёки кислота эритмаси билан аралаштириш ?урилмаси;
– — аралаштиргич; 3,35,43,46,51,54 – приводлар (юргизгич); 4 – сув ёки кислота учун вентиль; 5 – хом ашё юклаш ?исми; 6 —цилиндр шаклидаги ?алин деворли канал; 7 —тyси?; 8,9 – поршенлар; 10,17 – штоклар; 11,12,18,19,27,30, 37,38,39,48,49,56 – вентиллар; 13,14 – каналлар; 15,16 —
поршенлар; 20 – хом ашёга дастлабки ишлов берувчи реактор; 21 – канал;
22 – тешикли ?увур; 23 – вентиль; 24 —лигнинли целлюлозани бу?ловчи камера; 25,28 – гидравлик клапанлар; 26,29 – ишчи орали?лар; 31 – лигнинцеллюлоза толаларини иш?ор билан ишлов бериш учун резервуар; 32 – резервуар ?оби?и (кyйлаги); 33 – панжара; 34 – лигнин целлюлозали толаларни иш?ор билан аралаштиргич;36,47 – насослар; 40,41 – бу? ?увурлари; 42,50 —эгилувчан шнекли транспортёр; 44 – ювиш ?урилмаси; 45 – аралаштиргич; 52 – целлюлоза толаларини кислотали гидролизловчи горизонтал реактор; 53 – айланувчан шнек; 55 – форсунка; 57 – ювгич ?урилмаси билан таъминланган порошокни чи?арувчи узел; 58 – ювиш учун вентиль; 59 —фильтр; 60 – масса насос; 61 – ювинди (о?ава) сувни тyкиш учун вентиль.
Иш?орий эритма билан ишлов бериш атмосфера босимида олиб борилади. Резервуарда иш?ор эритмаси билан ишлов бе- риш натижасида масса таркибидаги лигнин ва бош?а ?yшимча- лар ажратилади. Резервуардан толали целлюлоза массаси транс- портёр ёрдамида ювиш узелига юборилади. Ювиш жараёни уз- луксиз тоза сув циркуляциясида олиб борилади. Ювилган масса кислотали гидролизлаш учун навбатдаги реакторга берилади. Реакторда масса узлуксиз аралаштирилиб турилади. Целлюлоза толалари тегишли полимерланиш даражасига етгач, целлюлоза порошоги, якуний ювиш учун навбатдаги реакторга узатила- ди. Ювилган целлюлоза порошоги фильтр ёрдамида сую?лик- дан ажратилиб, ?уритилади ва дезинтегрция (титилади) ланади. Олинган целлюлоза порошогининг кристаллик коэффициенти 0,75—0,85, дисперслиги 1,1—1,5 м
/г ни ташкил этади. Узлуксиз усулда целлюлоза порошогини ишлаб чи?арадиган ?урилма- нинг афзаллиги – энергия, кимёвий реагентлар кам сарфланади, натижада атмосферага чи?ариладиган зарарли моддалар кама- яди. Порошокли целлюлоза олишнинг анъанавий усули цел- люлозани гидролизга учратиш ва ?yшимча механик майдалаш ?исобланади. Бу усулни такомиллаштириш бyйича бир ?анча таклифлар бyлган. Масалан, №2478664 С2 патентда целлюло- зага Льюис кислота эритмасини органик эритувчи билан ара- лаштириб ишлов бериш. Целлюлоза япро?ли ёки игна баргли дарахтдан сульфатли усулда олинган. Гидролизлаш концентр-
ланган минерал кислота эритмасида олиб борилиб, сyнгра ювиб ?уритилган. Олинган ма?сулотнинг полимерланиш даражаси 150—260. Шу каби таклифлар адабиётларда кyплаб учрайди.
Микрокристаллик целлюлоза Микрокристаллик целлюлоза (МКЦ) – бу кимёвий дес-
трукцияга учратилган ?-целлюлоза бyлиб, тозалик даражаси ва структура элементларини тартибланган (параллел) ?исмлари ю?ори, молекулалари кристаллографик ориентирланган цел- люлоза. Сувда эримайди, ?ова? сочилувчан, 75—80% кристал- ликка эга бyлган порошок, кристалларининг yртача узунлиги 1нм дан 400 нм, ?идсиз, маззасиз, за?арсиз. Хоссаси жи?ати- дан МКЦ табиий целлюлозага я?ин. Полимерланиш даражаси: пахтадан олинган— 260—330; ё?очдан олинганники – 140 гача; мерсеризацияланган – 55—75; регенирлаб олинганники – 30—45. Устмолекуляр структураси микрофибрилли, аморф ва кристал- лик участкали:
?озирги ва?тда МКЦ ё?оч, пахта ва бир йиллик yсим- ликлардан ?ар хил усулларда олинади. Микрокристаллик целлюлоза устидаги тад?и?отлар yтган асрнинг 50-йил- ларида бошланган. Унинг исти?боллиги ани?лангач, 1962 йилдан бошлаб саноат ми?ёсида ишлаб чи?арила бошлан- ган.
Микрокристаллик целлюлоза олишнинг классик усули даст- лаб амеркалик О. А. Баттиста томонидан ишлаб чи?илган. Олиш усулини ва ма?сулот сифатини яхшилашга ба?ишланган бир ?анча ихтиролар ?илиниб, А?Ш томонидан патентланган [21- 25].
Хал?аро патент [26] да микрокристаллик целлюлоза олишни бир бос?ичда гидролизлаб ва о?артириш усули келтирилган.
Целлюлозани гидролизлашда кислоталар ва кислота туз- лари эритмалари, айни?са, кучли кислоталар катализатор вазифасини бажаради. Гидролиз тезлиги кислотанинг табиа- тига, унинг концентрациясига, температура ва ишлов бериш давомийлигига бо?ли?. Айни?са, целлюлозани кучли гидро- лизга минерал кислоталар – хлорид, нитрат ва сульфатда олиб борилганда жараён глюкозагача бориши мумкин. СПбЛ- ТУ олимлари томонидан МКЦ олишнинг янги усули ишлаб чи?илган y? бyйлаб водород хлорид газини ?аво аралашма- сидан фойдаланишга асосланган. Технологиянинг мазмуни шундаки, ?аво ?уру?лигидаги целлюлозага HCI аралашма сорбцияланганда намлиги ?исобига ю?ори концентрацияли хлорид кислота ?осил бyлиб, кучли гидролизлаш хоссасига эга бyлади. Бу жараён экзотермик ?исобланади. Агар цел- люлозанинг намлиги 18% бyлганда, массадаги HCI концен- трацияси 40% дан ортади. Натижада массада температура 40—50
С гача кyтарилади. Бу шароитда целлюлозанинг аморф фракцияси 10—15 минутда гидролизга учраб, МКЦ ?осил бyлади. МКЦ ?осил бyлгани И? спектр ва рентган дефракто- метр усуллари билан исботланган.
Гидролиз натижасида целлюлозанинг о?лик даражаси па- саяди. Сабаби, чу?ур гиролизланганда сахарозаларнинг ?осил бyлишидир. О?артириш учун натрий гипохлорит ёки водород пероксид билан ишлов бериш мумкин.
2.2-жадвалда МКЦ гидролизлаш жараёнининг анъанавий ва инновацион усулларидаги хом ашё сарфи келтирилган.
2.2-жадвал
МКЦ олишдаги хом ашё сарфи (А. Сизов. СПбГЛТУ)
2.2-жадвал маълумотларига ?араганда, МКЦ янги усулда олинганда хом ашё кам сарфланади. Гидролиз жараёни 15—20 минутда 50
С да якунланади.
Иш?орий усулда иш?орлар целлюлозани оксидлаб дес- трукциялайди. Пахта толасига концентрланган (100г/л) NaOH билан ишлов берганда сову? ?олатда ?ам yзгаришлар кyрина- ди: толалар бyкади, муста?камлиги ортади, толалар ялтиро? тусга киради. Бу жараён мерсеризация деб номланиши маъ- лум.
Бу? билан ишлов бериш усулида целлюлозага (?айси даст- лабки толали хом ашёдан олинганидан ?атъи назар), автоклавда 170
С атрофида ?ис?а ва?т ичида ишлов берилади. Сyнгра боси- ми атмосфера босимига келтирилади. Бу шароитда целлюлоза- нинг аморф толали ?исми гидролизга учраб, кристалл ?исми эса yзгармай ?олади. Агар гидролиз учун олинган целлюлозанинг полимерланиш даражаси 1000 бyлганда, гидролиз натижасида
олинган МКЦнинг полимерланиш даражаси 200—400 атрофида бyлади.
Кимёвий фаол экструзиялаш усулида целлюлозани экстру- дерда кислотали гидролизлаш 80—100
С ?ароратда олиб бори- лади. Бу температура экструдердаги шнекнинг корпусига иш?а- ланиши натижасида ?осил бyлади. Жараён целлюлозанинг кис- лота билан контактини таъминлайди. Кислота билан целлюлоза нисбати 5:1 дан 8:1 атрофида. Масса ювилгач, натрий гипохло- рит ёки водород пероксид эритмаси билан о?артирилади.
Бир бос?ичли усулда целлюлозани гидролизлаш ва о?арти- риш реакцион массада МКЦ гача кислота му?итида, фаол кис- лород бирикмасида бажарилади. Реакцион массада кислород таркибли кислотали му?ит целлюлозани о?артириш жараёнини таъминлайди.
Автогидролиз усулда МКЦ олиш майдаланган дарахт цел- люлозаси сув бу?ида 180—240
С да 2—3 минут ишлов берилиб, сyнгра СН3СООН, H2O2, H2SO4, таркибли аралаш эритмада 100-
110
С да 2,5—3,0 соат ишлов бериб олинади.
Классик усулида микрокристаллик целлюлоза, ю?ори часто- тали нурланишли (ЮЧН) СВЧ-нурида ишлов берилиб олин- ган ва масса спектрда структурасидаги yзгаришлари yрганилган [42].
Пахта целлюлозасини кислотали гидролизлаб, таблетка шак- лига келтиришга мослаб МКЦ олинган. Гидролиз шароити: 4% нитрат кислотасида 1:10 модулда 60 минут ?айнатиш. Олинган МКЦ кyрсаткичлари: полимерланиш даражаси 250, куллиги – 0,1%, намлиги 6%, заррачалар yлчами – 100—400 мкм, о?лиги
80% атрофида [43].
Нитрат кислотада целлюлозани гидролизга учратганда, по- рошок кyринишидаги целлюлозанинг полимерланиш даража- сини пасайтирмасдан олиш мумкин. Олинган ма?сулот фильтр материал сифатида ?yлланилади. Агрессив му?итга, полимер- ланиш даражаси ю?ори бyлгани сабабли, анча чидамли. МКЦ фойдаланиш со?аси ва заррачаларини структура-морфологик
хоссалари yрганилган [44,45]. Бу хоссаларини ?yллашнинг асо- сий факторлари кyрсатилган.
Микрокристаллик целлюлозанинг yзига хослиги, сувда гел- симон бyлишидир. Микрокристаллик целлюлозали гель сувни yзида кyп ушлаб ?олиш хоссасига эга.
2528261 RU патентда [48] целлюлозани гетерополикислота (ГПК) ни сувли эритмаси билан ишлов бериб олиш усули кел- тирилган. Кислота yрнида чумоли ёки сирка кислоталарнинг сувли эритмасида ГПК: целлюлозани ?ар хил нисбатларда ?ай- натиб олинган. Ю?ори кристаллик даражали МКЦ олишни ав- токлавда минерал кислоталарда гидролизлаб, сyнгра механик янчиб олинган (пат. Ш 20060219376 А1) [49].
Ўзбекистон олимлари пахта целлюлозаси, ундан ?ар хил структуравий кyринишда микрокристаллик целлюлоза олишни такомиллаштирилган технологияларини яратиб келмо?далар. Жумладан, ЎР ФА Полимерлар кимёси ва физикаси институти олимларидан профессорлар А.А.Саримсо?ов, А. А. Атаханов шогирдлари билан пахта целлюлозасини олишнинг такомил- лаштирилган технологиясини турли ма?садлар учун ундан ми- крокристаллик целлюлоза олиш усулларини ишлаб чи?иб, улар- нинг физик-кимёвий, структуравий, оптик, электронмикроскоп, рентген, инфра ?изил спектлари, морфология ва бош?а хосса- ларини yрганиб келмо?далар [50—70]. Пахта целлюлозаси тех- нологиясини такомиллаштириш ма?садида, пахта моми?и тола- лари узунлиги бyйича фракция таркиби синчиклаб yрганилган [52,54,57,60,69]. Тад?и?отчилар томонидан пахта моми?и тола- ларининг узунлиги бyйича 5 та фракцияларга бyлиб, ?ар бир фракциясидан целлюлоза олиб, хоссалари yрганилган. Олинган натижалар бир-биридан кескин фар? ?илган. Толалар калта ва бир хилро? бyлса, пишириш жараёни осон кечади. Олинган целлюлозанинг сифати ю?ори бyлиб, уни кимёвий ?айта ишлаш осон кечгани ани?ланган. Моми?ни пишириш режими:
– NaOH концентрацияси – 40 г/л;
– Намловчи (смачиватель) – 0,1 г/л;
– Температура – 140
С;
– Пиширишга кетган ва?т – 120 мин.
– Модуль – 1:10;
– Натрий гипохлорит (о?артирувчи) – 3г/л;
– О?артириш температураси – 40
С;
– О?артиришга кетган ва?т – 30 мин.
– Модуль – 1:25;
– Сульфат кислота, кислотали ишлов бериш учун -0,1г/л;
– Модуль – 1:25;
– Кислотали ишлов беришга сарфланган ва?т -120 мин. Олинган целлюлозанинг физик-кимёвий хоссалари yрганил-
ганда, толалар узунлиги 3—4мм (70%) олинган целлюлозанинг сифат кyрсаткичлари кимёвий ?айта ишлаш учун мyлжаллан- ган 595 ГОСТ талабларига жавоб берган. Узун толали пахта мо- ми?ини пиширганда жараён бир текис кетмаган. Шунинг учун технологик параметрларга yзгартириш киритиб, Янгийyл ?о?оз фабрикасида БИВИС русумли узлуксиз пишириш агрегатида ?уйидаги параметрлар бyйича синаб кyрилган [60,54]:
– NaOH концентрацияси – 4 г/л;
– Пишириш давомийлиги— 60 мин.
О?артириш учун ?yлланиб келинган водород пероксиднинг о?артириш самарадорлигини ошириш учун, силикатсиз стабли- заторлардан: триполифосфатнатрий, силикатнатрий, мочевина ва оксиэтилидендифосфон кислотасини натрий тузларидан би- рини ?yшиб, ишлатиш таклиф этилган. Целлюлозани о?арти- ришнинг оптимал шароити таклиф этилган: Н
О
концентраци- яси – 4; стабилизатор – 2%; о?артириш давомийлиги -120 мин. Ушбу кyрсаткичларда олинган пахта целлюлозанинг кимёвий ?айта ишлаш талабларига мос келиши кyрсатилган.
Техник ма?садлар учун МКЦ олиш
Микрокристаллик целлюлоза пахта целлюлозаси- дан нитрат кислотада чу?ур гидролизга учратиб олинган
[54,56,61,62,64,65,70]. Унинг сифат кyрсатикичлари физик-ки- мёвий, И?-спектроскопия, фотокалориметрик, аналитик, рент- генография, электрон-микроскопик ва сорбция усуллари ёрда- мида yрганилган. Олинган МКЦ нинг техник ма?садлар учун зарур бyлган кyрсаткичлари – заррачаларининг yлчамлари 7 фракцияга бyлиниб (2.3-жадвал) yрганилган [53,58].
Заррачаларнинг 100 мкм дан кичиклари – 77%. Намуналар- да йирик фракция зарралари мавжуд (д, е, ж). Заррачаларнинг ?оваклиги 86—92% аторфида. Сорбциялаш хоссасига таъсир
этувчи кyрсаткичлар – солиштирма юза (S
сол
= 31,63 – 42,18 м
/г),
заррачалар yлчами, уларнинг ортиши билан ортиб боради. Суб-
микро?оваклар ?ажми (W
= 0,035—0,045 см /г) ани?ланган. Зар-
3
рачаларнинг кичик зичлиги ани?ланган. Уларнинг энг кичик ?ий- матлар (0,31—0,32 г/см
) га; йирик yлчамли заррачалар тутган МКЦ-5 ва МКЦ-7 намуналар зичликнинг энг катта ?ийматлари (0,37—0,39 г/см
); майда дисперс порошоклар – МКЦ-1 ва -2 на- муналарида кузатилган.
2.3-жадвал
МКЦ намуналари заррачаларининг yлчамлар бyйича та?симланиши, %
Танланган МКЦдан ишлаб чи?ариш шароитида синашдан олдин, фильтрланувчи модель масса тайёрланган, унинг тар- кибига механик ?yшимчалардан ?ум— тупро?лардан таш?ари,
сувда эримайдиган кальцийли ва магнийли тузлар ?амда натрий хлорид тузлари ?yшилган.
Эритма турли хил ?алинликка (h=0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 1,25; 1,50 см) эга бyлган МКЦ намуналари ?атламларидан yткази- либ, фильтратнинг фильтрланиш ва?ти ани?ланган.
Ювилиш ?атлами ?алинлигининг энг яхши ?иймати 0,75- 1,00 см га тенг. ?алинликни бу ?ийматдан ошириш фильтрат сифатига сезиларли таъсир кyрсатмайди, шунингдек, ?алинлик- нинг ошиши фильтрлаш жараёни тезлигининг кескин камайи- шига олиб келади (2.4-жадвал).
2.4-жадвал Турли МКЦ намуналарини ?yллаш ор?али олинган фильтратларнинг сифат кyрсаткичлари [36,45]
Шундай ?илиб, олинган МКЦ намуналарини фильтрловчи материал сифатида ?yллаш имкониятлари кyрсатиб берилган.
Натижалар «Фар?она Азот» ОАЖ корхонаси шароитида синаб кyрилиб, чет элда ишлаб чи?арилган фильтр материал билан со- лиштирилган (2.5-жадвал).
2.5-жадвал
Чет эл МКЦси ва МКЦ-7 заррачаларининг yлчамлар бyйича та?симланиши, %
Олиб борилган тажрибалар натижаларига кyра, МКЦ-7 га yхшаш, заррачаларнинг yртача yлчам ?иймати 200—300 мкм атрофида бyлган МКЦ олиш мумкин шароитлар танланган. Унга
кyра НNО
нинг концентрацияси 3—4%, температураси 100 С;
0
гидролиз давомлиги 60 минут; модул 1:5—1:10 деб олинган.
Булардан таш?ари, МКЦ дан тиббиёт ма?садлари учун таж- риба ишлаб чи?ариш ?урилмаси ?ам яратилган [61]. МКЦ, три- ацетат толалар ишлаб чи?аришда, триацетат целлюлозани ме- тиленхлорид ва этилспиртли аралашмасида тайёрланган ?ую? эритмани фильтрлашда, эритмага ?yшилади. Рамали фильтр прессларда ?yлланилаётган алигнин, гамжа ва миткал матоли фильтр ?атламлардан эритма yтиш жараёнида, ?атламлар юза- сига МКЦ заррачалари yтириб ?олиб, ?yшимча фильтрловчи ?атлам ?осил ?илади ва эритманинг тозалигини таъминлашда ?атнашади.
МКЦ олишнинг янги yта ю?ори частотали нурлатиш (СВЧ) усули ишлаб чи?илган [67].
Фармацевтика саноати талабларига жавоб берадиган ма?су- лот олиш учун СПбГЛТУ олимлари томонидан МКЦни дона-
лаш, майдалаш ва саралаш учун асбоб-ускуналар танлаган. 2.6-жадвалда ?ар хил фирмалар ишлаб чи?арган МКЦ тажриба ва коммерция препаратларининг характеристикаси келтирил- ган.
2.6-жадвалдан кyринадики, газ ?аво аралаш водород хлорид- дан фойдаланиб гидролизланган целлюлозадан олинган МКЦ тажрибада олинган препаратнинг сифат кyрсаткичлари импорт- дан олинганлардан фар? ?илмайди.
2.6-жадвал
?ар хил фирмаларда ишлаб чи?арилган МКЦ препаратларининг характеристикаси (ЛесПромИнформ №5 (143), 2019 г.)
– Наноцеллюлозанинг олиниши ва хоссалари Наноцеллюлоза деб барча нанометрли целлюлозали суб-
стратларга айтилади. Материалнинг yзига хослиги микрострук- турасининг yта тартибланганлиги, ну?сонсизлиги, кристаллик со?аларнинг мавжудлигидир. Булар наноцеллюлозадан тайёр-
ланган материалларнинг ю?ори пиши?лигини таъминлайди: ме- ханик таъсирга ?аршилик модули – 138 ГПа, узилишга ?арши- лиги, пиши?лиги —9ГПа гача. Сyнгги йилларда нанотехнология- нинг ривожланиши билан бир ?аторда, илмий тад?и?от ишлари ?ам ривожланиб бормо?да. Наноyлчамли ва наноструктурлан- ган целлюлоза, уларнинг шаклланиш жараёнини, хоссаларини yрганиш асосида нанотехнологияни такомиллаштириб, yзига хос хоссали материаллар олиш имкониятлари яратилмо?да.
Наноцеллюлоза – бу целлюлозанинг наноyлчамли толалари тyплами бyлган материал. Толаларининг ?алинлиги – 5 – 20 нм, узунлиги 10 нм дан бир неча мкм гача. Наноцеллюлоза – титиб нанозаррачаларгача майдаланган целлюлоза толалар. Наноцел- люлоза гель кyринишдаги коллоид масса, ?атлам ва чyкма ?о- сил ?илмайди. Бу материалнинг структураси игна кyринишда зичланган. Наноцеллюлоза иккита yзига хос хоссага эга. Би- ринчиси, yта муста?кам, муста?камлиги жи?атидан зангламай- диган пyлатдан ю?ори. Иккинчиси – псевдо пластиклиги, яъни оддий шароитда ?ую? ва физик бирлашиш (тебратиш, бул?лаш ва ш.к.) да сую? моддага yхшаб yзини тутиши.
Наноцеллюлозалар уч асосий турга бyлинади: нанокристал- лик; нанофибрилланган ва бактериалланган. Буларнинг кимё- вий таркиби бир хил. Морфологияси, заррачаларининг yлчам- лари ва кристаллиги бyйича фар?ланади. Ало?ида хоссалари – хом ашё тури ва олиниш усули билан фар?ланади [46, 48]. Нанокристаллик целлюлоза бош?ача «нановисер» деб ?ам юри- тилади. Наноцеллюлоза кислота билан гидролизлаб олинган фибриллсимон механик пиши?лиги бyйича энг ю?ори ?исобла- нади. Кyриниши калта стерженга ёки ип кyринишли кристалл- га yхшаш, диаметри 20 нм, узунлиги 100—500 нм, кристаллик даражаси 54—85% [72,73].
Наноцеллюлозани олиш технологияси мураккаб ва ?иммат- ли технологик жараёндир. Бу Хитой технологияси парчалаш ва ундан тозалашга асосланган. Чунки лигнин хом ашё таркибида мавжуд бyлган полимер бyлиб, yсимлик танасининг пиши?ли-
гини таъминлашда му?им а?амиятга эга. Уни пишириш жара- ёнида чи?ариб ташлаш лозим. Технологияси 6 бос?ичдан ибо- рат: биринчиси – хом ашё такибидан чанг, тош, металл, бегона органик моддалардан тозалаш; иккинчиси – хом ашёни майда бyлакларга бyлиш. Навбатдаги бос?ичда соф целлюлоза тола- лари олинади ва лигнин ажратиб ташланади. Охирги бос?ичда хом ашё ультра товуш (УЗ) ёрдамида наноyлчамгача майдала- нади ва нано фильтрловчи ?урилмада лигниндан якуний тоза- ланади.
Дунёда наноцеллюлоза олиш технологияси такомиллашиб бормо?да. Янги технология – наноцеллюлозани биологик усул- да олишга асосланган. Бу технология бyйича ишлаб чи?ариш бир мунча арзон. Бу технологияда мо?орловчи Aspergillus niger дан фойдаланилади. Мо?ор лигнинни самарали парчалайди. Ишлаб чи?аришда хом ашё yрнида целлюлоза таркибли мате- риал ?yлланилади. Уларнинг ичида энг яхшиси ва дунёда кенг фойдаланилаётгани зи?ир, пахта, каноп, жут, пенька. 2.6-расм- ларда наноцеллюлоза (а), бyккан кyриниши (б) ва плёнкасининг кyндаланг кесими (в) келтирилган.
а б в
2.6-расм. Наноцеллюлоза намуналарининг кyриниши.
Наноцеллюлозадан енгил ва пиши? материаллар ишлаб чи?ариш мумкин, чунки муста?камлиги пyлатдан муста?кам, ?о?оз листидан юп?а. Ультратовуш билан ишлов берганда ю?о- ри даражада фибриллашга эришиш ва ю?ори унумли, ингичка толали наноцеллюлоза олиш мумкин (2.7-расм). Ю?ори ?увват- ли ультратовушли нурлантириш билан ?ар хил лигнин таркибли целлюлоза материалларидан микро ва наноцеллюлоза олинади.
2.7-расм. Ферментатив гидролизлаб, UP400S Hielscher УЗ прибори ёрдамида 20 мин. давомида ишлов берилиб, олинган нано толаларининг игна шаклидаги кyриниши [Bittencourt et al. 2008].
?озон технологик университети профессори В. А. Петров ра?барлигида нанокристалли целлюлоза (НКЦ) ультратовуш- ли диспергаторда (2.8-расм) сувда микрокристалли целлюлоза (ТШ 9199-001-07508109-204.
а б
2.8-расм. Ультратовушли диспергир ?урилмаси схемаси [96]: а) 1 – ГУК-М4 маркали ультратовуш тебраниш генератори; 2 – ПМС нурлатгич; 3 – концентратор; 4 – штатив;
5 – совуткич. б) ишчи органи схемаси:1 – ю?ори босим области; 2 – ротор; 3 – статор; 4 – ю?ори ва паст босим области.
Микрокристаллик целлюлоза) ни 25
С да нур таъсирида, дис- перглаб олган. Хом ашё yрнида микрокристаллик целлюлоза ?yлланилган. Магнитострикацион нурлатиш 25
Сда олиб борил- ган. Кавитацион сую?ликнинг ?издирганлиги сабабли, ишлов бериш 3 марта 2—3 да?и?адан, жами 10 минут олиб борилган.
Сувдаги МКЦ га ?ар 5 секундда магнитли yзгартирувчи ор?а- ли 22 кГц частотали импульс 2 секунддан берилган [53]. Олин- ган целлюлоза намуналари электрон микроскоп (PHENOM) усулида yрганилган. Наноцеллюлоза заррачаларининг yлчам- лари дисперглашдан олдин ва кейин сирти электрон микрофо- тография усулида ани?ланган. МКЦдан олинган наноyлчамли целлюлоза игнасимон тузилишга эга. Игнали кристалларнинг yлчами электронмикроскопида олинган фото сурати ёрдамида ани?ланди (2.7-жадвал).
2.7-жадвал
МКЦдан олинган наноцеллюлоза игнали кристаллари- нинг yлчами, нм [96]
2.7-жадвалда келтирилган тажриба натижаларининг yртача yлчами: узунлиги 663 нм, эни 207 нм. Олинган намунани по- ливинил спиртидан плёнка олишда тyлдирувчи yрнида ?yллаб, олинган плёнканинг физик-механик хоссалари yрганилган. Целлюлозага ?ар турли физик ва кимёвий таъсирда (СВЧ-нур- латиш, УЗ-дисперглаш), хона шароитида, модул 1:15 сульфат кислотанинг ?ар хил концентрациясида 0,5—2 соат давомида ги- дролизлаб наноцеллюлоза олиниб, унинг хоссалари yрганилган. Рентгенграфик усулда, гидролизловчи агент концентрациясини олинган наноцеллюлозанинг кристаллик даражасига таъсири yрганилган. Концентрацияси 62% га оширганда, кристаллик
даражаси 85% гача ошган. Концентрацияси яна оширилганда кристаллик даражаси 25% гача пасайган. Сабаби, целлюлоза фибриллари орасидаги молекулалар орасида водород бо?лари- нинг узилишидир. Кислота концентрацияси ошиши наноцел- люлозанинг полимерланиш даражасининг пасайишига олиб ке- лади. 2.8-жадвалда кислота концентрациясининг олинган нано- целлюлозани полимерланиш даражасига таъсири келтирилган.
2.8-жадвал
Сульфат кислота концентрациясининг наноцеллюлоза полимерланиш даражасига таъсири [54]
Кислота наноцеллюлозанинг полимерланиш даражасини пасайтиришдан таш?ари, заррачаларининг yлчамларини ?ам ?ис?артиради (2.9-расм).
2.9-расм. Наноцеллюлоза заррачаларининг та?симланиши: а – игнали; б – сфера шаклида.
Игна шаклидаги заррачаларнинг узунлиги 110—145 нм, эни 80—100 нм (сфера шаклида). Пахта целлюлозасидан олинган микрокристалл целлюлозадан олинган наноцеллюлозани реак- ция фаоллиги ани?ланган. Уларда диальдегид звенолари ?осил бyлиш тезлиги ХЦ – МКЦ – НЦ ?аторда намоён бyлади, бунга сабаб сирт юзасининг ортишидир (2.10-расм). Бундан таш?ари, целлюлозани гидролизлаганда ?осил бyлган функционал гу- ру?лар МКЦ ва НЦларнинг реакцион фаоллигини оширади.
2.10-расм. Пахта целлюлоза, микрокристаллик целлюлозаси ва наноцеллюлозаларнинг оксидланиши натижасида ?осил бyлган О
ионининг кинетикаси эгри чизи?и.
ПЦ, МКЦ ва НЦни оксидлаш реакциясида окидловчи цел- люлозага сорбцияланиб, мураккаб эфир ?осил ?илади. Эфир осон дегидратланади ва яна оксидланиб, реакция сyнгида эрит-
мага IO —ажралиб чи?ади ва ажралиб чи??ан IO – ионлар сони-
3 3
га ?араб, диальдегид звеноларининг сонини ?исоблаш мумкин. Булардан таш?ари, гидролиз натижасида ажралиб чи??ан функ- ционал гуру?лар, МКЦ ва НЦларнинг реакцион фаоллигини оширади.
Тyлдирувчи yрнида КМЦга НЦ ?yшиб олинган плёнканинг механик муста?камлиги 1,66 баравар ортади (2844,9 дан 4728,42 Н/см).
Наноцеллюлозани yсимлик хом ашёсидан олиш
Турли хил yсимликлардан целлюлоза ва наноyлчамли цел- люлоза олиш со?асида ?озон миллий технологик тад?и?от университети олимлари салмо?ли ишлар ?илган [74]. Шулардан бири зи?ир поясидан олинган целлюлоза порошогига ультрато- вуш ёрдамида сую? азот му?итида ишлов бериб, наноцеллюло- за олган. Кам энергия ва кам концентрланган катта ?ажмдаги реагентларни ?yлламайдиган технологияни яратиш устида ла- бораторияда К. С. Мамзякова тад?и?отлар олиб борган. Хом ашё сифатида зи?ир пояси танлаб олинган, чунки унинг тарки- бида 70% гача целлюлоза мавжуд. Бу барча бир йиллик yсим- лик поялари ичида целлюлозаси кyплиги бyйича энг ю?ориси ?исобланади. Маълумки, температурани пасайтириш полимер- ларга таш?и механик таъсирлар билан ишлов бериш, матери- алнинг мyрт бyлишига ва охири майдаланишига олиб келади. Целлюлозани сую? азот му?итида ультратовуш (УЗ) асбобидан фойдаланиб, майдалашда сублимация усулида ?уритиш бос?и- чига э?тиёж ?олмайди. Чунки сувли дисперсия му?итидан цел- люлоза нанозаррачаларини ажратиб олиш шарт эмас. Шунинг учун тад?и?отда зи?ир целлюлоза порошогини сую? азот му?и- тида УЗ йyли билан ишлов бериб олинади.
Хом ашё yрнида, 2343240, 2009RU патентида кyрсатилган усулда зи?ир поясидан олинган порошокдан фойдаланилган. Уннинг таркибидаги гемицеллюлоза ва бош?а аралашмаларга
?арши 3% ли NaOH ва 1% Н О 95
С да, 1:10 модулда 60 да?
2 2
давомида ?yшимча ишлов берилган. Сyнгра модификациялан- ган экструзион ?урилмада майдалаб, рН=7 гача ювиб, ?уритиб ва РМ 120 маркали пичо?ли ротор тегирмонда 10—80 мкм yл- чамгача майдаланган.
Наноцеллюлозани сую? азот криоген му?итида ультратовуш (УЗ) билан ишлов бериб олиш
Ультратовуш ёрдамида порошок кyринишидаги целлюлоза- га ишлов бериш 2.11-расмда келтирилган ?урилмада олиб бо- рилган, УЗ аппаратининг параметри – частотаси 22кГц; ?уввати 1 кВт.
2.11-расм. Криоген усулида целлюлозани майдалаш ?урилмасининг схемаси: 1 – майдаланадиган порошок; 2 – металли ячейка; 3 – нурлаткич; 4 – сую? азот; 5 – пенопластли ячейка.
Керакли ми?дордаги зи?ир порошок сую? азот билан метал- ли ячейка (2) га жойлаштирилади, УЗ билан ишлов бериш жара- ёнида сую? азот бу?ланади, унинг ?урилмадаги ми?дори камай- маслиги учун ячейка (2) га сую? азотдан ?уйиб турилади. УЗ ли ишлов бериш жараёни тугагач, олинган масса махсус идишга солиниб, сую? азот тyла бу?лангунча ?авода тутиб турилади.
УЗ ли ишлов бериб олинган целлюлоза порошоги сульфат кислотада гидролизланади. Бунинг учун целлюлозали масса сульфат кислотали колбага солинади, магнитли аралаштиргичда аралаштирилади. Гидролизлаш 25, 45, 65% ли H
SO
, 1:20 мо-
дулда олиб борилади. Гидролиз 45
С да бир соат давомида уз- луксиз аралаштириб турилади.
Олинган дисперс масса рН =3,5 гача ПЭ-6910 маркали цен- трифугада 4000 об/мин. айланишда бос?ичма-бос?ич сую?лик- дан ажратиб олинади. ?ар бир бос?ичдан кейин, целлюлозали ?атлам центрифугадан олиниб, дистилланган сувда Vivaspin 6 (10 кДа) концентратлардан фойдаланган ?олда, рН = 7 гача ювилади. Олинган ма?сулот гель ?олатидаги ярим тини? кyри- нишли масса. Уни ?уритиш, дастлаб 50
С да 6 соат давомида, сyнгра 105
С да масса ми?дори yзгармай ?олгунча ?уритилади. Олинган плёнка кyринишдаги масса ?авончада майдаланиб, хоссалари yрганилган.
Целлюлозали намуналарнинг кристаллик даражаси D2 PHASER (Bruker) русумли рентген дефрактометрида ани?лан- ган. Намуналар пресслаб таблетка кyринишига келтирилиб, ани?ланган. Целлюлоза намуналарнинг кристаллик индекси (Iкр) Сегал [75] усулида ?исобланган.
Iкр = I002 – Iа/I002,
бу ерда: I
002
– рентген нурининг 2? =22,6
дифракциясининг
интенсивлик суммаси; I —19
, 2? бурчак остидаги дифракция интенсивлигининг тар?алиши.
Порошокли ва наноцеллюлозаларни дисперс таркиби зарра- чалари HORIBA (LA950) русумли лазер анализаторида ани?лан- ган. Намуналарга ?yшимча И100—6/4 УЗ ?урилмасида (частота- си 20 кГц, ?уввати 0,5 кВт) ишлов берилган. Заррачаларнинг шакли ва yлчамлари РЭМ расторли электрон микроскопи ёрда- мида ани?ланган.
2.9-жадвалда порошокли целлюлозага сую? азот му?итида УЗли ишлов бериш давомийлигини, унинг дисперс таркиби, кристаллик индекси ва полимерланиш даражаси (ПД) га таъси- ри келтирилган.
2.9-жадвалда келтирилган маълумотларга кyра, дастлабки ва ишлов берилган намуналарнинг кристаллик даражасида фар?
жуда кам. Сабаби, порошокли целлюлозани кристаллик струк- турасининг са?ланиб ?олганлиги ва УЗ ишлов бериш жараёни- да аморфланмаганлигидир [74]. Барча намуналарнинг рентгено- граммаси бир хил (2.12-расм). Бу ?олат структуравий модифи- кацияга yхшаш рефлекси 2?=22.5°,2?=15°6°,2?=35° ва 2?=20.5° да келтирилган.
Демак, материалга ю?орида келтирилган усулда ишлов бер- ганда ?ам структуравий yзгаришга кескин таъсир этмайди, яъни материал yта тур?ун. Намуналарга сую? азот му?итида ультра- товушли ишлов берганда заррачаларнинг yртача yлчамлари ва фракция таркиби, амалда yзгармаган (2.9-жадвал).
2.9-жадвал Сую? азот му?итида порошокли целлюлозага УЗли ишлов бериш давомийлигини, унинг дисперс таркиби, кристаллик
индекси ва полимерланиш даражаси (ПД) га таъсири
ПД* кадоксен эритмасида вискозиметрик усулда ани?ланган.
Булардан таш?ари, бирорта ?ам намуналарда наноyлчамли заррачалар учрамайди. Бу целлюлоза заррачаларининг агломе- рацияланиши ?исобланади. Сабаби, водород бо?ларининг кyп- лиги ?амда уларнинг ип-толали шакли ?исобланади.
2.12-расм. 1—3 намуналарнинг рентгенограммаси.
Целлюлозанинг реал yлчамларини лазер анализаторида yлчаш имкони йy?.
Намуналарнинг полимерланиш даражаси 440—450 атрофида, демак, танланган усул ПД га катта таъсир этмайди, бу майдалаш жараёнининг йy?лигини тасди?лайди.
Электрон микроскоп тад?и?отларида хом ашё ва олинган микрозаррачали целлюлозаларнинг агломерацияланганлиги ани?ланди. 2.13-расмда РЭМ да олинган фото суратларда йирик агломератлар баъзи ?олларда yлчамлари 30 нм ?осил бyлади. Бу наноцеллюлозани ю?ори унумида олиш имкониятини беради.
Электрон микроскоп анализларини кyрсатиши бyйича, агло- мератлар ?осил бyлиши дастлабки №1 порошокли целлюлоза- да ?амда сую? азот му?итида ультра товушли ишлов берилган (№3) да ?ам ?осил бyлган.
Максимал yлчамли заррачалар дастлабки порошокда (№1) 280 нм, минимали – 30 нм. Ишлов берилган (№3) намунада мак- симум 530 нм, минимум – 80 нм. Барча намуналардан олинган
целлюлоза заррачаларини шакли чyзинчо? ёки йирик агломерат, yлчами 300 мкм.
2.13-расм. РЭМ электрон микроскопида олинган фото суратлар:
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/chitat-onlayn/?art=70198069) на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.