Хотелось бы отметить и экологические аспекты данного процесса. При хлорировании образуются хлорорганические соединения, переходящие в раствор. Эти растворы нельзя направлять, из-за присутствия хлора, в общую систему регенерации химикатов. И, как правило, большинство предприятий направляют эти растворы в водоемы, не смотря на то, что среди хлорорганических соединений в стоках, а также в самой беленой целлюлозе были обнаружены диоксины, часть из которых являются просто токсичными соединениями, а у некоторых были обнаружены мутагенные свойства.

1.4 Показатели качества технических целлюлоз

В результате варки растительного сырья с тем или иным химическим реагентом получают небеленую целлюлозу, представляющую собой продукт с относительно низкой белизной. Небеленая целлюлоза, в особенности жесткая, содержит еще значительное количество сопровождающих клетчатку примесей, дальнейшее освобождение от которых способом варки иногда бывает связанно с нежелательным значительным повреждением целлюлозы и ухудшением ее свойств. Между тем часто требуется получить продукт высокого белого цвета, более полно освобожденный от лигнина, смол и других примесей, более химически чистый, с определенными физико-химическими свойствами. Для этого полученную небеленую целлюлозу подвергают отбелке химическими отбеливающими реагентами, получая беленую целлюлозу. В некоторых случаях отбелку не доводят до высокой белизны и получают полубеленую целлюлозу. Для более глубокого удаления гемицеллюлоз иногда одновременно с отбелкой проводят дополнительную щелочную обработку, получая в результате так называемую облагороженную целлюлозу. Отбелке и облагораживанию подвергают преимущественно мягкую целлюлозу или целлюлозу средней жесткости.

Полуцеллюлоза, целлюлоза высокого выхода, небеленая целлюлоза различной степени провара, беленая, полубеленая и облагороженная целлюлоза представляет собой полуфабрикаты, которые находят широкое практическое применение для выработки самых разнообразных видов бумаги и картона.

Для характеристики разнообразных свойств небеленой, беленой, облагороженной целлюлоз применяют большое число различных показателей качества. Остановимся лишь на наиболее важных.

Для небеленых целлюлоз:

1. степень делигнификации

2. прочность

- прочность на разрыв

Разрывная длина – длина материала, при которой он порвется под собственным весом.

- водоудержание

- показатель разрывной силы(сопротивление к разрыву), определяется на разрывной машине.

- сопротивление к раздиранию(делается предварительный надрез).

- сопротивление к излому

ЧДП – число двойных перегибов, которые она выдерживает до разрушения.

3. сорность – наличие посторонних включений

Для беленых целлюлоз:

1. прочность

2. оптические свойства(сравнение с эталоном белизны)

- белизна – светопоглощение

- яркость - светорассеивание

3. сорность(необходимо знать размер и число включений)

4. однородность(облачность)

5. медное число(характеризует восстановительную способность целлюлозы, обусловленную наличием продуктов ее окисления и гидролиза)

Для облагороженных целлюлоз(целлюлоз химической переработки):

Как правило эта целлюлоза обрабатывается раствором NaOH с целью удаления не целлюлозных примесей.

1.чистота

- массовая доля альфа-целлюлозы, которая не растворяется в 17,5% растворе NaOH

- наличие примесей

2. реакционная способность(скорость химической реакции)

3. степень полимеризации – число мономерных звеньев в макромолекуле

Степень полимеризации определяют через вязкость.

4. влажность

Кратко охарактеризованные показатели качества далеко не исчерпывают всех свойств целлюлозы. В отдельных случаях нужны еще дополнительные определения, например способности к набуханию, фильтруемости, впитывающей способности и т.п.

2. Методическая часть

2.1 Оптическая микроскопия

Приготовление препаратов окрашенных волокон. Небольшое количество волокон помещают на предметное стекло, и увлажнив тщательно раздергивают препаровальными иглами. Избыток воды осторожно удаляют фильтровальной бумагой. Затем волокна окрашивают 1-2 каплями раствора хлор-цинк-иод. Волокна хорошо перемешивают (и еще раз раздергивают на отдельные волокна – для приготовления препаратов).

Сразу же окрашенные волокна накрывают покрывным стеклом избегая образования пузырьков воздуха между стеклами. Избыток красителя удаляют слегка смоченной фильтровальной бумагой, осторожно подводя ее к краю покровного стекла.

Идентификация целлюлозных волокон из различных растительных тканей.

Целлюлозные волокна из различных растительных тканей окрашиваются по разному. При окраске раствором хлор-цинк-иод волокна хлопка окрашиваются в коричнево-розовый оттенок. Волокна древесной массы окрашиваются в желто-зеленый цвет. Волокна технической целлюлозы окрашиваются в фиолетовый цвет.

Определение породного состава.

Определение породного состава волокна осуществляется с помощью диагностических признаков, характерных для каждой породы.

2.1.1 Определение равномерности отбелки целлюлозы

Образец целлюлозы помещают на предметное стекло, с помощью препаровальных игл расщепляют на отдельные волокна в нескольких каплях дистиллированной воды. Волокна осушают фильтровальной бумагой и наносят на них несколько капель раствора малахитового зеленого. Для закрепления красителя препарат осторожно подсушивают над электрической плиткой. Затем волокна переносят на ситечко и промывают водой до бесцветных промывных вод, отжимают иглами, помещают на предметное стекло и осушают фильтровальной бумагой. Затем на образец наносят несколько капель раствора основного фуксина.

2.1.2 Определение способа варки целлюлозы

Раствор I - 0,4% соляная кислота 30-35мл

Раствор II - основной фуксин 0,7гр. в 100мл дистиллированной воды

Раствор III - 0,02 н соляная кислота

Раствор IV - хлор-цинк-иод

Раствор V – цинк хлористый, кальций хлористый, соляная кислота

Навеску образца (около 0,05гр.) опускают в нагретый до кипения раствор I и кипятят в течение 15 минут. Затем кислоту сливают, образец промывают холодной водой, затем погружают в кипящую дистиллированную воду и кипятят в течение 1 минуты. Небольшую часть образца переносят на предметное стекло, расщепляют на отдельные волокна и осушают фильтровальной бумагой. На волокна нанося 2-3 капли раствора II и хорошо перемешивают. Через одну минуту волокна осушают фильтровальной бумагой и промывают в течение 15 секунд раствором III, который так же удаляют фильтровальной бумагой. Наносят 2-3 капли раствора IV, перемешивают и высушивают фильтровальной бумагой. В заключении наносят на волокна 2-3 капли раствора V и тщательно перемешивают.

2.2 Химические и физико-химические анализы

2.2.1 Определение степени набухания целлюлозы

Из исследуемой воздушно- сухой целлюлозы нарезают два куска размером 1*1,5 см. взвешивают и помещают в кристаллизаторы, наполненные: один дистиллированной водой в количестве 25 см3, другой 25 см3 раствора едкого натра концентрацией 17,5 %. Продолжительность набухания в воде один час, а в щелочи 10 минут. По истечению указанного времени целлюлозы осторожно вынимают пинцетом и держат в наклонном положении для стекания жидкости, оставшуюся на весу каплю осторожно снимают фильтровальной бумагой, затем набухшую целлюлозу взвешивают на часовом стекле (предварительно взвешенном). Отношение массы набухшей целлюлозы к ее первоначальной массе дает массовую степень набухания, выраженную обычно в %.