Исследование процесса бензилирования древесины осины

Одно из основных направлений развития современной химии высокомолекулярных соединений — это химическая модификация полимеров с целью придания им заранее заданных свойств. Решение этой проблемы для природных растительных полимеров особенно актуально в настоящее время, когда запасы невоспроизводимого сырья (нефти, природного газа и каменного угля) постоянно снижаются.

В условиях возрастающего дефицита сырья и в рамках защиты окружающей среды перед исследователями ставится задача комплексного и рационального использования древесного сырья и полного использования древесных отходов.

Получение модифицированных материалов на основе лигноуглеводного сырья, обладающих ценными свойствами, значительно повышающими эффективность их использования в различных отраслях народного хозяйства, невозможно без разработки и создания принципиально новых методов химических превращений лигноуглеводных материалов и направленного изменения их состава и свойств.

Проблема комплексного безотходного использования древесины с целью получения из нее продуктов, способных частично заменить аналогичные производные, полученные из целлюлозы, предназначенной для химической переработки, является одной из важных в настоящее время. Одним из термопластичных и широко используемых эфиров в первой половине XX века является бензилированная целлюлоза. Первое упоминание о синтезе бензили-рованной целлюлозы датируется 1920 годом. Она нашла свое применение в качестве пластических масс, лаков и пленок. С развитием промышленности интерес к бензилцеллюлозе постепенно начал исчезать. С 50-х годов в Англии и США она уже не производится в промышленном масштабе, а в Германии она находила лишь частичное применение. Низкие термопластичность и светостойкость, легкоплавкость, высокая пластичность и плохая полируе-мость бензилцеллюлозы, а также появление ряда новых термопластичных материалов, в особенности полимеризационных смол снизили ее технические преимущества: низкий удельный вес, исключительную водостойкость, превосходную адгезионную способность и высокие диэлектрические свойства.

В 70 — 80-х годах вновь возобновился интерес как к процессу бензили-рования, так и к изучению свойств продуктов бензилирования. Наряду с целлюлозой бензилированию стали подвергать и другие целлюлозосодержащие материалы.

Схема получения термопластичных материалов из органического сырья значительно сложнее схемы пластификации древесины, уже являющейся смесью готовых высокополимерных веществ, которые нужно уметь правильно использовать, сохранив при этом все их положительные качества и придав им способность пластифицироваться. Древесина состоит их двух различных в химическом отношении полимеров (углеводного и ароматического), каждый из которых может превращаться в пластичные материалы своим путем. Тем не менее, и у лигнина и у полисахаридов имеются схожие свойства вследствие наличия у них одинаковых функциональных групп, в частности, гидроксильных. В этих точках соприкосновения, по-видимому, следует искать химические реакции, по которым могут прореагировать вещества обоих типов.

В зависимости от условий и глубины превращения, получаемые бензил-производные, могут в разной мере отличаться по свойствам от исходной древесины: полностью или частично растворяться в органических растворителях, проявлять термопластичность, высокую адгезионную способность и т. д.

Наибольший интерес для целей переработки во всевозможные производные представляет древесина осины, ресурсы которой весьма значительны. При этом немаловажное значение имеет тот факт, что малоценные древесные породы характеризуются значительно более высоким приростом по сравнению с породами, обладающими более высокими физико-механическими показателями и имеющими широкое применение. Фактором, стимулирующим развитие исследований в области улучшения свойств древесины, является также и повышение требований к качеству изделий из древесины при заметном ухудшении качества сырья, используемого для их изготовления.

Целью наших исследований является установление основных закономерностей бензилирования древесины осины и ее основных компонентов, изучение свойств продуктов и области их применения.

Работа выполнена на кафедре органической химии Алтайского государственного университета.