Лигнин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Лигнин
Lignin structure.svg
Общие
Традиционные названия Лигнин
Физические свойства
Состояние твёрдое вещество беловатого цвета[1]
Классификация
Рег. номер CAS 9005-53-2
Рег. номер EINECS 232-682-2
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.
Images.png Внешние изображения
Фотография структуры лигнин-целлюлоза
Image-silk.png Вид через электронный микроскоп.[2]

Лигнин (от лат. lignum — дерево, древесина) — вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток. Сложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений и некоторых водорослях[3].

Одеревеневшие клеточные оболочки обладают ультраструктурой, которую можно сравнить со структурой железобетона: микрофибриллы целлюлозы по своим свойствам соответствуют арматуре, а лигнин, обладающий высокой прочностью на сжатие, — бетону[4].

В анализе древесины лигнин рассматривают как её негидролизуемую часть. Древесина лиственных пород содержит 18-24 % лигнина, хвойных — 27-30 %.

Лигнин не является индивидуальным веществом, а представляет собой смесь ароматических полимеров родственного строения. Именно поэтому невозможно написать его структурную формулу. В то же время известно, из каких структурных единиц он состоит и какими типами связей эти единицы объединены в макромолекулу. Мономерные звенья макромолекулы лигнина называют фенилпропановыми единицами (ФПЕ), поскольку эти структурные единицы являются производными фенилпропана. Хвойный лигнин состоит практически целиком из гваяцилпропановых структурных единиц. В состав лиственного лигнина кроме гваяцилпропановых единиц входят в большом количестве сирингилпропановые единицы. В состав некоторых лигнинов, главным образом травянистых растений, входят единицы, не содержащие метоксильных групп — гидроксифенилпропановые единицы.

Лигнин — ценное химическое сырьё, используемое во многих производствах и в медицине[5].

Лигнин — один из основных компонентов, отвечающих за ванильный аромат старых книг. Лигнин, как и древесная целлюлоза, разлагается со временем под действием окислительных процессов и придаёт старым книгам приятный запах[6].

Применение[править | править вики-текст]

Сульфатный лигнин ограниченно применяется в производстве полимерных материалов, фенолформальдегидных смол, и как компонент клеящих композиций в производстве ДСП, картона, фанеры и др. Гидролизный лигнин служит котельным топливом в лесохимических производствах, а также сырьем для получения гранулированного активного угля, пористого кирпича, удобрений, уксусной и щавелевой кислот, наполнителей.[7]

Сравнительно недавно лигнин был успешно использован в производстве полиуретановой пены.[8]

В 1998 году в Германии фирмой «Текнаро»[9] был разработан процесс получения Арбоформа — материала, названного «жидкой древесиной». В 2000 г. под Карлсруэ был открыт завод по производству биопластика, сырьем для которого служит лигнин, волокна льна или конопли и некоторые добавки, также растительного происхождения. По своей внешней форме арбоформ в застывшем состоянии похож на пластик, но имеет свойства полированной древесины. Достоинством «жидкой древесины» является возможность её многократной переработки путём переплавки. Результаты анализа арбоформа после десяти циклов показали, что его параметры и свойства остались прежними.[10][11]

Активированный путем щелочной обработки с последующей отмывкой и нейтрализацией лигнин используется для сбора разливов нефти и нефтепродуктов с водных и твердых поверхностей.

В медицине «гидролизный лигнин» зарегистрирован как международное непатентованное название и используется в качестве энтеросорбента[5]. Энтеросорбент на основе лигнина был разработан в Германии Г. Шоллером, Л. Мейером и Р. Брауном в 1943 году и выпускался под названием «порлизан». Он успешно применялся как против диареи различного происхождения, детям раннего возраста его вводили клизмой. В 1971 году в Ленинграде создали «медицинский лигнин»[12], 1 грамм которого мог поглотить и удерживать в своей структуре до 7 300 000 бактерий, вкалючая сальмонеллы, холероподобный вибриона, жёлтый стафилококк и некоторые грибы[13]. Гидролизный лигнин также используется в ветеринарии для тех же целей, что и у человека.

Энтеросорбенты на основе лигнина связывают различные микроорганизмы, продукты их жизнедеятельности, токсины экзогенной и эндогенной природы, аллергены, ксенобиотики, тяжелые металлы, радиоактивные изотопы, аммиак, двухвалентные катионы и выводятся через кишечник в неизмененном виде. Они компенсируют недостаток естественных пищевых волокон, положительно влияют на микрофлору толстого кишечника и на неспецифический иммунитет[5].

Пожароопасные свойства[править | править вики-текст]

Пожароопасные свойства: Горючий порошок. Температура самовоспламенения: аэрогеля 300 °C, аэровзвеси 450 °C; нижний концентрационный предел распространения пламени 40 г/м³; максимальное давление взрыва 710 кПа; максимальная скорость нарастания давления 35 МПа/с; минимальная энергия зажигания 20 мДж; минимальное взрывоопасное содержание кислорода 17 % об.

Средства тушения: Распыленная вода, воздушно-механическая пена.[14]

Предпринимались попытки тушения горящего лигнина на полигоне закачиванием глинистого раствора в пробуренные скважины.[15]

Лимнологическим институтом СО РАН разработана технология тушения горящего лигнина с использованием золошлаковых отходов ОАО «Иркутскэнерго», которая использовалась для тушения горящего лигнина на лигнинохранилище Зиминского гидролизного завода, начиная с 2005 г. Для тушения опытного участка было использовано 10 000 тонн золошлаков из золоотвала Зиминского участка Н-ЗТЭЦ, всего на золоотвале складировано порядка 262 000 тонн.[16]

Для тушения лигнина шламы (отходы ТЭЦ) распыляются на полигоне с помощью гидропульпы и проникают в поверхностный слой лигнина на глубину до 30 см. Благодаря минеральной составляющей они препятствуют возникновению возгораний. На месте безжизненных много лет дымящих полигонов уже нынешней весной можно высаживать траву.[17]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Lignin // Römpp Online[de]
  2. Maderas. Ciencia y tecnología - MECHANICALLY-INDUCED WOOD WELDING
  3. ScienceDirect — Current Biology : Discovery of Lignin in Seaweed Reveals Convergent Evolution of Cell-Wall Architecture
  4. «Лигнин», БСЭ
  5. 1 2 3 Лигнин гидролизный (Lignin hydrolised): инструкция, применение и формула. Энциклопедия лекарств и товаров аптечного ассортимента. РЛС Патент.
  6. Запах книги // «Наша газета»
  7. Лигнин — Химическая Энциклопедия
  8. Green plastic produced from biojoule material BioJoule Technologies Press Release, 12 July 2007.
  9. TECNARO GmbH — официальный сайт
  10. Арбоформ — жидкая древесина
  11. Жидкая древесина вместо пластика
  12. Полифепан
  13. Фитос — Публикации. Проект Фитос Вып.1
  14. А. Я. Корольченко, Д. А. Корольченко. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. — М.: Асе. «Пожнаука», 2004. Ч. 2. с.28
  15. Для тушения лигнина в Иркутской области будет применяться новая технология| ликвидация техногенных катастроф| ПЕРЕРАБОТКА МУСОРА
  16. Иркутскэнерго
  17. Вестник Иркутского научного центра СО РАН. Выпуск 31