Лигнин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Фрагмент молекулы лигнина
Images.png Внешние изображения
Фотография структуры лигнин-целлюлоза
Image-silk.png Вид через электронный микроскоп.[1]

Лигнин (от лат. lignum — дерево, древесина) — вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток. Сложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений и некоторых водорослях[2].

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[3].

В анализе древесины лигнин рассматривают как ее 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[4].

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.[5]

Предпринимались попытки тушения горящего лигнина на полигоне закачиванием глинистого раствора в пробуренные скважины.[6]

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.[7]

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.[8]

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.[9]

Сравнительно недавно лигнин был успешно использован в производстве полиуретановой пены.[10]

В 1998 году в Германии фирмой «Текнаро»[11] 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.[12][13]

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 лекарственного средства[источник не указан 418 дней]. Энтеросорбент на основе природного полимера растительного происхождения лигнина был разработан в Германии Г. Шоллером, Л. Мейером и Р.Брауном в 1943 году под названием «порлизан». Лигнин успешно применялся как против диарей различного происхождения, а детям раннего возраста вводился клизмой. В 1971 году в Ленинграде создали «медицинский лигнин», который позднее был переименован в Полифепан.[14]. Испытания, проводившиеся на лягушках и кроликах не выявили никаких признаков токсического действия препарата. П. И. Кашкин и О. Д. Васильев в том же году исследовали адсорбирующую способность лигнина и показали, что 1 г препарата поглощает и удерживает в своей структуре 7 300 000 бактерий. Очень высоким оказалось также и поглощение лигнином сальмонелл, холероподобного вибриона, жёлтого стафилококка и некоторых грибов.[15]

Гидролизный лигнин также используется в ветеринарии для тех же целей, что и у человека.

Энтеросорбенты на основе лигнина оказывают энтеросорбирующее, дезинтоксикационное, противодиарейное, антиоксидантное, гиполипидемическое и комплексообразующее действие. Связывает различные микроорганизмы, продукты их жизнедеятельности, токсины экзогенной и эндогенной природы, аллергены, ксенобиотики, тяжелые металлы, радиоактивные изотопы, аммиак, двухвалентные катионы и способствует их выведению через ЖКТ.[источник не указан 459 дней]

Интересные факты[править | править вики-текст]

  • Лигнин — один из основных компонентов, отвечающих за ванильный аромат старых книг. Лигнин, как и древесная целлюлоза, разлагается со временем под действием окислительных процессов и источает приятный запах.[16]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Maderas. Ciencia y tecnología - MECHANICALLY-INDUCED WOOD WELDING
  2. ScienceDirect — Current Biology : Discovery of Lignin in Seaweed Reveals Convergent Evolution of Cell-Wall Architecture
  3. «Лигнин», БСЭ
  4. Лигнин гидролизный; Полифан; Полифепан; Полифепана гранулы; Фильтрум-СТИ; Энтегнин; Энтегнин-Н. (рус.). АМТ - справочник медикаментов. Проверено 1 февраля 2010. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011.
  5. 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
  6. Для тушения лигнина в Иркутской области будет применяться новая технология| ликвидация техногенных катастроф| ПЕРЕРАБОТКА МУСОРА
  7. Иркутскэнерго
  8. Вестник Иркутского научного центра СО РАН. Выпуск 31
  9. Лигнин — Химическая Энциклопедия
  10. Green plastic produced from biojoule material BioJoule Technologies Press Release, 12 July 2007.
  11. TECNARO GmbH — официальный сайт
  12. Арбоформ — жидкая древесина
  13. Жидкая древесина вместо пластика
  14. Полифепан
  15. Фитос — Публикации. Проект Фитос Вып.1
  16. Запах книги | Наша газета

17. Н.Меликян «Структурные изменения и накопление лигнина в растениях в связи с условиями среды» Издательство Ереванского университета, Ереван, 1959