Лигнин
Лигнин | |
![]() | |
Общие | |
---|---|
Традиционные названия |
Лигнин |
Физические свойства | |
Состояние |
твёрдое вещество беловатого цвета[1] |
Классификация | |
Рег. номер CAS | |
Рег. номер EINECS |
232-682-2 |
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. |
![]() | |
Фотография структуры лигнин-целлюлоза | |
![]() |
---|
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%[источник не указан 54 дня].
Химический состав[править | править код]
Лигнин не является самостоятельным 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 код]
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 сырьём для получения гранулированного активированного 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, сырьём 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 путём щелочной обработки с последующей отмывкой и нейтрализацией лигнин используется для сбора разливов нефти и нефтепродуктов с водных и твёрдых поверхностей.
В медицине «гидролизный лигнин» зарегистрирован как международное непатентованное название (Ligninum hydrolisatum, Lignin hydrolised) и используется в качестве энтеросорбента[5]. Он также используется для тех же целей в ветеринарии.
Энтеросорбенты на основе лигнина связывают различные микроорганизмы, продукты их жизнедеятельности, токсины экзогенной и эндогенной природы, аллергены, ксенобиотики, тяжёлые металлы, радиоактивные изотопы, аммиак, двухвалентные катионы и выводятся через кишечник в неизменённом виде. Они компенсируют недостаток естественных пищевых волокон, положительно влияют на микрофлору толстого кишечника и на неспецифический иммунитет[5].
Пожароопасные свойства[править | править код]
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: распылённая вода, воздушно-механическая пена[12].
Предпринимались попытки тушения горящего лигнина на полигоне закачиванием глинистого раствора в пробуренные скважины[13].
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[14].
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[15].
Примечания[править | править код]
![]() |
Лигнин в Викисловаре |
---|---|
![]() |
Лигнин на Викискладе |
- ↑ Lignin // Römpp Online[de]
- ↑ Maderas. Ciencia y tecnología - MECHANICALLY-INDUCED WOOD WELDING
- ↑ Discovery of Lignin in Seaweed Reveals Convergent Evolution of Cell-Wall Architecture : [англ.] // Current Biology. — 2009. — № 19 (27 January). — P. 169-175. — DOI:10.1016/j.cub.2008.12.031.
- ↑ «Лигнин», БСЭ
- ↑ 1 2 3 Лигнин гидролизный (Lignin hydrolised): инструкция, применение и формула. Энциклопедия лекарств и товаров аптечного ассортимента. РЛС Патент. — Инструкция, применение и формула.
- ↑ Ольга Юркина. Запах книги. Наша газета (13 января 2010). Архивировано 13 марта 2016 года.
- ↑ Лигнин — Химическая Энциклопедия
- ↑ Green plastic produced from biojoule material (недоступная ссылка — история). BioJoule Technologies (12 июля 2007). Архивировано 10 февраля 2012 года.
- ↑ TECNARO GmbH — официальный сайт
- ↑ Арбоформ — жидкая древесина.
- ↑ Жидкая древесина вместо пластика.
- ↑ Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. / Корольченко А. Я., Корольченко Д. А.. — М. : Асе. «Пожнаука», 2004. — Ч. 2. — С. 28.
- ↑ Для тушения лигнина в Иркутской области будет применяться новая технология| ликвидация техногенных катастроф| ПЕРЕРАБОТКА МУСОРА
- ↑ Иркутскэнерго
- ↑ «Горящую» проблему — свежей идеей (недоступная ссылка — история). Иркутский научный центра СО РАН. Архивировано 29 мая 2007 года.