Материал из РУВИКИ — свободной энциклопедии

Лигнин

Лигнин
Изображение химической структуры
Общие
Традиционные названия Лигнин
Физические свойства
Состояние твёрдое вещество беловатого цвета[1]
Классификация
Рег. номер CAS 9005-53-2
CompTox Dashboard EPA DTXSID8093811
Рег. номер EINECS 232-682-2
ChEBI 6457
ECHA InfoCard 100.029.699
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип РУВИКИ.Медиа Медиафайлы на РУВИКИ.Медиа
Внешние изображения
Фотография структуры лигнин-целлюлозы
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 — 23—50 %, солома злаков — 12—20 %.[5]

Химический состав[править | править код]

Лигнин не является простым веществом, а представляет собой гетерогенный ароматический полимер из различных мономеров 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[6].

Лигнин — один из основных компонентов, отвечающих за ванильный аромат старых книг. Лигнин, как и древесная целлюлоза, разлагается со временем в процессе окисления и придаёт старым книгам приятный запах[7].

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[8].

Сравнительно недавно лигнин был успешно использован в производстве полиуретановой пены[9].

В 1998 году в Германии фирмой «Текнаро»[10] 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[11][12].

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[6]. 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[6].

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[13].

Предпринимались попытки тушения горящего лигнина на полигоне закачиванием глинистого раствора в пробурённые скважины[14].

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 года. Для тушения опытного участка было использовано 10 000 тонн золошлаков из золоотвала Зиминского участка Н-ЗТЭЦ, всего на золоотвале складировано порядка 262 000 тонн[15].

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[16].

Примечания[править | править код]

  1. ↑ Lignin Архивная копия от 8 октября 2015 на Wayback Machine // Römpp Online.
  2. ↑ Maderas. Ciencia y tecnología - MECHANICALLY-INDUCED WOOD WELDING Архивная копия от 14 марта 2016 на Wayback Machine.
  3. ↑ 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.
  4. ↑ БСЭ, 1973.
  5. ↑ Новиков О. Н. Пути глубокой переработки лигина по безотходной технологии. http://ecoalfa.ru (2014 год). Дата обращения: 6 февраля 2019. Архивировано 20 сентября 2018 года.
  6. ↑ 1 2 3 Лигнин гидролизный (Lignin hydrolised): инструкция, применение и формула. Энциклопедия лекарств и товаров аптечного ассортимента. РЛС Патент. — Инструкция, применение и формула.
  7. ↑ Ольга Юркина. Запах книги. Наша газета (13 января 2010). Архивировано 13 марта 2016 года.
  8. ↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/2312.html Лигнин — Химическая Энциклопедия]
  9. ↑ Green plastic produced from biojoule material. BioJoule Technologies (12 июля 2007). Архивировано из оригинала 10 февраля 2012 года.
  10. ↑ TECNARO GmbH — официальный сайт. Дата обращения: 17 октября 2012. Архивировано 29 августа 2012 года.
  11. ↑ Арбоформ — жидкая древесина. Дата обращения: 28 февраля 2010. Архивировано 29 июня 2009 года.
  12. ↑ Жидкая древесина вместо пластика. Дата обращения: 28 февраля 2010. Архивировано из оригинала 29 октября 2009 года.
  13. ↑ Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2 ч. / Корольченко А. Я., Корольченко Д. А.. — М. : Асе. «Пожнаука», 2004. — Ч. 2. — С. 28.
  14. ↑ Для тушения лигнина в Иркутской области будет применяться новая технология. Ликвидация техногенных катастроф. ПЕРЕРАБОТКА МУСОРА Архивная копия от 13 мая 2008 на Wayback Machine.
  15. ↑ Иркутскэнерго Архивная копия от 15 июля 2007 на Wayback Machine.
  16. ↑ «Горящую» проблему — свежей идеей. Иркутский научный центра СО РАН. Архивировано из оригинала 29 мая 2007 года.

Литература[править | править код]

Источник — https://ru.ruwiki.ru/w/index.php?title=Лигнин&oldid=1192715895