Разработка азотнокислого способа получения целлюлозы из легковозобновляемого недревесного сырья - прекурсора нитратов целлюлозы

По результатам работы собрана коллекция химических составов российского мискантуса с плантаций различного возраста: целого растения, листа и стебля отдельно, а также соломы льна-межеумка с различных полей Алтайского края, собранных и обмолоченных в различное время. Установлено, что содержание целлюлозы у этих альтернативных источников находится на уровне 50% и переработка их в целлюлозу является целесообразной. Разработаны физико-химические основы азотнокислого способа выделения целлюлозы из мискантуса и соломы льна-межеумка. Определены оптимальные условия получения целлюлозы азотнокислым способом. Установлено, что для мискантуса оптимальная продолжительность азотнокислой обработки составляет 14,7 ч, для соломы льна-межеумка 11,7 ч при температуре процесса 94 - 96°С. Проведено исследование по качеству целлюлозы в зависимости от возраста и морфологической части мискантуса. Установлено, что по мере увеличения возраста плантации мискантуса возрастает качество выделенной целлюлозы, а именно: увеличивается содержание α-целлюлозы, снижается суммарное содержание нецеллюлозных компонентов и, как следствие, возрастает выход целлюлозы. Сравнение образцов целлюлозы из разных морфологических частей мискантуса позволило определить, что более качественная целлюлоза получается из стебля растение, а не из листа. Образцы целлюлозы, полученные азотнокислым способом из мискантуса (целое растение) и соломы льна-межеумка, характеризуются близкими показателями качества, за исключением массовой доли α-целлюлозы и степени полимеризации, которые ниже у целлюлозы из соломы льна-межеумка (80,0 - 87,1% и 430 - 680), чем у целлюлозы из мискантуса (93,5 - 94,9% и 880 - 1050) соответственно, что можно объяснить природными особенностями соломы льна-межеумка, а именно наличием низкомолекулярной фракции целлюлозы в ней. Опытные образцы целлюлозы были исследованы современными физико-химические методами: растровой электронной микроскопией, ИК-спектроскопией, рентгеноструктурным анализом. В результате проведенных исследований установлено, что показатели качества образцов целлюлозы, выделенных азотнокислым способом из мискантуса и соломы льна-межеумка, характеризуются высоким качеством и могут быть успешно этерифицированы для получения нитратов целлюлозы, сопоставимых по качеству с промышленными коллоксилинами.