Республикасының аумағында өсіріліп жатқан, ағаштекті емес біржылдық

57 
3.4 Өсімдік шикізатынан алынған целлюлоза талшығының 
құрылымдық-морфологиялық сипаттамалары
Сілтілік өңдеу диапазонында алынған үлгілер үшін (0,5…1,0н.) 
талшықтардың құрылымдық-морфологиялық сипаттамалары анықталды. 
Сілтінің әртүрлі концентрациясында, қарасорадан алынған техникалық 
целлюлозаның фракциялық құрамы 20-суретте көрсетілген.
 
 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
м
ас
сал
ы
қ үл
е
сі
, %
8,0-10,0
6,0-8,0
4,0-6,0
2,0-4,0
0,5-2,0
0,1-0,5
талшықтардың орташа ұзындығы,мм
 1нNaOH ерітіндісі
 0,5 н NaOH ерітіндісі
20 Сурет – Әртүрлі сілтілік өңдеу жағдайында қарасора арамшөбінен 
алынған техникалық целлюлоза үлгілерінің фракциялық құрамы 
20-суретте 
көріп тұрғанымыздай екі үлгі де талшықтардың 
полидисперсті таралуымен сипатталады, бұған қоса таралудың максимумы 
ұзын талшықтар ауданына ығысқан, ал фракциялық құрамы бойынша 
таралудың біркелкі заңдылығы байқалады. Екі үлгіде де 8-10 мм мөлшердегі 
талшықтар 60-70 % құрайды. Талшықтар ұзындығының өзгеруі өлшеудің 
қателігі шегінде болады және берілген диапазонда (0,5...1,0 Н.) сілтілі өңдеу 
шарттарымен байланысты емес. Талшықтардың орташа ұзындығына 
негізделе отырып, қарасора целлюлозасын ұзын талшықты жартылай 
фабрикаттарға жатқызуға болады, соның арқасында оның целлюлозалы-
қағазды және тоқыма өнеркәсібінде қолданылуына үлкен мүмкіндіктер 
туады.
3-кестеде сілтілі өңдеудің зерттелетін диапазонында алынған, 
техникалық целлюлоза талшықтарының сипаттамалары көрсетілген. Берілген 
нәтижелер бойынша техникалық целлюлозаның құрамында лигниннің бірдей 

58 
(қателік 
шегінде) 
мөлшері 
болғанда 
және 
сілтінің 
әртүрлі 
концентрациясындағы сілтілі өңдеуде орташа ұзындықтағы және 
жалпақтықтағы ұқсас көрсеткіштерге ие. Алынған деректерге сәйкес 
қарасора талшығының ұзындығы 9±0,01 мм құрайды, сонымен қатар бұл 
ұзындық мақта талшығының ұзындығымен салыстырмалы болып табылады.
3 Кесте – Қарасора арамшөбінен әртүрлі жағдайда сілтілі өңделіп, әрі 
қарайғы қайнатылып алынған техникалық целлюлоза талшығының 
сипаттамалары 
Сипаттама 
Қарасора арамшөбінен алынған 
техникалық целлюлоза 
Сілтілі өңдеу кезіндегі NaOH 
концентрациясы, н. 
0,5 
1,0 
Өлшенген талшықтар саны 
7473 
6989 
Талшықтың орташа ұзындығы, мм 
9,8±0,01 
10,2±0,01 
Орташа жалпақтық, мкм 
15,1±0,1 
16,0±0,1 
Орташа форма факторы, % 
84,7 
83,3 
Талшықтардың орташа қаттылығы, 
мкг/м 
101,8 
102,2 
Сынудың орташа бұрышы, град 
55,6 
57,3 
Сынудың орташа индексы 
2,8 
3,1 
Сегменттің орташа ұзындығы, мм 
0,56 
0,55 
Техникалық целлюлоза талшығы түзу емес, қисық болғандықтан, осы 
сынудың деңгейі форманың орташа факторымен (талшықтың нақты 
ұзындығының проекциясын бөлу) бағаланады [76]. Деформацияға 
ұшырамаған түзу талшықтар жоғары фактор формасымен сипатталады, 
алайда ағарту және оттекті-сілтілі өңдеу сияқты технологиялық операциялар 
нәтижесінде форма факторы 83…84 дейін төмендейді [76]. Сатылы өңдеу 
жағдайында қарасорадан алынған техникалық целлюлоза талшығының 
орташа форма факторы көрсеткіштері бойынша ағартылған сульфатты 
целлюлозаға жақын.
Сынудың орташа бұрышы (сынудың барлық өлшенген орта шамасы) 
60° аспайды және 2-ші классқа сәйкес келеді. Талшықтың қаттылығы 1г.-ғы 
талшық ұзындығы және саны сияқты деректер негізінде есептелінеді. Басқа 
да бірдей жағдайларда қаттылықтың төмендеуі қағазды беттің беріктігінің 
артуына әкеледі [76]. Зерттелген талшықтарда мискантустан [77] алынған 
гидротопты целлюлозамен және бидай сабанынан [78] алынған пероксидті 
целлюлозамен салыстырғанда қаттылық деңгейі төмен.

59 
Осылайша, 
қарасора 
арамшөбін 
0,5…1,0 
н. 
концентрация 
диапазонында сілтілі өңдеп, ары қарайғы органосольвентті қайнату 
нәтижесінде құрылымдық-морфологиялық сипаттамалары бойынша ұқсас 
техникалық целлюлозаның талшықтары алынады.
Қағаз құймаларының беріктік және физикалық сипаттамалары 4-
кестеде көрсетілген. Ұсынылған нәтижелерден ажырау ұзындығы, 
созылудағы беріктік шегі сияқты көрсеткіштер бойынша, қарасорадан 
алынған целлюлоза қағаз өндірісі үшін қолданылатын, сульфатты жапырақты 
целлюлозасымен бірдей екендігін көруге болады.
Ажырауға абсолютті қарсыласу көрсеткіші бойынша қарасорадан 
алынған целлюлоза сульфатты жапырақты целлюлозамен бірдей екендігін 
байқасақ, басылуға қарсыласу көрсеткіші бойынша сульфатты жапырақты 
целлюлозадан асып түсетіндігін байқауға болады. Техникалық целлюлоза 
негізінде, сорбенттерді алу үшін колористикалық тестілеу әдісінде 
тасығышқа қойылатын басты талаптарға ақтық, су сорғыштығының рН және 
техникалық целлюлозада болатын металлдардың болуы жатады. Көрсетілген 
деректерден қарасора армашөбінен алынған техникалық целлюлоза қажет 
ақтыққа және судың сорғыштығына қажет рН сай екендігін көреміз.
4 Кесте – Техникалық целлюлозадан алынған қағаз құймаларының 
60ºШР ұнтақтау дәрежесіндегі беріктілік және физикалық сипаттамалары
 
Көрсеткіштер 
Техникалық целлюлоза 
Қарасора 
армшөбінен 
Сульфатты 
жапырақты 
1 м
2
аудандағы қағаз массасы, г 
75,7 
75,0 
Тығыздық, г/см
3
0,98 
0,92 
Ажырау ұзындығы, м 
8900 
9000 
Ажырауға абсолютті қарсыласу, мН 
176 
180 
Созылудағы беріктік шегі, кгс/см
2
68 
70 
Басылуға салыстырмалы қарсыласу, 
кПа 
160 
110 
Су сорындысын суық экстрагирлеу рН
6,7 
5,5…7 
Ақтық, % 
89,8 
90 
 
Өсімдіктер өсу процессінде топырақтан су және минералды заттардан 
бөлек, оксид және тұз күйіндегі металлдарды сіңіруге қабілетті. Дәндә 
дақылдар вегетативті кезеңде биомассада осындай заттардың едәуір 
мөлшерін жинай алады [79]. Бастапқы заттағы және техникалық 
целлюлозадағы металлдар құрамының сандық деректері 5,6-кестеде 
көрсетілген.

60 
5 Кесте – ICP-OES әдісі арқылы үлгілерді сандық талдау нәтижелері
Элемент 
Үлгі 
ICP-OES әдісі 
арқылы 
элементтерді 
анықтау шегі 
Қарасора арамшөбі 
Қарасора 
арамшөбінен 
алынған целлюлоза 
Үлгідегі элемент концентрациясы және стандартты ауытқу, 
мг/кг 
Al 
206.1±0.9 
233.1±0.9 
0.0549 
Ba 
27.9±0.1 
19.0±0.1 
0.0018 
Ca 
6645.4±57.2 
1052.3±5.0 
0.0527 
Mg 
1637.7±10.6 
123.6±0.6 
0.1935 
Mn 
389±3.0 
8.6±0.02 
0.0034 
Na 
1257±7.0 
89.3±0.6 
0.7935 
K 
5272.1±53.3 
55.5±0.5 
0.0235 
Fe 
235.7±1.2 
361.9±1.2 
0.0230 
Ni 
2.9 
2.1 
0.0120 
Cu 
8.5±0.1 
3.6 
0.0250 
Zn 
146.4±0.4 
9.1 
0.0075 
Sr 
43.0±0.3 
9.7 
0.0010 
Ti 
6.8±0.1 
6.8±0.3 
0.0105 
Li 
469. ±2.7 
118.0±1.4 
1.0024 
6 Кесте – ICP-MS әдісі арқылы үлгілерді сандық талдау нәтижелері 
Элемент 
Үлгі 
ICP-MS әдісі 
арқылы 
элементтерді 
анықтау шегі 
Қарасора арамшөбі 
Қарасора 
арамшөбінен 
алынған 
целлюлоза 
Үлгідегі элемент концентрациясы және стандартты ауытқу, 
мг/кг 
Pb 
961.7±15.4 
1421.4±39.6 
3.6838 
Cr 
605.3±11.3 
499.3±9.8 
1.0020 
Co 
343.5±4.6 
29.2±0.8 
0.2688 
Cd 
37.8±1.4 
16.2±0.6 
0.1768 
Mo 
243.3±4.8 
31.6±1.1 
0.7191 
Rb 
3301.4±82.19 
281.1±3.7 
0.6626 
Ағаштекті емес шикізаттан техникалық целлюлозаны алу кезінде 
кейбір жағдайларда дайын өнімдегі элементтер құрамының азаюы немесе 

61 
оның жинақталу немесе «шоғырлану» әсері есебінен артуы байқалады. 
Алюминий, темір және қорғасын сияқты элементтер сілтілі өңдеу және 
қайнату процесінде тиісінше 1,1; 1,5 және 1,5 рет жиналады. Темір, 
алюминий және қорғасын сияқты элементтердің жиналуын, қарасора 
арамшөбінің анатомиялық элементтерінің жасушалық қабырғаларында жату 
тереңдігімен түсіндіруге болады, олар делигнификация кезінде жойылмайды. 
Қалған барлық көрсетілген элементтер делигнификация нәтижесінде 
өсімдік шикізатынан жойылады, олардың құрамы төмендейді немесе 
анықтаудың кемшілігі аумағында қала отырып өзгермейді.
Қарасора арамшөбін өңдеу кезінде бастапқы шикізаттағы металлдар 
саны келесі ретте төмендейді: Ni – 0,5; Ti – 1,0; Cr – 1,2; Ba – 1,5; Cd – 2,3; Cu 
–2,4; Li – 3,9; Sr – 4,4; Ca – 6,3; Mo – 7,7; Rb – 11,7; Co – 11,8; Mg – 13,3; Na –
14,1; Zn – 16,0; Mn – 45,2; K – 95,0.
Алынған деректер техникалық целлюлоза құрамында металлдардың 
болуын көрсетеді. Осы целлюлозаны колористикалық сорбент ретінде 
пайдаланған кезде бояғыш реагенттерді иммобилизациялауға олардың әсерін 
болдырмау үшін, ондағы металдардың қосылыстарының мөлшері мен түрін 
ескеру қажет. 
Осылайша, сілтілі өңдеуді (қарасора армшөбін сілтілі өңдеу ұзақтығы – 
240 мин; сілті концентрациясы – 0,69 н.) оптимизациялауды және әрі қарайғы 
қайнатуды ескере отырып, құрамында а.қ.ш.-дан 2,5 % лигнині бар, а.қ.ш.-
дан күлділігі 0,05 % құрайтын, а.қ.ш.-дан 48,8 % шығымы бар техникалық 
целлюлоза алынды. Қарасора арамшөбін 0,5…1,0 н. концентрация 
диапазонында сілтілі өңдеп, әрі қарай органосолвентті қайнату арқылы 
техникалық 
целлюлоза 
талшығына 
құрылымдық-морфологиялық 
сипаттамалары бойынша ұқсас талшықтар алынғаны бекітілді.
Қарасора 
арамшөбінен 
алынған 
техникалық 
целлюлоза 
қанағаттанарлық беріктілікке, қажетті ақтыққа және су сору рН сияқты 
сипаттамаларға ие екендігі көрсетілді. Қарасора арамшөбінде және одан 
алынған техникалық целлюлозада вегетативті кезеңде, биомасса жинақтаған 
металлдардың құрамы бар екендігі көрсетілді. 
Сатылы сілтілі органосольвентті делигнификация көп жағдайда 
техникалық целлюлозада металл концентрациясының төмендеуіне әкеліп 
соғады. Бұған өңдеу нәтижесінде сәйкесінше 1,1; 1,5 және 1,5 рет жиналатын 
алюминий, темір және қорғасын жатпайды.

жүктеу/скачать 3.73 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: