close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

код для вставкиСкачать
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ
ПОЛИМЕРОВ РАСТИТЕЛЬНОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Тема научно-исследовательских работ
Института химии Коми научного центра
Разработка научных основ экологически
безопасного и ресурсосберегающего
использования растительного сырья и его
компонентов для получения химических
продуктов и материалов
Основные направления исследований
по данной теме:
Научные
основы
химии
и
технологии
комплексной
переработки растительного сырья
Научные
основы
химической
переработки
растительных
полимеров с целью создания новых
материалов и продуктов
2
Растительные ресурсы Коми Республики
Растительная
Древесное сырье и
отходы
Биоразлагаемые
полимерные
материалы
3
биомасса
Продукты
пищевого, медицинского,
химического назначения
Производные
полисахаридов
Травянистое сырье и с/х
отходы
Наноструктурирован
ные целлюлозные
материалы
Компонентный состав растительного сырья
Травянистого
происхождения
Древесного
происхождения
Содержание основных компонентов:
Целлюлоза – 56-46 %;
Лигнин – 25-10 %;
Гемицеллюлозы – 26-16 %
4
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ
НОВЫХ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ
ПОЛИСАХАРИДЫ
ЦЕЛЛЮЛОЗА
ПЕКТИН
ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗА
Порошковая
целлюлоза
Производные
полисахаридов
5
5
Выделение полисахаридных фракций
Сырье
Методы выделения
Целлюлоза
56%
Экстракт.
вещества
5.6%
Linum
usitatissimum
Минерал. вещества
Целлюлоза
Льняная
Выход 80 %,
СП 1200
Щелочная делигнификация
гемицеллюл
озы 19% Основной реагент –
Лигнин
11%
3.5%
NaOH (10-65 г/л);
Na2CO3 (2-3 г/л)
температура 140-160С;
давление 1-5 атм;
продолжительность 1-2 ч
Кислотная (сульфитная)
делигнификация
Основной реагент –
Na2SO3 (5 г/л)
Na2CO3
температура 100-150С;
давление 1-5 атм;
продолжительность 1-2 ч
Целлюлоза
43%
Экстракт.
вещества
гемицеллюл
4.7%
озы 20%
Экстракт.
веществ
0.6%0
Целлюлоз
а 91.0%
гемицеллюло
зы 16.0%
Лигнин
0.8%
Минерал.вещества 0.5%
Соломенная
Экстракт.
веществ
0.05%
Целлюлоза
86.4%
гемицеллюло
зы 9.0%
Secalesp
Минерал.
вещества 2.6%
6
Лигнин
21%
Выход 50-80 %,
СП  500
Минерал.
вещества 0.5%
Лигнин
3.8%
Разработаны методы получения лигноцеллюлозных
материалов порошковой формы
Молекулярная масса
более 100 000
Химическая деструкция полисахаридов
Минеральные
кислоты
• Водная среда
Органические
кислоты
• Водноорганическая
среда
Кислоты
Льюиса
• Органическ
ая среда
Химические воздействия , приводящие к деструкции
исходных материалов, способствуют повышению
реакционной способности растительных полисахаридов
к их дальнейшей модификации
18
деструкция
Молекулярная масса
менее 20 000
Биополимерные порошковые материалы
Продукт – тонкодисперсные или коротковолокнистые препараты.
Получены в результате химической трансформации растительного сырья.
Биологически инертный продукт
Порошковые
лигноцеллюлозные вещества
Микрокристаллическая
целлюлоза
Получены из растительного
сырья, включая отходы
деревообработки и сельского
хозяйства.
Сочетает полезные свойства
целлюлозы и лигнина, обогащен
функциональными группами
Получена из хвойной и
лиственной целлюлозы,
сульфатного
производства
19
Области применения биополимерных порошков
Химическая
промышленность
•стабилизаторы,
• связующие,
•носители,
•сорбенты,
• в качестве
наполнителя для
строительных смесей
Парфюмерия:
• компонент
кремов,
• зубных паст,
• косметических
масок
9
Пищевая
промышленность
• наполнители,
• стабилизаторы
пищевых продуктов;
•Фармакология:
• биологически
инертные сорбенты,
•основа
лекарственных
средств
Полифункциональные производные полисахаридов
Фрагмент целлюлозы
Направленная модификация в
полифункциональные
соединения - эфиры
Алкилирование
Замена ОН-групп на:
- ОСН3; ; - ОС2Н5; - (ОС2Н4;)ОН;
- ОСН2СН(ОН)СН2ОН; - ОСН2СООН; OSO3H;
Этерификация
Соединения целлюлозы, содержащие
привитые активные функциональные
группы – простые и сложные эфиры
полисахаридов
10
Полифункциональные производные
целлюлозы, гемицеллюлоз, пектинов
ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА:
• возобновляемая сырьевая база;
• биосовместимость;
•эффективность в сочетании
«цена-качество»
•низкая токсичность
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ :
•Пищевые волокна;
ПОТРЕБИТЕЛИ ПРОДУКЦИИ:
•Натуральные гидроколлоиды;
•пищевая промышленность
•Матрица для иммобилизации
биологически активных веществ
•фармацевтическая индустрия
•Матрица для инкапсулирования
лекарств
24
•косметическая
промышленность
Полифункциональные полисахариды,
обладающие антитромбогенной активностью
Разработаны методы синтеза производных полисахаридов с доказанной биологической
активностью, перспективные для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, транспорта
лекарственных средств и антиоксидантной терапии.
Продукт- полифункциональные сульфатированные
производные полисахаридов различного строения
Основные преимущества:
• биосовместимость;
• неограниченная сырьевая база;
• отсутствие загрязнения
прионовыми белками;
• эффективность в соотношении
«цена-качество»;
• низкая токсичность
Области применения:
растительные антикоагулянты для лечения ,
тромботических заболеваний
Средства улучшения реологические свойства крови для
профилактики сосудистых заболеваний
улучшают
12
Эпоксидный композиционный материал,
содержащий природные биополимеры
Введение производных биополимеров от 10 до 50 масс.
%, приводит к образованию химических связей между
эпоксидными группами и поверхностью природного
полимера
Преимущества :
Используется возобновляемое растительное сырье;
Применяется относительно несложная модификация
биополимеров;
Придается способность разлагаться под действием
окружающей среды
Характеристика:
Повышение прочностных характеристик:
Прочность на изгиб увеличивается на 10-15 %;
Температура стеклования возрастает на 20-25 %.
13
Сорбционные материалы
Средства очистки акваторий и почв от загрязнений
нефтепродуктами и органическими растворителями
ОСНОВА СОРБЕНТОВ:
• Целлюлоза;
•Лигноцеллюлоза;
• Отходы производства и
переработки древесины;
•Отходы сельского хозяйства
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕПОЧКА
Сырье (отходы)
Сорбенты селективно поглощают с водной
поверхности нефть и нефтепродукты
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:6
•волокнистая или гранулированная5
структура;
4
•гидрофобность;
3
•насыпная плотность 0,09-0,13 г/см23
•сорбционная емкость 5-9 г/г;
1
•срок хранения не менее 5 лет
0
Получение сорбента
(утилизация отходов)
Применение сорбента
Использование нефтенасыщенного
сорбента в промышленности
14
ПРЕИМУЩЕСТВА технологии:
• Не требует использования высоких
температуры и давления;
•Используются экологически
безопасные компоненты;
•Простота выполнения
древесн
ые
опилки
термомех
аническа
я масса
отходы
с/х
древесна
я зелень
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Одной из актуальных задач современного
производства является решение проблемы изыскания
новых источников растительного сырья , разработке
новых подходов к процессам его переработки и
выработка более простых, экономически выгодных,
ресурсосберегающих технологий получения новых
химических продуктов и материалов на их основе.
Результаты исследований, проводимые в Институте химии,
найдут применение при создании базы данных физикохимических свойств и структуры природных растительных
объектов, их систематизации, а также в работах технологического
направления с целью расширения ассортимента продуктов на
основе биополимеров.
15
Автор
an.udortina
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
6
Размер файла
5 434 Кб
Теги
полимеров, происхождение, материалы, основы, растительном, полифункциональные
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа