Semnificația celulozei. Rolul biologic al celulozei și domeniile de aplicare. Reguli de depozitare și utilizare

Celuloza (fibre) este o polizaharidă vegetală, care este cea mai comună substanță organică de pe Pământ.

Acest biopolimer are o mare rezistență mecanică și acționează ca material de susținere pentru plante, formând peretele celulelor vegetale. Este utilizat în producția de hârtie, fibre artificiale, filme, materiale plastice, vopsele și lacuri, pulbere fără fum, explozivi, combustibil solid pentru rachete, pentru producerea de alcool hidrolitic etc.
Celuloza se găsește în cantități mari în țesutul lemnos (40-55%), fibrele de in (60-85%) și bumbac (95-98%).

Lanțurile de celuloză sunt construite din reziduuri de β-glucoză și au o structură liniară.

Figura 9

Greutatea moleculară a celulozei este de la 400.000 la 2 milioane.

Figura 10

· Celuloza este unul dintre cei mai rigidi polimeri cu catenă în care flexibilitatea macromoleculelor practic nu se manifestă. Flexibilitatea macromoleculelor este capacitatea lor de a-și schimba forma în mod reversibil (fără a rupe legăturile chimice).

Chitina și chitosanul au o compoziție chimică diferită de celuloză, dar sunt apropiate de aceasta ca structură. Diferența este că la al doilea atom de carbon al unităților de a-D-glucopiranoză legate prin legături 1,4-licozidice, gruparea OH este înlocuită cu grupări –NHCH 3 COO în chitină și gruparea –NH 2 în chitosan.

Celuloza se găsește în scoarța și lemnul copacilor și tulpinilor plantelor: bumbacul conține mai mult de 90% celuloză, conifere - peste 60%, foioase - aproximativ 40%. Rezistența fibrelor de celuloză se datorează faptului că sunt formate din monocristale în care macromoleculele sunt împachetate paralel una cu alta. Celuloza formează baza structurală a reprezentanților nu numai ai lumii vegetale, ci și a unor bacterii.

Din punct de vedere chimic, chitina este un poli( N-acetoglucozamina). Iată structura sa:

Figura 11

În lumea animală, polizaharidele sunt „utilizate” doar de insecte și artropode ca polimeri de susținere, care formează structura. Cel mai adesea, chitina este folosită în aceste scopuri, care servește la construirea așa-numitului schelet extern la crabi, raci și creveți. Din chitină, deacetilarea produce chitosan, care, spre deosebire de chitina insolubilă, este solubil în soluții apoase de acizi formic, acetic și clorhidric. În acest sens, și, de asemenea, datorită complexului de proprietăți valoroase combinate cu biocompatibilitatea, chitosanul are perspective mari de utilizare practică largă în viitorul apropiat.

Amidonul este una dintre polizaharidele care acționează ca substanță alimentară de rezervă în plante. Tuberculii, fructele și semințele conțin până la 70% amidon. Polizaharida stocată de animale este glicogenul, care se găsește în principal în ficat și mușchi.

Funcția unui produs nutritiv depozitat este îndeplinită de inulină, care se găsește în sparanghel și anghinare, ceea ce le conferă un gust specific. Unitățile sale de monomeri sunt cu cinci membri, deoarece fructoza este o cetoză, dar în general acest polimer este structurat în același mod ca și polimerii de glucoză.

Lignină(din lat. lignum- arbore, lemn) - o substanță care caracterizează pereții lemnos ai celulelor vegetale. Un compus polimeric complex găsit în celulele plantelor vasculare și în unele alge.

Molecula de lignină

Figura 12

Pereții celulelor lemnoase au o ultrastructură care poate fi comparată cu structura betonului armat: microfibrilele de celuloză au proprietăți similare armăturii, iar lignina, care are o rezistență ridicată la compresiune, corespunde betonului. Molecula de lignină este formată din produși de polimerizare ai alcoolilor aromatici; monomerul principal este alcoolul coniferilic.

Lemnul de foioase conține până la 20% lignină, lemnul de conifere - până la 30%. Lignina este o materie primă chimică valoroasă folosită în multe industrii.

Rezistența trunchiurilor și a tulpinilor plantelor, pe lângă scheletul fibrelor de celuloză, este determinată de țesutul conjunctiv al plantei. O parte semnificativă a acesteia în copaci este lignina - până la 30%. Structura sa nu a fost stabilită cu precizie. Se știe că are o greutate moleculară relativ mică ( M~ 10 4) un polimer hiperramificat format în principal din resturi fenol substituite în poziţia orto cu grupări -OCH3, în poziţia para cu grupări -CH=CH-CH2OH. În prezent, s-a acumulat o cantitate imensă de lignine ca deșeuri din industria hidrolizei celulozei, dar problema eliminării acestora nu a fost rezolvată. Elementele de susținere ale țesutului vegetal includ substanțe pectinice și, în special, pectina, care se găsește în principal în pereții celulari. Conținutul său în coji de mere și partea albă a cojilor de citrice ajunge până la 30%. Pectina aparține heteropolizaharidelor, adică copolimerilor. Macromoleculele sale sunt compuse în principal din resturi de acid D-galacturonic și esterul său metilic legat prin legături 1,4-glicozidice.

Figura 13

Dintre pentoze, cei mai importanți sunt polimerii arabinoză și xiloză, care formează polizaharide numite arabine și xilani. Ele, împreună cu celuloza, determină proprietățile tipice ale lemnului.

Pectina menționată mai sus aparține heteropolizaharidelor. În plus, sunt cunoscute heteropolizaharidele care fac parte din corpul animalului. Acidul hialuronic face parte din corpul vitros al ochiului, precum și lichidul care asigură alunecarea în articulații (se găsește în capsulele articulare). Un alt polizaharid animal important, sulfatul de condroitină, se găsește în țesuturi și cartilaje. Ambele polizaharide formează adesea complexe complexe cu proteine și lipide din corpul animalului.

Structura.

Formula moleculară a celulozei este (-C 6 H 10 O 5 -) n, ca cea a amidonului. Celuloza este, de asemenea, un polimer natural. Macromolecula sa constă din multe reziduuri de molecule de glucoză. Poate apărea întrebarea: de ce amidonul și celuloza - substanțe cu aceeași formulă moleculară - au proprietăți diferite?

Când luăm în considerare polimerii sintetici, am aflat deja că proprietățile lor depind de numărul de unități elementare și de structura lor. Aceeași situație se aplică polimerilor naturali. Se dovedește că gradul de polimerizare al celulozei este mult mai mare decât cel al amidonului. În plus, comparând structurile acestor polimeri naturali, s-a stabilit că macromoleculele de celuloză, spre deosebire de amidon, constau din reziduuri ale moleculei de b-glucoză și au doar o structură liniară. Macromoleculele de celuloză sunt situate într-o singură direcție și formează fibre (in, bumbac, cânepă).

Fiecare reziduu al unei molecule de glucoză conține trei grupări hidroxil.

Proprietăți fizice .

Celuloza este o substanță fibroasă. Nu se topește și nu intră în stare de vapori: când este încălzită la aproximativ 350 o C, celuloza se descompune - se carbonizează. Celuloza este insolubilă în apă sau în majoritatea altor solvenți anorganici și organici.

Incapacitatea celulozei de a se dizolva în apă este o proprietate neașteptată pentru o substanță care conține trei grupe hidroxil la fiecare șase atomi de carbon. Este bine cunoscut faptul că compușii polihidroxil sunt ușor solubili în apă. Insolubilitatea celulozei se explică prin faptul că fibrele sale sunt ca „mănunchiuri” de molecule paralele sub formă de fire conectate prin multe legături de hidrogen, care se formează ca urmare a interacțiunii grupărilor hidroxil. Solventul nu poate pătrunde în interiorul unui astfel de „mănunchi” și, prin urmare, moleculele nu se separă unele de altele.

Solventul pentru celuloză este reactivul lui Schweitzer - o soluție de hidroxid de cupru (II) cu amoniac, cu care interacționează simultan. Acizii concentrați (sulfuric, fosforic) și o soluție concentrată de clorură de zinc dizolvă și celuloza, dar în acest caz are loc descompunerea ei parțială (hidroliza), însoțită de scăderea greutății moleculare.

Proprietăți chimice .

Proprietățile chimice ale celulozei sunt determinate în primul rând de prezența grupărilor hidroxil. Acționând cu sodiu metalic, se poate obține alcoxid de celuloză n. Sub influența soluțiilor apoase concentrate de alcaline, are loc așa-numita mercerizare - formarea parțială a alcoolaților de celuloză, ceea ce duce la umflarea fibrei și la creșterea susceptibilității acesteia la coloranți. Ca urmare a oxidării, în macromolecula de celuloză apar un anumit număr de grupări carbonil și carboxil. Sub influența agenților oxidanți puternici, macromolecula se dezintegrează. Grupările hidroxil ale celulozei sunt capabile de alchilare și acilare, dând eteri și esteri.

Una dintre cele mai caracteristice proprietăți ale celulozei este capacitatea sa de a suferi hidroliză în prezența acizilor pentru a forma glucoză. Similar cu amidonul, hidroliza celulozei are loc în etape. Pe scurt, acest proces poate fi descris după cum urmează:

(C6H10O5) n + nH20 H2SO4_ nC6H12O6

Deoarece moleculele de celuloză conțin grupări hidroxil, aceasta este caracterizată prin reacții de esterificare. Dintre acestea, reacțiile celulozei cu acidul azotic și anhidrida acetică sunt de importanță practică.

Când celuloza reacţionează cu acidul azotic în prezenţa acidului sulfuric concentrat, în funcţie de condiţii, se formează dinitroceluloză şi trinitroceluloză, care sunt esteri:

Când celuloza reacţionează cu anhidrida acetică (în prezenţa acizilor acetic şi sulfuric), se obţine triacetilceluloză sau diacetilceluloză:

Pulpa arde. Aceasta produce monoxid de carbon (IV) și apă.

Când lemnul este încălzit fără acces la aer, celuloza și alte substanțe se descompun. Acesta produce cărbune, metan, alcool metilic, acid acetic, acetonă și alte produse.

Chitanță.

Un exemplu de celuloză aproape pură este vata obținută din bumbac egrenat. Cea mai mare parte a celulozei este izolată din lemn, în care este conținută împreună cu alte substanțe. Cea mai comună metodă de producere a celulozei în țara noastră este așa-numita metodă cu sulfit. Conform acestei metode, lemnul zdrobit în prezența unei soluții de hidrosulfit de calciu Ca(HSO 3) 2 sau hidrosulfit de sodiu NaHSO 3 este încălzit în autoclave la o presiune de 0,5–0,6 MPa și la o temperatură de 150 o C. În acest caz , toate celelalte substanțe sunt distruse, iar celuloza este eliberată într-o formă relativ pură. Este spălat cu apă, uscat și trimis pentru prelucrare ulterioară, mai ales pentru producția de hârtie.

Aplicație.

Celuloza a fost folosită de oameni încă din cele mai vechi timpuri. La început, lemnul a fost folosit ca combustibil și material de construcție; apoi bumbacul, inul și alte fibre au început să fie folosite ca materii prime textile. Primele metode industriale de prelucrare chimică a lemnului au apărut în legătură cu dezvoltarea industriei hârtiei.

Hârtia este un strat subțire de fibre de fibre, comprimat și lipit pentru a crea rezistență mecanică, o suprafață netedă și pentru a preveni sângerarea cernelii. Inițial, pentru fabricarea hârtiei s-au folosit materiale vegetale, din care se putea obține fibrele necesare pur mecanic, s-au folosit și tulpini de orez (așa-numita hârtie de orez), bumbac și țesături uzate. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea tipăririi cărților, sursele de materii prime enumerate au devenit insuficiente pentru a satisface cererea în creștere de hârtie. În special pentru tipărirea ziarelor se consumă multă hârtie, iar problema calității (alb, rezistență, durabilitate) pentru hârtia de ziar nu contează. Știind că lemnul este format din aproximativ 50% fibre, au început să adauge lemn măcinat la pasta de hârtie. O astfel de hârtie este fragilă și devine rapid galbenă (mai ales la lumină).

Pentru a îmbunătăți calitatea aditivilor pentru lemn pentru pasta de hârtie, au fost propuse diverse metode de prelucrare chimică a lemnului, făcând posibilă obținerea de celuloză mai mult sau mai puțin pură din acesta, eliberată de substanțele însoțitoare - lignină, rășini și altele. Pentru izolarea celulozei au fost propuse mai multe metode, dintre care vom lua în considerare metoda sulfitului.

Conform metodei sulfitului, lemnul zdrobit este „gătit” sub presiune cu hidrosulfit de calciu. În acest caz, substanțele însoțitoare se dizolvă, iar celuloza eliberată de impurități este separată prin filtrare. Soluțiile sulfitice rezultate sunt deșeuri în producția de hârtie. Cu toate acestea, datorită faptului că conțin, alături de alte substanțe, monozaharide capabile de fermentare, sunt folosite ca materie primă pentru producerea alcoolului etilic (așa-numitul alcool hidrolitic).

Celuloza este folosită nu numai ca materie primă în producția de hârtie, ci este folosită și pentru prelucrarea chimică ulterioară. Eteri și esterii de celuloză sunt de cea mai mare importanță. Astfel, atunci când celuloza este tratată cu un amestec de acizi azotic și sulfuric, se obțin nitrați de celuloză. Toate sunt inflamabile și explozive. Numărul maxim de reziduuri de acid azotic care pot fi introduse în celuloză este de trei pentru fiecare unitate de glucoză:

N HNO3_ n

Produsul de esterificare completă - trinitrat de celuloză (trinitroceluloză) - trebuie să conțină 14,1% azot conform formulei. În practică, se obține un produs cu un conținut de azot puțin mai scăzut (12,5/13,5%), cunoscut în domeniu ca piroxelină. Când este tratată cu eter, piroxilina se gelatinizează; după evaporarea solventului, rămâne o masă compactă. Bucățile din această masă tăiate mărunt sunt pulbere fără fum.

Produsele de nitrare care conțin aproximativ 10% azot corespund ca compoziție cu dinitratul de celuloză: în tehnologie, un astfel de produs este cunoscut sub numele de coloxilină. Când este expus la un amestec de alcool și eter, se formează o soluție vâscoasă, așa-numitul colodion, folosit în medicină. Dacă adăugați camfor la o astfel de soluție (0,4 părți camfor la 1 parte coloxilină) și evaporați solventul, veți rămâne cu o peliculă flexibilă transparentă - celuloid. Din punct de vedere istoric, acesta este primul tip cunoscut de plastic. Încă din secolul trecut, celuloidul a fost utilizat pe scară largă ca material termoplastic convenabil pentru producerea multor produse (jucării, mercerie etc.). Utilizarea celuloidului în producția de film și lacuri nitro este deosebit de importantă. Un dezavantaj serios al acestui material este inflamabilitatea sa, astfel încât celuloidul este acum din ce în ce mai înlocuit de alte materiale, în special de acetați de celuloză.

Celuloza este derivată din două substanțe naturale: lemn și bumbac. La plante, îndeplinește o funcție importantă, oferindu-le flexibilitate și rezistență.

Unde se gaseste substanta?

Celuloza este o substanță naturală. Plantele sunt capabile să-l producă singure. Conține: hidrogen, oxigen, carbon.

Plantele produc zahăr sub influența luminii solare, acesta este procesat de celule și permite fibrelor să reziste la sarcini mari de la vânt. Celuloza este o substanță implicată în procesul de fotosinteză. Dacă presărați apă cu zahăr pe o tăietură de lemn proaspăt, lichidul va fi absorbit rapid.

Începe producția de celuloză. Această metodă naturală de obținere este luată ca bază pentru producția de țesătură de bumbac la scară industrială. Există mai multe metode prin care se obține pulpă de calitate diferită.

Metoda de fabricatie nr 1

Celuloza se obține în mod natural - din semințe de bumbac. Firele de păr sunt colectate prin mecanisme automate, dar este necesară o perioadă lungă de creștere a plantei. Țesătura produsă în acest fel este considerată cea mai pură.

Celuloza poate fi obținută mai rapid din fibrele de lemn. Cu toate acestea, cu această metodă, calitatea este mult mai proastă. Acest material este potrivit numai pentru producția de plastic fără fibre, celofan. Din astfel de material pot fi produse și fibre artificiale.

Chitanța naturală

Producția de celuloză din semințe de bumbac începe cu separarea fibrelor lungi. Acest material este folosit pentru a face țesături de bumbac. Se numesc piese mici, mai mici de 1,5 cm

Sunt potrivite pentru producerea de celuloză. Piesele asamblate sunt încălzite la presiune ridicată. Durata procesului poate fi de până la 6 ore. Înainte de a încălzi materialul, i se adaugă hidroxid de sodiu.

Substanța rezultată trebuie spălată. În acest scop se folosește clorul care, de asemenea, decolorează. Compoziția celulozei cu această metodă este cea mai pură (99%).

Metoda de fabricație nr. 2 din lemn

Pentru a obține 80-97% celuloză, se folosesc așchii de conifere și substanțe chimice. Întreaga masă este amestecată și supusă unui tratament termic. Ca urmare a gătirii, substanța necesară este eliberată.

Se amestecă bisulfit de calciu, dioxid de sulf și pastă de lemn. Celuloza din amestecul rezultat nu depășește 50%. Ca rezultat al reacției, hidrocarburile și ligninele se dizolvă în lichid. Materialul solid trece printr-o etapă de purificare.

Rezultatul este o masă care amintește de hârtia de calitate scăzută. Acest material servește drept bază pentru fabricarea substanțelor:

Eteri.
Celofan.
Fibră de viscoză.

Ce se produce din material valoros?

Este fibros, ceea ce îi permite să fie folosit la confecţionarea îmbrăcămintei. Materialul de bumbac este un produs natural 99,8% obținut prin metoda naturală descrisă mai sus. Poate fi folosit și pentru a produce explozivi printr-o reacție chimică. Celuloza este activă atunci când i se aplică acizi.

Proprietățile celulozei sunt aplicabile producției de textile. Deci, fibre artificiale sunt fabricate din el, care amintesc de țesăturile naturale în aspect și atingere:

vascoza si;
blană artificială;
mătase cupru-amoniac.

Fabricat în principal din celuloză de lemn:

lacuri;
film fotografic;
produse din hartie;
materiale plastice;
bureti pentru spalarea vaselor;
pulbere fără fum.

Ca rezultat al unei reacții chimice din celuloză, se obțin următoarele:

trinitroceluloză;
dinitrofibră;
glucoză;
combustibil lichid.

Celuloza poate fi folosită și în alimente. Unele plante (țelină, salată verde, tărâțe) își conțin fibrele. De asemenea, servește ca material pentru producția de amidon. Ei au învățat deja cum să facă fire subțiri din ea - pânza de păianjen artificială este foarte puternică și nu se întinde.

Formula chimică a celulozei este C6H10O5. Este o polizaharidă. Este realizat din:

vată medicală;
bandaje;
tampoane;
carton, PAL;
aditiv alimentar E460.

Avantajele substanței

Celuloza poate rezista la temperaturi ridicate de până la 200 de grade. Moleculele nu sunt distruse, ceea ce face posibilă realizarea de vase din plastic reutilizabile. În același timp, se păstrează o calitate importantă - elasticitatea.

Celuloza poate rezista la expunerea prelungită la acizi. Absolut insolubil în apă. Nu este digerat de corpul uman și este folosit ca sorbent.

Celuloza microcristalină este folosită în medicina alternativă ca medicament pentru curățarea sistemului digestiv. Substanța pudră acționează ca un aditiv alimentar pentru a reduce conținutul de calorii al preparatelor consumate. Acest lucru ajută la eliminarea toxinelor, la reducerea zahărului din sânge și a colesterolului.

Metoda de fabricatie nr 3 - industriala

La locurile de producție, celuloza este preparată prin gătit în diferite medii. Materialul folosit - tipul de lemn - depinde de tipul de reactiv:

Roci rășinoase.
Copaci foioase.
Plante.

Există mai multe tipuri de reactivi de gătit:

În caz contrar, metoda este denumită sulfit. Soluția folosită este o sare a acidului sulfuros sau amestecul său lichid. În această opțiune de producție, celuloza este izolată din speciile de conifere. Bradul și molidul sunt bine prelucrate.
Mediul alcalin sau metoda sifonului se bazează pe utilizarea hidroxidului de sodiu. Soluția separă eficient celuloza de fibrele vegetale (tulpini de porumb) și copaci (în principal copaci de foioase).
Utilizarea simultană a hidroxidului de sodiu și a sulfurei de sodiu este utilizată în metoda sulfatului. Este utilizat pe scară largă în producția de sulfură albă. Tehnologia este destul de negativă pentru mediu din cauza reacțiilor chimice terțe rezultate.

Ultima metodă este cea mai comună datorită versatilității sale: celuloza poate fi obținută din aproape orice copac. Cu toate acestea, puritatea materialului nu este complet ridicată după o singură gătire. Impuritățile sunt îndepărtate prin reacții suplimentare:

hemicelulozele sunt îndepărtate cu soluții alcaline;
macromoleculele de lignină și produsele distrugerii lor se îndepărtează cu clor urmat de tratament cu alcali.

Valoarea nutritivă

Amidonul și celuloza au o structură similară. În urma experimentelor, a fost posibil să se obțină un produs din fibre necomestibile. O persoană are nevoie de el în mod constant. Alimentele consumate constă din mai mult de 20% amidon.

Oamenii de știință au reușit să obțină substanța amiloză din celuloză, care are un efect pozitiv asupra stării corpului uman. În același timp, glucoza este eliberată în timpul reacției. Rezultatul este o producție fără deșeuri - ultima substanță este trimisă pentru producerea de etanol. Amiloza servește și ca mijloc de prevenire a obezității.

Ca urmare a reacției, celuloza rămâne în stare solidă, depunându-se pe fundul vasului. Componentele rămase sunt îndepărtate folosind nanoparticule magnetice sau dizolvate și îndepărtate cu lichid.

Tipuri de substanțe la vânzare

Furnizorii oferă celuloză de diferite calități la prețuri rezonabile. Enumerăm principalele tipuri de materiale:

Celuloza sulfat este de culoare albă, produsă din două tipuri de lemn: conifere și foioase. Există materiale nealbite utilizate în materialul de ambalare, hârtie de calitate scăzută pentru izolare și alte scopuri.
Sulfitul este disponibil și în alb, realizat din conifere.
Materialul cu pulbere albă este potrivit pentru producerea de substanțe medicale.
Celuloza de calitate premium este produsă prin albire fără clor. Coniferele sunt folosite ca materii prime. Pulpa de lemn constă dintr-o combinație de așchii de molid și pin într-un raport de 20/80%. Puritatea materialului rezultat este cea mai mare. Este potrivit pentru producerea de materiale sterile utilizate în medicină.

Pentru a selecta o celuloză potrivită, se folosesc criterii standard: puritatea materialului, rezistența la tracțiune, lungimea fibrei, indicele de rezistență la rupere. Cantitativ sunt indicate si starea chimica sau agresivitatea mediului extract de apa si umiditatea. Pentru celuloza furnizată sub formă de pastă albită sunt aplicabili și alți indicatori: volum specific, luminozitate, mărime de măcinare, rezistență la tracțiune, grad de puritate.

Un indicator important pentru masa celulozei este indicele de rezistență la rupere. Scopul materialelor produse depinde de acesta. Luați în considerare materia primă folosită și umiditatea. Nivelul de gudron și grăsimi este, de asemenea, important. Uniformitatea pulberii este importantă pentru anumite procese. În scopuri similare, se evaluează vâscozitatea și rezistența la compresiune a materialului sub formă de foi.

Timp de citire: 6 minute

Celuloza este un material fibros de origine vegetală și stă la baza tuturor fibrelor celulozice naturale și artificiale. Fibrele naturale de celuloză includ bumbac, in, cânepă, iută și ramie. Celuloza este o polizaharidă polimerică de zahăr constând din unități repetate de 1,4-8-hidroglucoză legate între ele prin legături de 8 esteri. Forțele intermoleculare puternice între lanțuri, combinate cu liniaritatea ridicată a moleculei de celuloză, explică natura cristalină a fibrelor de celuloză.

Fibre de celuloză

Fibrele naturale sunt de origine vegetală, animală sau minerală. Fibrele vegetale, după cum sugerează și numele, provin din plante. Principala componentă chimică a plantelor este celuloza și de aceea sunt numite și fibre celulozice. Fibrele sunt de obicei legate de un polimer fenolic natural, lignina, care este, de asemenea, adesea prezentă în peretele celular al fibrei; prin urmare, fibrele vegetale sunt adesea numite și fibre lignocelulozice, cu excepția bumbacului, care nu conține lignină.

Celuloza este un zahăr polimeric (polizaharidă) constând din unități repetate de 1,4-8-hidroglucoză legate între ele prin legături de 8 esteri.

Lanțurile liniare lungi de celuloză permit grupărilor funcționale hidroxil de pe fiecare unitate de anhidroglucoză să interacționeze cu grupările hidroxil de pe lanțurile adiacente prin legăturile de hidrogen și forțele van der Waals. Aceste forțe intermoleculare puternice între lanțuri, combinate cu liniaritatea ridicată a moleculei de celuloză, explică natura cristalină a fibrelor de celuloză.

Fibre de semințe

Bumbacul este fibra celulozica naturala cea mai des folosita. Fibrele de bumbac cresc din semințe într-o capsulă (păstă). Fiecare capsulă conține șapte sau opt semințe și fiecare sămânță poate avea până la 20.000 de fibre care cresc din ea.
Fibra de cocos este obținută din masa fibroasă dintre coaja exterioară și coaja nucilor de cocos. Aceasta este o fibră dură. Este folosit în mod obișnuit pentru a face covoare durabile de interior și exterior, straturi de bază și plăci.
Fibra de capok este obținută din sămânța arborelui de capok indian. Fibra este moale, ușoară și goală. Se rupe ușor și este greu de rotit. Este folosit ca umplutură de fibre și ca umplutură pentru perne. Fibra a fost folosită anterior ca umplutură pentru vestele de salvare și saltele pe navele de croazieră, deoarece este atât de plutitoare.
Mătasea vegetală are proprietăți similare cu cele ale capocului.

Fibre de puf

Inul este una dintre cele mai vechi fibre textile, dar utilizarea sa a scăzut de la inventarea filătorului de bumbac.
Fibrele de ramie au lungimea de 10 până la 15 cm.Fibrele sunt mai albe și mai moi decât inul. Ramie nu ia bine colorantul decât dacă este curățat chimic. Deși fibra naturală de ramie este puternică, îi lipsește durabilitatea, elasticitatea și potențialul de alungire. Fibrele de ramie sunt rezistente la mucegai, insecte și contracție. Sunt folosite pentru îmbrăcăminte, tratamente pentru ferestre, frânghie, hârtie și lenjerie de masă și pat.
Cânepa este asemănătoare cu inul. Lungimea fibrelor variază de la 10 la 40 cm Cânepa are un impact redus asupra mediului: nu necesită pesticide. Produce cu 250% mai multe fibre decât bumbacul și cu 600% mai multe fibre decât inul din aceeași cantitate de pământ. Plantele de cânepă pot fi folosite pentru a extrage din sol contaminanții cu zinc și mercur. Cânepa este folosită pentru frânghie, îmbrăcăminte și hârtie. Dependenții sunt dispuși să plătească prețuri exorbitante pentru îmbrăcămintea din cânepă, deoarece este asociată cu marijuana.
Iuta este una dintre cele mai ieftine și una dintre cele mai slabe fibre de celuloză. Iuta are elasticitate scăzută, alungire, rezistență la soare, rezistență la mucegai și rezistență a culorii. Se folosește la fabricarea pungilor de zahăr și cafea, a covoarelor, a frânghiilor și a acoperirilor de pereți. Pânza de pânză este făcută din iută.

Fibrele frunzelor

Fibra de paina este obtinuta din frunzele plantei de ananas. Sunt folosite pentru a face țesături ușoare, curate, rigide pentru îmbrăcăminte, genți și lenjerie de masă. Paina este folosită și la fabricarea covorașelor.
Abaca este un membru al familiei bananelor. Fibrele sunt grosiere și foarte lungi (până la jumătate de metru). Este o fibră puternică, durabilă și flexibilă folosită pentru frânghii, covorașe, lenjerie de masă, îmbrăcăminte și mobilier din răchită.

Clasificarea fibrelor vegetale

Fibrele vegetale sunt clasificate în funcție de sursa lor în plante, după cum urmează:

(1) fibrele de tulpină sau de tulpină, care formează mănunchiuri fibroase în scoarța interioară (floem sau floem) a tulpinilor plantelor, sunt adesea denumite fibre moi pentru uz textil;

(2) fibrele frunzelor care se desfășoară de-a lungul frunzelor monocotiledonelor se mai numesc și fibre dure și;

(3) fibre de păr din semințe, sursa de bumbac, care este cea mai importantă fibră vegetală. Există mai mult de 250.000 de specii de plante superioare; cu toate acestea, doar un număr foarte limitat de specii sunt utilizate comercial (<0,1%).

Fibrele din fibrele de bast și frunze sunt parte integrantă a structurii plantei, oferind rezistență și sprijin. La plantele cu fibre de bast se găsesc lângă scoarța exterioară în floem sau floem și servesc la întărirea tulpinilor acestor plante de trestie.

Fibrele se găsesc în fire care parcurg lungimea arborelui sau între îmbinări. Pentru a separa firele, trebuie să îndepărtați banda elastică naturală care le leagă. Această operație se numește înmuiere (putrezire controlată). Pentru majoritatea aplicațiilor, în special textile, această fibră lungă de tip compozit este utilizată direct; totuși, atunci când astfel de fire fibroase sunt zdrobite prin mijloace chimice, șuvița este ruptă în fibre mult mai scurte și mai fine.

Fibrele lungi ale frunzelor dau putere frunzelor unor monocotiledone nelemnoase. Ele se extind longitudinal pe toată lungimea frunzei și sunt îngropate în țesuturi de natură parenchimoasă. Fibrele găsite cel mai aproape de suprafața frunzei sunt cele mai puternice. Fibrele sunt separate de pulpă prin răzuire deoarece există puțină legare între fibre și pulpă; această operație se numește decorticare. Firele fibroase ale frunzelor sunt, de asemenea, structurate cu mai multe straturi.

Oamenii antici foloseau frânghie pentru pescuit, capcane și transport și în țesăturile de îmbrăcăminte. Producția de frânghii și corzi a început în paleolitic, așa cum se vede în picturile rupestre. Corzile, corzile și țesăturile erau făcute din stuf și iarbă în Egiptul Antic (400 î.Hr.). Frânghiile, bărcile, pânzele și covoarele erau făcute din fibre de frunze de palmier și tulpini de papirus, iar suprafețele de scris numite papirus erau făcute din midă. Iuta, inul, ramia, rogozul, papurul și stuful au fost de multă vreme folosite pentru țesături și coșuri. În antichitate, iuta era cultivată în India și folosită pentru tors și țesut. Se crede că prima hârtie adevărată a fost făcută în sud-estul Chinei în secolul al II-lea d.Hr. din cârpe vechi (fibre de liben) de cânepă și ramie, iar mai târziu din fibre de dud.

În ultimii ani, piețele globale pentru fibre vegetale au scăzut constant, în principal ca urmare a înlocuirii cu materiale sintetice. Iuta a fost în mod tradițional una dintre principalele fibre liberiene (pe baza tonajului) comercializate pe piața mondială; cu toate acestea, scăderea bruscă a exporturilor de iută către India indică o scădere a cererii de pe piață pentru această fibră, care este vitală pentru economiile Indiei (Bengal de Vest), Bangladesh și Pakistan.

Caracteristicile naturale ale fibrei celulozice

Rami

Ramiul este una dintre cele mai vechi culturi de fibre, fiind folosită cu cel puțin șase mii de ani în urmă. Este cunoscută și sub numele de iarbă de porțelan.

Ramiul necesită tratament chimic pentru a îndepărta rășina.
Este o fibră fină, absorbantă, cu uscare rapidă, ușor rigidă și are o strălucire naturală ridicată.
Înălțimea plantei este de 2,5 m și vigoarea ei este de opt ori mai mare decât a bumbacului.

Cânepă

În funcție de prelucrarea folosită pentru îndepărtarea fibrei din tulpină, cânepa poate fi în mod natural alb-crem, maro, gri, negru sau verde.

Aceasta este o fibră maro-gălbuie.
Fibrele de cânepă pot varia de la 10 cm până la 0,5 m lungime, pe toată înălțimea plantei
Caracteristicile fibrei de cânepă sunt rezistența și durabilitatea superioară, rezistența la UV și mucegai, confortul și o bună absorbție.

Iută

Iuta este una dintre cele mai ieftine fibre naturale și este a doua după bumbac ca cantitate produsă și varietate de utilizări. Fibrele de iută sunt compuse în principal din materiale vegetale celuloză și lignină.

Iuta este o fibră vegetală lungă, moale și strălucitoare, care poate fi tors în fire grosiere și puternice.
Astfel, este o fibră lignocelulozică care este parțial fibră textilă și parțial lemn.
Planta crește până la 2,5 m, iar lungimea fibrei este de aproximativ 2 m.
Este folosit în mod obișnuit în geotextile.
Are o rezistență bună la microorganisme și insecte.
Are rezistență scăzută la umezeală, alungire scăzută și este ieftin de fabricat

Fibre de cocos

Fibra este extrasă mecanic din coaja uscată de nucă de cocos matură, după încrustare.

Este o fibră lungă, tare și puternică, dar cu moliciune mai mică, capacitate de absorbție a apei mai redusă și o durată de viață mai scurtă decât fibrele lungi roșite.

Kapok

Fibra de capok este substanța mătăsoasă, bumbacoasă, care înconjoară semințele din păstăile arborelui ceiba.

Poate rezista de 30 de ori greutatea sa în apă și își pierde doar 10% din flotabilitate într-o perioadă de 30 de zile.
Este de opt ori mai ușor decât bumbacul
Este folosit ca izolator termic.
De asemenea, este ușor, non-alergic, non-toxic, rezistent la putregai și mirosuri.
Deoarece este inelastic și prea fragil, nu poate fi rotit.
Are caracteristici remarcabile de ușurință, etanșeitate la aer, izolație termică și prietenos cu mediul.