林产化学品
利用森林资源为原料的产品
通常所说利用森林资源为原料,通过化学或生物化学加工方法,制取人类生活和生产所需要的产品的工业,称为林产化学工业(简称林产化工,林化)。林产化学工业中所生产的产品称为林产化学品。林产化工是国民经济的重要基础产业,肩负着满足日常生活多种需求,促进经济发展的双重使命。
林产化学工业的定义
我国林产化学工业品是从20世纪60年代开始发展起来的,在国内林产化学工业属于树业第二产业。以森林资源为基础的工业包括采运、加工、造纸、人造板、林产化工(包括材业生物质加工)等。林产主要品种如下。
①木材:原木、锯材、坑木、车船材、薪炭材等。
②人造板:刨花板、胶合板、纤维板、家具等。
③制浆造纸:特别是高档纸,如铜版纸、新闻纸等。
④林化产品:松节油、樟脑、橡胶等。
⑤林业生物质:树木嫩枝叶、树叶色素、叶内酯、绿原酸与总皂苷、树叶维生素、树叶植物杀虫剂等。
⑥果产品:水果、干果等。
⑦林副产品:食用菌、茶叶、药材、调味料、香料等。
林产化学工业的领域
一般来说,森林是以树木为主体,也包括各种林下植物。森林产物包括木材、树皮、根、叶、花、果、种子以及某些分泌物、提取物和寄生物等。这些都可以作化学加工的原料,形成不同类型的林化产品。从这个意义来说,林产化工的领域很宽,是一个多门类、多产品的工业群体。依照各国的资源、经济条件、工业水平和管理体制的不同,其林产化工的具体内容和重点存在较大差异。
北美、北欧木材资源,特别是针叶造纸资源丰富,木材制浆、造纸工业在林业产品的化学加工中占主导地位,甚至独立为专门的工业部门,而其他的林化产业比重小;而在拉丁美洲、印度树种多,林副产品比较丰富,加工领域宽,品种多。中国是一个林产资源品种多,林产化工覆盖面宽的国家,发展起来的林产化工概括为以下门类。
1、木材化学加工
①木材制浆、造纸和纸板工业。
②木材水解工业。
③木材热解工业。
④木质压缩燃料生产。
2、天然树脂的采集和加工
①松香、松节油工业。
②生物柴油。
③生漆生产。
④固化剂系列产品。
⑤非木材植物纤维
天然橡胶工业。
⑦生物质碳质吸附材料。
⑧其他树木分泌物的采集和加工。
3、树木提取加工
①栲胶工业。
②林产油脂工业。
③林产色素生产。
4、林木寄生昆虫的放养和产品加工
①紫胶工业。
②五倍子的生产和加工。
③白蜡的生产。
5、林产药物、食品、饲料和活性物质的采制加工和利用
①林产药物的生产和加工。
②林产食品和食品添加剂的生产。
③林产饲料和生物活性物质的生产。
林产化学品及其加工与利用
纤维素、木质素和半纤维素是构成木材细胞壁的主要组分,这些高分子化合物经水解、热解后会降解成相应的低分子产物。存在于细胞腔和胞间层中的少量非细胞壁物质称之为树木分泌物和提炼物,其总量占绝干木材的3~10%。这类化合物尽管含量不多,但品种繁多,经过分离、提炼和加工可以得到许多有价值的精细化学品,这些林产化学品可以作为化工及其他工业的原料。
天然橡胶
全世界含有天然橡胶的植物约两千多种,但有经济价值的只有十几种。橡胶植物喜温暖,大多生长在热带、亚热带地区。目前全世界天然橡胶年产量约3000kt左右,基本上来源于裁培橡胶树。橡胶树中年产量最大、胶质最好的属巴西橡胶树,即三叶橡胶树。1876年起东南亚地区广泛引种了橡胶树,并成为天然橡胶的主要生产地,中国的南部省份也大面积引种了三叶橡胶树。
割开橡胶树树皮,流出一种白色或黄色的乳汁即为胶乳。胶乳中含有30~40%的橡胶,其余大部分为水,还有少量的树脂、蛋白质、糖及灰分。将人工割胶收集的胶乳加入醋酸凝固,压片去除水分,以烟熏干得烟片;在无烟的空气中干燥为风干胶片;经机械压炼成坚实的薄片为绉片。另外也可用机械或化学的方法制造颗粒胶,再经热风干燥,然后压成固体生胶块。为适应胶乳制品的生产,也将胶乳通过离心法去水,制成含橡60%的浓缩胶乳出售。
以三叶橡胶为代表的天然橡胶,其主要成分是顺式聚异戊二烯,平均聚合度翘3000~5000。生胶经塑炼后,再加入各种配合剂混炼,最后通过硫化交联成为高弹性的固体材料。天然橡胶是综合性能最好的通用橡胶,具有很好的弹性、机械强度、耐透气性及电绝缘性。天然橡胶广泛用于制备运载工具摩托车、汽车、自行车、飞机的橡胶轮胎,工业中的运输带、传动带、导管、容器衬里、密封材料、减震材料、电缆绝缘材料、涂料、胶粘剂也都大量使用橡胶。利用天然胶乳可直接生产浸渍制品如手套、气球类的薄膜制品,也用于地毯背衬及纺织品上胶,制造海绵橡胶、乳液粘合剂、乳胶漆等。
栲胶和单宁
背景介绍
栲胶是一种天然聚酚类化合物,它是由树皮、木材、果实、果壳、根皮、叶等富含单宁的部分作原料,经化学加工制成的一种重要林产化工产品。在中国最初取自于广东、福建一带的栲树树皮,因而得名栲胶。栲胶主要用于鞣革,故亦名鞣质。栲胶的主要组分为单宁、水分、非单宁有机物及无机盐,其有效成分为单宁。栲胶单宁分为水解类单宁和凝缩类单宁两大类。
水解类单宁是多元酚羧酸与糖或其他物质(如元醇)以酯键结合成的复杂化合物的混合物,这种单宁与稀酸、稀碱、酶作用或与水煮沸,水解为多元酚羧酸、糖或多元醇。橡概、柯子、栎木、栗木、五倍子等是制备水解类栲胶的原料。凝缩类单宁不具有酯键或甙键,整个分子具有单一的碳架,组成分子的苯核均为碳一碳键相连结,在水溶液中不会受酶或稀酸的作用而水解,在与强酸共热时缩合为高分子无定形物质,黑荆树、云松、落叶松、栲树的树皮,红根根皮、坚木等都是制备凝缩类栲胶的原料。
生产栲胶的原料最常用的有二十多种,在地球上热、温、寒带都有分布,许多国家营造了专用林,作为栲胶的原料基地。国际上最重要的三大商用栲胶为黑荆树皮栲胶、坚木栲胶和栗木栲胶。黑荆树原产于澳大利亚,以后世界上许多国家都相继引种,其树皮单宁含量高达40%以上,是国际公认的优质栲胶原料。
生产工艺
栲胶的生产工艺比较简单,分为原料粉碎、浸提、蒸发、浓胶液磺化与脱色、干燥等几个部分,其中浸提液为热软水,实际上多在溶液中添加少量亚硫酸钠亚硫酸氢钠,使难溶物和红粉(热水浸提的难溶物和不溶物)变为可溶物。增加单宁的总产量。栲胶产品有粉状、块状和液体三种。栲胶的生产已有百多年的历史,最早用于鞣制皮革,至今在各种应用中仍居首位。单宁与甲醛反应可制备木工单宁胶,用于生产胶合板、刨花板、指接木等,但价格较贵。射树单宁一淀粉胶也用来生产瓦楞纸板
栲胶及其改性产品也早已用于各种水处理剂,如用作锅炉水处理的螯合剂、吸附剂;热交换器水处理的防锈剂、防垢剂;废水和污水处理的絮凝剂、脱色剂、吸附剂。另外在脱除废气中的无机硫或汽油中的有机硫(硫醇)方面都取得了比较满意的效果。栲胶也是石油钻井中传统使用的泥浆处理剂,选矿中的矿石浮选剂。栲胶也可用来制备锈转化型涂料,作黑色金属及有色金属的表面保护层。在建筑工业中,用栲胶制备的化学薄浆可代替水泥薄浆来加固地基、封隔地下水。从栲胶中可提取色素用于食品、牙膏的着色。在医药工业中可从栲胶里提取维生素P及制备止血剂、解毒剂、避孕剂及抑制溃疡的药剂等。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 14:36
目录
概述
林产化学工业的定义
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