林產(chǎn)化學(xué)品林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)的定義
我國林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)品是從20世紀(jì)60年代開始發(fā)展起來的,在國內(nèi)林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)屬于樹業(yè)第二產(chǎn)業(yè)。以森林資源為基礎(chǔ)的工業(yè)包括采運、加工、造紙、人造板、林產(chǎn)化工(包括材業(yè)生物質(zhì)加工)等。林產(chǎn)主要品種如下。
①木材:原木、鋸材、坑木、車船材、薪炭材等。
②人造板:刨花板、膠合板、纖維板、家具等。
③制漿造紙:特別是高檔紙,如銅版紙、新聞紙等。
④林化產(chǎn)品:、樟腦、橡膠等。
⑤林業(yè)生物質(zhì):樹木嫩枝葉、樹葉色素、葉內(nèi)酯、綠原酸與總皂苷、樹葉維生素、樹葉植物殺蟲劑等。
⑥果產(chǎn)品:水果、干果等。
⑦林副產(chǎn)品:食用菌、茶葉、藥材、調(diào)味料、香料等。
林產(chǎn)化學(xué)品林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)的領(lǐng)域
一般來說,森林是以樹木為主體,也包括各種林下植物。森林產(chǎn)物包括木材、樹皮、根、葉、花、果、種子以及某些分泌物、提取物和寄生物等。這些都可以作化學(xué)加工的原料,形成不同類型的林化產(chǎn)品。從這個意義來說,林產(chǎn)化工的領(lǐng)域很寬,是一個多門類、多產(chǎn)品的工業(yè)群體。依照各國的資源、經(jīng)濟條件、工業(yè)水平和管理體制的不同,其林產(chǎn)化工的具體內(nèi)容和重點存在較大差異。
北美、北歐木材資源,特別是針葉造紙資源豐富,木材制漿、造紙工業(yè)在林業(yè)產(chǎn)品的化學(xué)加工中占主導(dǎo)地位,甚至獨立為專門的工業(yè)部門,而其他的林化產(chǎn)業(yè)比重小;而在拉丁美洲、印度樹種多,林副產(chǎn)品比較豐富,加工領(lǐng)域?qū)挘贩N多。中國是一個林產(chǎn)資源品種多,林產(chǎn)化工覆蓋面寬的國家,發(fā)展起來的林產(chǎn)化工概括為以下門類。
1、木材化學(xué)加工
①木材制漿、造紙和紙板工業(yè)。
②木材水解工業(yè)。
③木材熱解工業(yè)。
④木質(zhì)壓縮燃料生產(chǎn)。
2、天然樹脂的采集和加工
①松香、工業(yè)。
②生物柴油。
③生漆生產(chǎn)。
④固化劑系列產(chǎn)品。
⑤非木材植物纖維。
⑥天然橡膠工業(yè)。
⑦生物質(zhì)碳質(zhì)吸附材料。
⑧其他樹木分泌物的采集和加工。
3、樹木提取加工
①栲膠工業(yè)。
②林產(chǎn)油脂工業(yè)。
③林產(chǎn)色素生產(chǎn)。
4、林木寄生昆蟲的放養(yǎng)和產(chǎn)品加工
①紫膠工業(yè)。
②五倍子的生產(chǎn)和加工。
③白蠟的生產(chǎn)。
5、林產(chǎn)藥物、食品、飼料和活性物質(zhì)的采制加工和利用
①林產(chǎn)藥物的生產(chǎn)和加工。
②林產(chǎn)食品和食品添加劑的生產(chǎn)。
③林產(chǎn)飼料和生物活性物質(zhì)的生產(chǎn)。[1]
林產(chǎn)化學(xué)品林產(chǎn)化學(xué)品及其加工與利用
纖維素、木質(zhì)素和半纖維素是構(gòu)成木材細(xì)胞壁的主要組分,這些高分子化合物經(jīng)水解、熱解后會降解成相應(yīng)的低分子產(chǎn)物。存在于細(xì)胞腔和胞間層中的少量非細(xì)胞壁物質(zhì)稱之為樹木分泌物和提煉物,其總量占絕干木材的3~10%。這類化合物盡管含量不多,但品種繁多,經(jīng)過分離、提煉和加工可以得到許多有價值的精細(xì)化學(xué)品,這些林產(chǎn)化學(xué)品可以作為化工及其他工業(yè)的原料。
林產(chǎn)化學(xué)品天然橡膠
含有天然橡膠的植物約兩千多種,但有經(jīng)濟價值的只有十幾種。橡膠植物喜溫暖,大多生長在熱帶、亞熱帶地區(qū)。目前天然橡膠年產(chǎn)量約3000kt左右,基本上來源于裁培橡膠樹。橡膠樹中年產(chǎn)量、膠質(zhì)屬巴西橡膠樹,即三葉橡膠樹。1876年起東南亞地區(qū)廣泛引種了橡膠樹,并成為天然橡膠的主要生產(chǎn)地,中國的南部省份也大面積引種了三葉橡膠樹。
割開橡膠樹樹皮,流出一種白色或黃色的乳汁即為膠乳。膠乳中含有30~40%的橡膠,其余大部分為水,還有少量的樹脂、蛋白質(zhì)、糖及灰分。將人工割膠收集的膠乳加入醋酸凝固,壓片去除水分,以煙熏干得煙片;在無煙的空氣中干燥為風(fēng)干膠片;經(jīng)機械壓煉成堅實的薄片為縐片。另外也可用機械或化學(xué)的方法制造顆粒膠,再經(jīng)熱風(fēng)干燥,然后壓成固體生膠塊。為適應(yīng)膠乳制品的生產(chǎn),也將膠乳通過離心法去水,制成含橡60%的濃縮膠乳出售。
以三葉橡膠為代表的天然橡膠,其主要成分是順式聚異戊二烯,平均聚合度翹3000~5000。生膠經(jīng)塑煉后,再加入各種配合劑混煉,最后通過硫化交聯(lián)成為高彈性的固體材料。天然橡膠是綜合性能通用橡膠,具有很好的彈性、機械強度、耐透氣性及電絕緣性。天然橡膠廣泛用于制備運載工具摩托車、汽車、自行車、飛機的橡膠輪胎,工業(yè)中的運輸帶、傳動帶、導(dǎo)管、容器襯里、密封材料、減震材料、電纜絕緣材料、涂料、膠粘劑也都大量使用橡膠。利用天然膠乳可直接生產(chǎn)浸漬制品如手套、氣球類的薄膜制品,也用于地毯背襯及紡織品上膠,制造海綿橡膠、乳液粘合劑、乳膠漆等。[2]
林產(chǎn)化學(xué)品栲膠和單寧
林產(chǎn)化學(xué)品背景介紹
栲膠是一種天然聚酚類化合物,它是由樹皮、木材、果實、果殼、根皮、葉等富含單寧的部分作原料,經(jīng)化學(xué)加工制成的一種重要林產(chǎn)化工產(chǎn)品。在初取自于廣東、福建一帶的栲樹樹皮,因而得名栲膠。栲膠主要用于鞣革,故亦名鞣質(zhì)。栲膠的主要組分為單寧、水分、非單寧有機物及無機鹽,其有效成分為單寧。栲膠單寧分為水解類單寧和凝縮類單寧兩大類。
水解類單寧是多元酚羧酸與糖或其他物質(zhì)(如元醇)以酯鍵結(jié)合成的復(fù)雜化合物的混合物,這種單寧與稀酸、稀堿、酶作用或與水煮沸,水解為多元酚羧酸、糖或多元醇。橡概、柯子、櫟木、栗木、五倍子等是制備水解類栲膠的原料。凝縮類單寧不具有酯鍵或甙鍵,整個分子具有單一的碳架,組成分子的苯核均為碳一碳鍵相連結(jié),在水溶液中不會受酶或稀酸的作用而水解,在與強酸共熱時縮合為高分子無定形物質(zhì),黑荊樹、云松、落葉松、栲樹的樹皮,紅根根皮、堅木等都是制備凝縮類栲膠的原料。
生產(chǎn)栲膠的原料的有二十多種,在地球上熱、溫、寒帶都有分布,許多國家營造了專用林,作為栲膠的原料基地。國際上最重要的三大商用栲膠為黑荊樹皮栲膠、堅木栲膠和栗木栲膠。黑荊樹原產(chǎn)于澳大利亞,以后世界上許多國家都相繼引種,其樹皮單寧含量高達40%以上,是的優(yōu)質(zhì)栲膠原料。
林產(chǎn)化學(xué)品生產(chǎn)工藝
栲膠的生產(chǎn)工藝比較簡單,分為原料粉碎、浸提、蒸發(fā)、濃膠液磺化與脫色、干燥等幾個部分,其中浸提液為熱軟水,實際上多在溶液中添加少量亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉,使難溶物和紅粉(熱水浸提的難溶物和不溶物)變?yōu)榭扇芪铩T黾訂螌幍目偖a(chǎn)量。栲膠產(chǎn)品有粉狀、塊狀和液體三種。栲膠的生產(chǎn)已有百多年的歷史,用于鞣制皮革,至今在各種應(yīng)用中仍居。單寧與甲醛反應(yīng)可制備木工單寧膠,用于生產(chǎn)膠合板、刨花板、指接木等,但價格較貴。射樹單寧一淀粉膠也用來生產(chǎn)瓦楞紙板。
栲膠及其改性產(chǎn)品也早已用于各種水處理劑,如用作鍋爐水處理的螯合劑、吸附劑;熱交換器水處理的防銹劑、防垢劑;廢水和污水處理的絮凝劑、脫色劑、吸附劑。另外在脫除廢氣中的無機硫或汽油中的有機硫(硫醇)方面都取得了比較滿意的效果。栲膠也是石油鉆井中傳統(tǒng)使用的泥漿處理劑,選礦中的礦石浮選劑。栲膠也可用來制備銹轉(zhuǎn)化型涂料,作黑色金屬及有色金屬的表面保護層。在建筑工業(yè)中,用栲膠制備的化學(xué)薄漿可代替水泥薄漿來加固地基、封隔地下水。從栲膠中可提取色素用于食品、牙膏的著色。在醫(yī)藥工業(yè)中可從栲膠里提取及制備止血劑、解毒劑、避孕劑及抑制潰瘍的藥劑等。[2]