Молекулярно-массовое распределение лигносульфонатов в технологических образцах

Лигносульфонаты – растворимые производные лигнина, могут иметь молекулярную массу в очень широком интервале: от величин ниже 1000 до величин свыше 10⁶ [17].

Изменение молекулярной массы лигнина по ходу варочного процесса впервые описано в [18]. Было установлено, что при кислой сульфитной варке древесной муки средняя молекулярная масса (ММ) лигносульфонатов через 0.5 ч от начала варки колебалась от 3000 до 4000, через 3 ч возрастала до 11000, а после 15 ч варки уменьшалась до 5500. В начале варки для одной из узких фракций ММ составила 23000, через 3 ч возросла до 100000, а после 15 ч варки снизилась до 20000.

При делигнификации древесины сначала растворяются образовавшиеся низкомолекулярные фрагменты лигнина, а затем более крупные, что обусловлено меньшей диффузионной подвижностью последних. После перехода в раствор крупных фрагментов они гидролизуются и ММ лигносульфонатов уменьшается. Указанные выше и некоторые другие работы легли в основу широко известных представлений, согласно которым при сульфитном варочном процессе происходит деструкция трехмерной макромолекулы лигнина с последующим дополнительным гидролизом лигносульфонатов в растворе.

Закономерности изменения ММ лигносульфонатов, полученных в условиях кислой сульфитной варки изолированного препарата лигнина, свидетельствует о том, что в этих условиях конкурируют два противоположно направленных процесса: деструкция и конденсация макромолекул лигнина. Последний наиболее интенсивно протекает в твердой фазе.

Резанович и Горинг определили [19], что наибольшей молекулярной массой обладают лигносульфонаты, полученные при кислых сульфитных варках. При одинаковом значении рН молекулярная масса возрастает с повышением температуры варок. Лигносульфонаты с наименьшей молекулярной массой образуются при моносульфитной варке. Полимолекула лигносульфоната с наименьшей молекулярной массой наиболее сульфирована и имеет наиболее высокое содержание фенольных гидроксильных групп в расчете на одну метоксильную группу [20].

Как показал Я.В.Никитин, при двухступенчатой варке молекулярная масса лигносульфонатов ниже, чем при одноступенчатой кислой сульфитной варке и равной степени растворения древесины.

По данным Форса, при кислой сульфитной варке 80% лигносульфоновых кислот имеют молекулярную массу в пределах 2000 – 30000.