Целлофан — материал из регенерированной целлюлозы¶
Целлофан — прозрачная плёночная материя, получаемая из вискозного волокна (раствора целлюлозы в щёлочи с дисульфидом углерода). Относсится к числу первых массовых искусственных плёнок. Широко применяется для упаковки пищевых и непродовольственных товаров, в текстильной промышленности (целлофановая нить) и в технике.
¶Происхождение и история
Целлофан был изобретён в 1908 году швейцарским инженером Эдуардом Брандембургом, работавшим на фабрике вискозных волокон в Берне. Первоначально материал задумывался как заменитель бакелита для киноплёнки. Патент на способ получения прозрачной целлюлозной плёнки был выдан в 1910 году. Коммерческое производство началось в 1912 году в Германии, а затем было налажено во Франции, США и других странах.
В Советском Союзе производство целлофана развивалось с 1920-х годов в составе вискозного производства — на ряде химических комбинатов были построены целлофановые цеха. Крупнейшие предприятия располагались в Клину, Костроме, Балаково и других городах. В 1930-е годы СССР стал одним из крупнейших производителей целлофана в мире. Материал применялся для упаковки продуктов, производства прозрачных оконных плёнок (особенно в годы Великой Отечественной войны), а также в качестве основы для киноплёнки.
¶Состав и химический состав
Целлюлоза, служащая сырьём для целлофана, составляет 90–97 % массы готовой плёнки. Остальную часть составляют глицерин или сорбит (пластификаторы, до 10 %), серная кислота и сернистый газ в связанном виде, а также влага. В отличие от синтетических плёнок, целлофан полностью биоразлагаем и компостируем — при правильных условиях разложение занимает от 4 до 8 недель.
¶Технология производства
Процесс получения целлофана состоит из нескольких последовательных операций:
- Приготовление вискозы. Целлюлозу (древесная или хлопковая) обрабатывают раствором едкого натра, после чего образуется щёлочноцеллюлоза. Её выдерживают, затем орошают дисульфидом углерода — происходит ксантогенирование с образованием целлюлозного ксантогената.
- Растворение. Ксантогенат растворяют в разбавленном растворе щёлочи, получая вискозу — густую студнеобразную массу жёлто-оранжевого цвета.
- Формование. Вискозу продавливают через щелевидную фильеру в кислую ванну (серная кислота, сульфат натрия, сульфат цинка). При взаимодействии с кислотой целлюлоза регенерируется — плёнка вновь становится целлюлозной.
- Промывка, отбелка и пластификация. Плёнку промывают, отбеливают, обрабатывают раствором глицерина для придания эластичности и сушат.
¶Свойства
Основные свойства целлофана:
| Свойство | Характеристика |
|---|---|
| Прозрачность | Высокая, близка к стеклу |
| Прочность на разрыв | Средняя, ниже у большинства синтетических плёнок |
| Паропроницаемость | Высокая (в отличие от полиэтилена) |
| Влагостойкость | Низкая без дополнительной обработки |
| Биоразлагаемость | Полная, 4–8 недель в компосте |
| Электризуемость | Практически отсутствует |
Главный недостаток целлофана — гигроскопичность: плёнка поглощает влагу из воздуха и из продуктов, теряя при этом механическую прочность. Для повышения влагостойкости целлофан ламинируют полиэтиленом, нитроцеллюлозой или покрывают воском. Такой материал получил название «целлофен».
¶Виды и марки
В промышленности выпускают несколько основных разновидностей целлофана:
- Плёнка упаковочная — для фасовки конфет, чая, табака, мелких изделий.
- Целлофановая нить — вискозная нить, получаемая из того же раствора, применяется в текстильной промышленности для производства купонов, бандеролей, а также как основа для наждачной бумаги.
- Целлофан перфорированный — с отверстиями для вентиляции, используется для упаковки овощей и фруктов.
- Целлофан с защитным покрытием — с ламинацией полиэтиленом или воском.
¶Применение
Основная область применения целлофана — упаковка. Он используется для фасовки пищевых продуктов (конфеты, печенье, чай, макароны), парфюмерии, фармацевтических изделий, канцелярских товаров. В полиграфии целлофан применяется как прозрачная обложка для блокнотов и календарей. В текстильной промышленности целлофановая нить служит основой для упаковочных лент и бандеролей.
В годы Великой Отечественной войны целлофан широко использовался в качестве заменителя стекла для остекления окон — он был легче, не разбивался при ударе и пропускал свет. В кинематографе целлофан применялся как подложка для светокопирования.
¶Экологические аспекты
Целлофан относится к числу наиболее экологичных упаковочных материалов: он полностью разлагается в природной среде и не образует микропластика. Вместе с тем производство целлофана связано с использованием токсичных реагентов — дисульфида углерода и серной кислоты, что требует строгого контроля выбросов на химических комбинатах.
¶Примечания
В русском языке слово «целлофан» стало нарицательным и нередко употребляется для обозначения любой тонкой прозрачной упаковочной плёнки, в том числе синтетической (полиэтиленовой), хотя это неверно с точки зрения химии.
¶Источники
- Большая советская энциклопедия, статья «Целлофан»
- Химическая энциклопедия, т. 5
- Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
- Учебник «Химия целлюлозы и древесины», под ред. В. А. Демина