Celulosa CIENCIA

Categoria:

Ciencia

Generalidades. Constituye el armazón de las paredes de las células de las fibras de la madera y plantas anuales. Las células cementadas unas con otras por la lignina forman la estructura anatómica de la madera. En términos generales, ya que la composición química de la madera varía según la especie, se admite que ésta se compone de un 40 a 50% de c. (polímero lineal de elevado peso molecular compuesto por unidades de anhídrido de glucosa), de un 15 a 20% de hemicelulosa (mezcla de polímeros de cadena corta formados por los anhídridos de la XIlosa, arabinosa, glucosa, manosa y galactosa) y de un 20 a 30% de lignina. Además, la madera contiene también materias extrañas tales como aceites y resinas, etc. En las plantas anuales la proporción de los tres constituyentes principales es algo diferente.

Se considera como c. pura la de algodón, pues como tal no se encuentra en la naturaleza. La c. de procedencia distinta del algodón es bastante impura. La porción de una c. comercial, insoluble en una disolución de hidróxido sódico al 17,5% a la temperatura de 20° C se denomina alfacelulosa. El algodón prácticamente es alfaceluloso. Bajo el nombre de holocelulosa se reúnen la totalidad de los polisacáridos de la madera; comprende, por tanto, la c. y la hemicelulosa; ambos polímeros ofrecen relativamente pequeñas diferencias. Puede esquematizarse la anterior descripción de la composición de la madera como sigue:

Las fibras de c. poseen una constitución cristalina en la cual las moléculas filiformes se orientan paralelamente al eje de la fibra formando como un haz de delgados bastoncitos; esta orientación está relacionada con la resistencia a la tracción, que es maypr cuanto mayor es el paralelismo de las moléculas.

Con vistas a la fabricación de papel o cartón, se separa la materia celulósica, bien por arranque de las fibras mediante un tratamiento mecánico, bien por un tratamiento químico fuerte, que implica la eliminación de la lignina, con lo cual las fibras de c. quedan en libertad, o bien por un tratamiento químico moderado seguido de un efecto mecánico. El producto obtenido, que puede ser o no blanqueado, se denomina pasta papelera o celulosapapel.

Primeras materias y aplicaciones. Las principales materias que se emplean para la fabricación de pastas papeleras son: madera, papel viejo y papelote, trapos de hilo (desechos textiles o de tejidos usados) y cordelería; pajas de trigo, de arroz, etc.; bagazo de la caña de azúcar, cañas, esparto, etc.; otros materiales no leñosos son el bambú y la borra de algodón. De todas ellas la más importante, con mucha diferencia, es la madera. Se usan maderas tanto de coníferas (pino, pinabete, abeto), como de frondosas (chopos, hayas, eucalipto, etc.); pero las primeras se emplean con más extensión por la mayor longitud media de sus fibras y por el porcentaje mayor de fibras largas por volumen dado de madera. Otras primeras materias las constituyen las maderas tropicales y subtropicales. La utilización de estas maderas plantea problemas, tales como el del cálculo (aproXImado) de los recursos, su composición y capacidad de abastecimiento continuo, y su probable evolución futura, así como el de ser maderas que aún no son bien conocidas por la tecnología del papel y de la c.

Las diferentes clases de pastas papeleras, procedimiento por el que se obtienen, fin y acción del mismo, así como los reactives que se emplean y rendimientos que se obtienen son reflejados en el cuadro de la página siguiente.

La producción mundial de pastas celulósicas en 1966 fue de 23,18 millones de t. de pasta mecánica y 60,42 millones de t. de pasta química.

En cuanto a las utilizaciones de las pastas papeleras, las más notables son: Pasta mecánica sola: papeles de clases inferiores y para cartón. Pasta mecánica mezclada con pasta química: papel de periódicos, papel de libros y revistas, de envolver, cartón y otros artículos que se destinan a servir una sola vez. Pasta química al bisulfito: clases superiores de papel de imprimir y de escribir. Pasta química a la sosa: papel para libros y revistas, y para papeles de escribir y absorbentes. Pasta al sulfato o pasta kraft: papel de envolver, sacos, bolsas de papel y otros envases diversos. Pastas semiquímicas: cartón corrugado y papel de envolver. Pastas de papel viejo: cartón, cajas, papel de envolver, bolsas y papel de periódicos. Papel para libros, de imprimir y de escribir. Pastas de esparto: papeles comerciales y de libros de clase superior. Pastas de lino: papel de fumar; pasta de trapos: papel seda, papel secante, de filtro, y papel toalla.

Las pastas de c. se utilizan también, cuando reúnen las propiedades adecuadas al fin a que se destinan, en la fabricación de productos distintos del papel, tales como: fibra vulcanizada, sedas artificiales, nitrocelulosa, etc., productos que a la vez son la base de otras industrias. Las fibras vulcanizadas se obtienen por la acción de soluciones concentradas de cloruro de cinc sobre la c. Se utilizan para la fabricación de maletas, aislantes, juntas, engranajes silenciosos, etc. Las sedas artificiales se obtienen en la actualidad tratando la c. con el sulfuro de carbono en presencia de sosa: da un complejo soluble en el agua (xantogenato de c.) del que se puede regenerar la c. por la acción de ácidos minerales que destruyen el complejo. Industrialmente el producto pegajoso obtenido se denomina viscosa y sirve de base para la fabricación de sedas artificiales, llamadas sedas viscosa (viscosilla, rayón). También sirve de base para la fabricación de hojas transparentes denominadas celofán.

Los ésteres acéticos y los ésteres nítricos de la c., los más importantes industrialmente, son también base de varias industrias: Los ésteres acéticos de la c. se obtienen por la acción de una mezcla de ácido y anhídrido acético en presencia de un catalizador (ácido sulfúrico) sobre la c. de algodón o bien c. con alto contenido de alfacelulosa. Ellos son la base de la industria del acetato de c., producto fundamental para la fabricación de barnices, materias plásticas, películas no inflamables, discos, hojas transparentes, así como seda artificial (seda al acetato). Los ésteres nítricos de la c., conocidos bajo el nombre comercial de nitrocelulosas, se obtienen por la acción de los ácidos nítrico y sulfúrico (mezcla sulfonítrica) sobre la c., bien de linters de algodón o c. de pureza elevada de madera. Las principales aplicaciones de las nitrocelulosas son: para la fabricación de algodón-pólvora, celuloide, películas fotográficas y cinematográficas, vidrio de seguridad, cuero artificial o similcueros, barnices nitrocelulósicos, lacas, etc.

V. t.: PAPEL.

V. RUBIO DE ARRIBA.

BIBL.: E. O T, Cellulose and cellulose derivates, Nueva York 1946.