Chemické složení papíru

Základní složkou každého papíru (lepenky, kartonu) je vláknina. Tím je myšlena hmota složená z velkého množství rostlinných vláken. Papír lze teoreticky vyrobit z každého vláknitého materiálu. Rozhodujícím prvkem je vždy dostupný zdroj vlákniny, struktura těchto vláken a samozřejmě i postup technologického zpracování. Dnes se k výrobě papíru používají vlákna celulózy získaná z dřeva stromů (nejčastější ze dřeva smrkového). Použít lze také vlákna bavlny, lnu, konopí, juty, slámy, dále borovice, buku, topolu či břízy.

Chemické složení dřeva

Papír se tedy vyrábí z dřevní hmoty, respektive z vláken celulózy obsažených v dřevní hmotě. Dřevní hmota je v podstatě tvořena třemi složkami: celulózou (40-50 %), hemicelulózou (20-30 %) a ligninem (20-30 %). Dále dřevo obsahuje nízkomolekulární látky (tuky, vosky, oleje a minerální látky), max. 10 %.

Celulóza je nejrozšířenější rostlinný polysacharid, který tvoří hlavní složku dřeva. Celulóza se ve dřevě vyskytuje ve dvou formách. Amorfní forma je typická volnými vlákny celulózy a vyznačuje se elasticitou, ohebností, měkkostí a chemickou aktivitou. Naproti tomu krystalická forma celulózy je vázána maximálním počtem mezimolekulových sil a vyznačuje se pevností a malou chemickou reaktivitou.

  

Obr. 1: Celulóza

 

Celulóza je po chemické stránce dlouhý polymer složený z glukózových jednotek. Glukózové jednotky jsou spojeny β (1,4) vazbou
a vytváří tak nerozpustnou, pro člověka nestravitelnou makromolekulu. Dále je celulóza odolná vůči zásadám a kyselinám. Ve vodě celulóza bobtná, nerozpouští se.

Hemicelulóza vyplňuje prostor mezi vlákny celulózy. Chemicky je méně odolná než celulóza, proto se při zpracování rozpustí a vyplaví.

Obr. 2: Schéma dřevní hmoty, skládající se ze tří hlavních částí: celulóza, hemicelulóza  a lignin

 

Lignin je složitá makromolekulární látka, která dodává dřevu pevnost a tvrdost. Lze jej z dřevní hmoty odstranit pouze chemickou cestou. Odstranění ligninu z vlákniny je žádoucí, protože lignin spojuje polysacharidy uvnitř dřevní hmoty. Navíc pohlcuje UV záření
a může způsobit žloutnutí papíru.

Zbytek dřevní hmoty tvoří tuky, vosky, pryskyřice, třísloviny a popel.

Papír je v první fázi výroby papíru tvořen pouze vlákny celulózy. V dalších fázích výroby se do složení přidávají látky vylepšující jednotlivé vlastnosti papíru. Bělost, hladkost, pevnost v ohybu nebo pH jsou důležité vlastnosti papíru, o kterých se dozvíme více v následujících kapitolách.

Papír v konečné podobě, tak jak ho známe, je tvořen získanou vlákninou, plnidly, klížidly a barvivy.

 

Zdroje

• LEDERLEITNER, Milan, Jozef HAMAR a Vladimír THOMKA. Polygrafické materiály pro 1.-3. ročník SOU. 1. vyd. Překlad Zdeněk Niepel. Praha: SPN, 1990, 93 s. Učebnice pro stř. školy. ISBN 80-042-4132-8.

• Wikipedie. Otevřená encyklopedie. [online]. [cit. 2014-07-01]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki

Obrázky:

• Obr. 1: Autor neznámý. http://fld.czu.cz/vyzkum/nauka_o_lp/chemie/chemie.html. [online]. [cit. 2014-10-21]. Dostupné z: http://fld.czu.cz/vyzkum/nauka_o_lp/chemie/celuloza.jpg

• Obr. 2: Autor neznámý. http://porquebiotecnologia.com. [online]. [cit. 2014-10-21]. Dostupné z: http://gloria.fileaesir.com/wp-content/uploads/sites/11/2014/09/lignina.png 

• Obr. 3: Autor neznámý. www.abicko.cz. [online]. [cit. 2014-10-21]. Dostupné z: http://img.blesk.cz/static/old_abc/tistene_ABC/2008/10/web/12-celuloza.jpg

• Obr. 4: Autor neznámý. http://cs.wikipedia.org/wiki/Ramie. [online]. [cit. 2014-10-21]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c6/P-fortunei_bit_Ramie.jpg 

• Obr. 5: Autor neznámý. http://cs.wikipedia.org/wiki/. [online]. [cit. 2014-10-21]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/20/Musa_textilis_-_Manila_Hemp_-_desc-flower.jpg/258px-Musa_textilis_-_Manila_Hemp_-_desc-flower.jpg 

• Obr. 6: Autor neznámý. http://cs.wikipedia.org/wiki/. [online]. [cit. 2014-10-21]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b7/Plantsisal.jpg

Testy