據(jù)記載,中國是世界上早生產(chǎn)炭黑的國家之一。在古時候,人們焚燒動植物油、松樹枝,收集火煙凝成的黑灰,用來調(diào)制墨和黑色顏料。這種被稱之為“炱”的黑灰就是早的炭黑。
1821 年人們在北美地區(qū)用天然氣為原料生產(chǎn)炭黑,從此炭黑不再是“炱”那么簡單,它是“氣態(tài)或液態(tài)的碳?xì)浠衔镌诳諝獠蛔愕臈l件下進(jìn)行不完全燃燒或熱裂分解所生成的無定形碳,為疏松、質(zhì)輕而極細(xì)的黑色粉末”。大片油氣田相繼開采,源源不斷的原料供應(yīng)推動炭黑生產(chǎn)由手工操作邁入了大規(guī)模工業(yè)化時代。
1912 年人們發(fā)現(xiàn)炭黑對橡膠具有補強作用,從此炭黑逐漸成為橡膠工業(yè)不可缺少的原材料。世界橡膠工業(yè)原材料耗用量排在位的是生膠,第二位的是炭黑;換言之,炭黑已成為消費量大的橡膠配合劑。炭黑的耗用量一般占橡膠耗用量的40%~50%,也就是說,在橡膠配方中,通常每使用2份橡膠就會搭配使用1份炭黑。
硬脂酸是自然界廣泛存在的一種脂肪酸,幾乎所有油脂中都有含量不等的硬脂酸,在動物脂肪中的含量較高,如牛油中含量可達(dá)24%,植物油中含量較少,茶油為0.8%,棕櫚油為6%,但可可脂中的含量則高達(dá)34%。工業(yè)硬脂酸的生產(chǎn)方法主要有分餾法和壓榨法兩種。在硬化油中加入分解劑,然后水解得粗脂肪酸,再經(jīng)水洗、蒸餾、脫色即得成品。同時副產(chǎn)甘油。
(1)分餾法 在水解鍋中加入棉籽油硬化油6t,水解劑硬脂酸甲酚磺酸和硬脂酸萘磺酸120kg。通入蒸氣至油層透明后,加水4200kg。繼續(xù)加熱至沸,常壓下反應(yīng)7.5h,澄清0.5h,分離下層甘油水。此后再加水解劑120kg,通入蒸氣加熱到油層透明后,加水3600kg,反應(yīng)約10h,當(dāng)混合酸價達(dá)190mg KOH/g以上時即為水解終點。此后澄清0.5h,分離甘油水后,加鹽7kg、水3600 kg進(jìn)行水洗。再用鹽14kg、水4200kg進(jìn)行二次水洗滌。步洗滌后澄清0.5h,第二步洗滌后澄清2h。
海藻酸鈉是從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取碘和甘露醇之后的副產(chǎn)物,其分子由β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic,M)和α-L-古洛糖醛酸(α-L-guluronic,G)按(1→4)鍵連接而成。海藻酸鈉的水溶液具有較高的黏度,已被用作食品的增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑等。海藻酸鈉是食品,早在1938年就已被收入美國藥典。海藻酸鈉含有大量的—COO-,在水溶液中可表現(xiàn)出聚陰離子行為,具有一定的黏附性,可用作治療黏膜組織的 藥物載體。在酸性條件下,—COO-轉(zhuǎn)變成—COOH,電離度降低,海藻酸鈉的親水性降低,分子鏈?zhǔn)湛s,pH值增加時,—COOH基團不斷地解離,海藻酸鈉的親水性增加,分子鏈伸展。因此,海藻酸鈉具有明顯的pH敏感性。海藻酸鈉可以在極其溫和的條件下快速形成凝膠,當(dāng)有Ca2+、Sr2+等陽離子存在時,G單元上的Na+與二價陽離子發(fā)生離子交換反應(yīng),G單元堆積形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而形成水凝膠。海藻酸鈉形成凝膠的條件溫和,這可以避免敏感性藥物、蛋白質(zhì)、細(xì)胞和酶等活性物質(zhì)的失活。由于這些優(yōu)良的特性,海藻酸鈉已經(jīng)在食品工業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
草酸又名乙二酸,廣泛存在于植物源食品中。草酸是無色的柱狀晶體,易溶于水而不溶于乙醚等有機溶劑,
草酸根有很強的配合作用,是植物源食品中另一類金屬螯合劑。當(dāng)草酸與一些堿土金屬元素結(jié)合時,其溶解性大大降低,如草酸鈣幾乎不溶于水。因此草酸的存在對礦物質(zhì)的生物有效性有很大影響;當(dāng)草酸與一些過渡性金屬元素結(jié)合時,由于草酸的配合作用,形成了可溶性的配合物,其溶解性大大增加 [2] 。
草酸在100℃開始升華,125℃時迅速升華,157℃時大量升華,并開始分解。
可與堿反應(yīng),可以發(fā)生酯化、酰鹵化、酰胺化反應(yīng)。也可以發(fā)生還原反應(yīng),受熱發(fā)生脫羧反應(yīng)。無水草酸有吸濕性。草酸能與許多金屬形成溶于水的絡(luò)合物。
為了適應(yīng)從海洋生物演變?yōu)殛懙厣铮懮参镩_始產(chǎn)生海洋生物所不具有的抗氧化劑比如維生素C、多酚和生育酚。五千萬年到兩億年前被子植物植物在進(jìn)化的過程中發(fā)展出了許多抗氧化的天然色素--特別是在侏羅紀(jì)時代--作為一種化學(xué)手段抵御光合作用的副產(chǎn)物活性氧類物質(zhì)。本來抗氧化劑一詞特指那類可以防止氧氣消耗的化學(xué)物質(zhì)。在19世紀(jì)末至20世紀(jì)初,廣泛研究集中在重要的工業(yè)生產(chǎn)過程對抗氧化劑的使用上,比如防止金屬腐蝕、橡膠的硫化、由燃料聚合導(dǎo)致的內(nèi)燃機積垢等。
生物學(xué)對抗氧劑的研究早期集中在是如何使用抗氧化劑來避免不飽和脂肪酸氧化引起的酸敗。可以通過將一塊脂肪置于一個充氧的密封容器后對其氧化速率進(jìn)行測定的簡單方法度量抗氧化活性。然而隨著具有抗氧化作用的維生素A、C、E的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn),人們意識到抗氧化劑在生物體內(nèi)起到生化作用的重要性。當(dāng)認(rèn)識到具有抗氧化活性的物質(zhì)可能本身就容易被氧化的事實后,對抗氧化劑可能作用機理的探索開始。通過研究維生素E如何防止脂質(zhì)過氧化,明確了抗氧化劑作為還原劑通過與活性氧物質(zhì)反應(yīng)來避免活性氧物質(zhì)對細(xì)胞的破壞,達(dá)到抗氧化的效果。
纖維素是世界上蘊藏量豐富的天然高分子化合物,生產(chǎn)原料來源于木材、棉花、棉短絨、麥草、稻草、蘆葦、麻、桑皮、楮皮和甘蔗渣等。我國由于森林資源不足,纖維素的原料有70%來源于非木材資源。我國針葉材、闊葉材的纖維素平均含量約43-45%;草類莖稈的纖維素平均含量在40%左右。纖維素的工業(yè)制法是用亞硫酸鹽溶液或堿溶液蒸煮植物原料,主要是除去木素,分別稱為亞硫酸鹽法和堿法。得到的物料稱為亞硫酸鹽漿和堿法漿。然后經(jīng)過漂白進(jìn)一步除去殘留木素,所得漂白漿可用于造紙。再進(jìn)一步除去半纖維素,就可用作纖維素衍生物的原料。