Химические свойства. Как показано на рис. 1, целлюлоза представляет собой высокополимерный углевод, состоящий из глюкозидных остатков C6H10O5, соединенных эфирными мостиками в положении 1,4. Три гидроксильные группы в каждом глюкопиранозном звене могут быть этерифицированы такими органическими агентами, как смесь кислот и ангидридов кислот с соответствующим катализатором, например серной кислотой. Простые эфиры могут образовываться в результате действия концентрированного гидроксида натрия, приводящего к образованию натронной целлюлозы, и последующей реакции с алкилгалогенидом:

Реакция с оксидом этилена или пропилена дает гидроксилированные простые эфиры:

Наличием этих гидроксильных групп и геометрией макромолекулы обусловлено сильное полярное взаимное притяжение соседних звеньев. Силы притяжения столь велики, что обычные растворители не в состоянии разорвать цепь и растворить целлюлозу. Эти свободные гидроксильные группы ответственны также за большую гигроскопичность целлюлозы (рис. 3). Этерификация и эфиризация понижают гигроскопичность и повышают растворимость в обычных растворителях.

Под действием водного раствора кислоты разрываются кислородные мостики в положении 1,4-. Полный разрыв цепи дает глюкозу - моносахарид. Первоначальная длина цепи зависит от происхождения целлюлозы. Она максимальна в природном состоянии и уменьшается в процессе выделения, очистки и преобразования в производные соединения (см. таблицу).

продукты замещения атомов водорода гидроксильных групп макромолекулы целлюлозы на алкильные (простые Ц. э.) или кислотные (сложные Ц. э.) остатки; общая формула [С₆Н₇О₂ (ОН)_3-к (OR) _k] _n, где R = - CH₃; -C₂H₅; -С (О) СН₃; -NO₂ и др.; к - число замещенных ОН-групп в одном элементарном звене (степень замещения). Ц. э. синтезируют с целью придания целлюлозе нового комплекса свойств, в частности растворимости и термопластичности.

Простые Ц. э. синтезируют О-алкилированием - взаимодействием щелочной целлюлозы главным образом с алкилгалогенидами (хлористый метил, хлористый этил). В качестве алкилирующих реагентов используют также окись этилена и её производные, акрилонитрил. Сложные Ц. э. получают этерификацией и ацилированием - взаимодействием целлюлозы с органическими или неорганическими кислотами, их ангидридами и хлорангидридами. Из Ц. э. с неорганическими кислотами наибольшее практическое значение имеют Ксантогенаты целлюлозы, применяемые в производстве вискозных волокон (См. Вискозные волокна) и целлофана (см. также Вискоза), а также Нитраты целлюлозы, используемые для получения бездымного пороха (См. Бездымный порох), Целлулоида, плёнок и лаков. Из Ц. э. с органическими кислотами по объёму производства первое место занимают ацетаты целлюлозы (см. Ацетилцеллюлоза); их применяют для получения искусственных волокон, плёнок и пластмасс. Известны также смешанные Ц. э., содержащие различные алкильные и ацильные заместители, например метилоксипропиловый Ц. э., ацетобутират целлюлозы.

Свойства Ц. э. зависят от степени замещения, природы радикала и степени полимеризации. Степень замещения (к) изменяется от 0,5-1,0 для низкоза-мещённых простых Ц. э. (например, Метилцеллюлоза, Этилцеллюлоза, Карбоксиметилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза) до 2,2-3,0 для высокозамещённых простых и сложных Ц. э. (например, этилцеллюлоза, цианэтилцеллюлоза, ацетаты и нитраты целлюлозы). Низкозамещённые простые Ц. э. растворимы в воде и водных растворах щёлочей, что позволяет использовать их как загустители и стабилизаторы эмульсий и суспензий в текстильной, бумажной, нефтяной, фармацевтической, пищевой и др. отраслях промышленности. Высокозамещённые простые и сложные Ц. э. растворяются в доступных органических растворителях и хорошо совмещаются с пластификаторами; их применяют для получения лаков и пластмасс (т. н. этролов (См. Этролы)).

Лит. см. при ст. Целлюлоза.

Л. С. Гальбрайх.