【プロ講師解説】このページでは『ビスコースレーヨンと銅アンモニアレーヨン(合成法/作り方・原理・構造式・具体的な用途など)』について解説しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。

レーヨンとは

主に木材などから不純物のリグニンなどを取り除いて得られるセルロース(“パルプ”と呼ばれる)は、繊維としては非常に短く、そのまま衣料に用いることは困難です。したがって、このセルロースに化学的な処理を施して一度溶かしたのち、再び(欲しい長さの)セルロースに戻して使われることが多いです。このように人の手によって新たに作られたセルロースのことを「レーヨン(再生繊維)」といいます。

ビスコースレーヨン

ビスコースレーヨンの作り方は「セルロースを溶解する段階」と「セルロース(レーヨン)を再生する段階」に分けることができます。

まずは、「セルロースを溶解する段階」から確認していきましょう。

セルロースの溶解

STEP1 セルロースを濃水酸化ナトリウム水溶液と反応させる
STEP2 二硫化炭素を加えて反応させる
STEP3 希水酸化ナトリウム水溶液に溶かす
Point!

STEP1

セルロースを濃水酸化ナトリウム水溶液と反応させる

セルロースのヒドロキシ基(-OH)は酸として振舞うことができるので、濃NaOHにより中和されます。

このとき生成する物質はアルカリセルロースといいます。

STEP2

二硫化炭素を加えて反応させる

アルカリセルロースの-ONaが二硫化炭素(S=C=S)の二重結合に付加します。

このとき生成する物質はセルロースキサントゲン酸ナトリウムといいます。

STEP3

希水酸化ナトリウム水溶液に溶かす

セルロースキサントゲン酸ナトリウムを希NaOHaqに溶解すると、赤褐色透明で粘性の強いコロイド溶液(ビスコース)ができます。

セルロース(レーヨン)の再生

希硫酸中でセルロース(レーヨン)を再生する
Point!

ビスコースから希硫酸中でセルロースを繊維状に析出させると、ビスコースレーヨンができます。また、ビスコースから膜状に再生したものはセロハンと呼ばれます。

銅アンモニアレーヨン

銅アンモニアレーヨンの作り方も「セルロースを溶解する段階」と「セルロース(レーヨン)を再生する段階」に分けることができます。

「セルロースを溶解する段階」から確認していきます。

セルロースの溶解

シュバイツァー試薬で溶かす
Point!

まず、セルロースをシュバイツァー試薬で溶かします。(シュバイツァー試薬を使ったセルロースの溶解反応についてはシュバイツァー試薬や二硫化炭素を用いてセルロースを溶かす方法を参照)

セルロース(レーヨン)の再生

希硫酸中でセルロース(レーヨン)を再生する
Point!

シュバイツァー試薬に溶けたセルロースを希硫酸中で析出させると、銅アンモニアレーヨンが得られます。

演習問題

問1

【】に当てはまる語を答えなさい。

人の手によって新たに作られたセルロースを【1】という。

【問1】解答/解説:タップで表示
解答:【1】レーヨン(再生繊維)

セルロースに化学的な処理を施して一度溶かし、再度必要な長さのセルロースに戻して使われる場合がある。このように人の手によって新たに作られたセルロースをレーヨン(再生繊維)という。

問2

【】に当てはまる語を答えなさい。

ビスコースレーヨンを作る準備として、はじめにセルロースを溶解する必要がある。セルロースの溶解では、まずセルロースを濃水酸化ナトリウム水溶液と反応させる。このとき生成する物質は【1】という。次に、二硫化炭素を加えて反応させる。このとき生成する物質は【2】という。最後に、セルロースキサントゲン酸ナトリウムを希NaOHaqに溶解すると、赤褐色透明で粘性の強いコロイド溶液(【3】)ができる。

溶解したセルロースを再生してビスコースレーヨンを作る際、ビスコースから希硫酸中でセルロースを【4(繊維or膜)】状に析出させると、ビスコースレーヨンができます。また、ビスコースから【5(繊維or膜)】状に再生したものはセロハンと呼ばれます。

【問2】解答/解説:タップで表示
解答:【1】アルカリセルロース【2】セルロースキサントゲン酸ナトリウム【3】ビスコース【4】繊維【5】膜

【セルロースの溶解】
STEP1
セルロースを濃水酸化ナトリウム水溶液と反応させる

セルロースのヒドロキシ基(-OH)は酸として振舞うことができるので、濃NaOHにより中和される。

このとき生成する物質はアルカリセルロースという。

STEP2
二硫化炭素を加えて反応させる

アルカリセルロースの-ONaが二硫化炭素(S=C=S)の二重結合に付加する。

このとき生成する物質はセルロースキサントゲン酸ナトリウムという。

STEP3
希水酸化ナトリウム水溶液に溶かす

セルロースキサントゲン酸ナトリウムを希NaOHaqに溶解すると、赤褐色透明で粘性の強いコロイド溶液(ビスコース)ができる。

【セルロースの再生】

ビスコースから希硫酸中でセルロースを繊維状に析出させると、ビスコースレーヨンができる。また、ビスコースから膜状に再生したものはセロハンと呼ばれる。

問3

【】に当てはまる語を答えなさい。

銅アンモニアレーヨンを作る際は、まずセルロースを【1】試薬で溶かす。【1】試薬に溶けたセルロースを【2】中で析出させると、銅アンモニアレーヨンが得られます。

【問3】解答/解説:タップで表示
解答:【1】シュバイツァー【2】希硫酸

【セルロースの溶解】
銅アンモニアレーヨンを作る際は、まずセルロースをシュバイツァー試薬で溶かす。

【セルロースの再生】
シュバイツァー試薬に溶けたセルロースを希硫酸中で析出させると、銅アンモニアレーヨンが得られる。


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著者プロフィール

・化学のグルメ運営代表
・高校化学講師
・薬剤師
・デザイナー/イラストレーター

数百名の個別指導経験あり(過去生徒合格実績:東京大・京都大・東工大・東北大・筑波大・千葉大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など)
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆

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