LIGNINA

LIGNINA (XXI, p. 117)

La struttura chimica della lignina - uno dei principali componenti dei materiali vegetali legnosi (dal 10-12% nelle piante annuali ad oltre il 50% nell'ebano) - è estremamente complessa ed ancora non ben definita. La lignina isolata si presenta come una polvere bruna non cristallina, più o meno scura, a seconda del metodo di preparazione, solubile in alcali ed in svariatissimi solventi (alcoli, eteri, diossano, fenoli, ammine, ecc.), fonde fra 170° e 250° C con parziale decomposizione. Le più recenti determinazioni dànno, come formula bruta, la composizione seguente: C₄₂H₃₀O₈(OCH₃)₆(OH)₄.

I gruppi caratteristici sono stati esattamente determinati ed è stata messa in evidenza la presenza nella molecola di due doppi legami etilenici. Il peso molecolare del monomero sarebbe 910. È dubbio se la lignina sia chimicamente, almeno in parte, legata al cellulosio nel legno; tale legame sarebbe costituito da un gruppo ossidrilico che presenta una reazione tautomera (enolico-chetonica).

Due sono i sistemi impiegati per separare la lignina dalla cellulosa: 1) sciogliere la cellulosa lasciando inalterata la lignina (saccarificazione del legno); 2) sciogliere la lignina lasciando inalterata la cellulosa (industria cartaria). Nel primo caso si ottiene lo scopo trattando il legno debitamente sminuzzato, con acidi minerali forti che idrolizzano la cellulosa trasformandola in zuccheri solubili. Tale processo ha avuto due importanti applicazioni, la prima nel campo analitico, la seconda nel campo industriale. Il procedimento analitico serve a determinare il tenore in lignina di un prodotto legnoso e dovrebbe servire anche ad ottenere una lignina utilizzabile per analisi chimiche sistematiche. Ma le modalità e la manualità stessa dell'operazione fanno sì che i numerosi sperimentatori ottengano lignine con caratteristiche non esattamente confrontabili fra loro.

Industrialmente il processo di idrolisi acida è stato largamente applicato per utilizzare i cascami di legno per ricavarne mangimi ed alcoli (processi Bergius, Scholler, Giordani-Leone). L'impiego della lignina ottenuta come sottoprodotto da questi varî processi non ha avuto in pratica larga applicazione. Ha avuto invece molta fortuna una variante del processo di idrolisi: si tratta di sfibrare i detriti di legno (generalmente segatura, sfile o tondelli), idrolizzare parzialmente il legno con acidi deboli o semplicemente con vapore ad alta pressione (espansite, masonite, faesite) e comprimere poi a caldo il prodotto ottenuto, dopo lavaggio e formatura, in lastre per mezzo di presse idrauliche speciali. In tal modo viene sviluppato il potere legante della lignina, che conferisce al prodotto finito una buona durezza, impermeabilità e lucentezza superficiale.

Il secondo sistema per ottenere la lignina è quello sul quale si basa l'industria della cellulosa; si tratta il legno sminuzzato, con soluzioni alcaline (soda caustica, solfuro sodico) o con soluzioni acide (bisolfito di calcio). Nell'un caso e nell'altro, usando concentrazioni e temperature opportune variabili da legno a legno, dopo la cotta si ottiene una cellulosa greggia e, come sottoprodotto, un liscivio bruno il quale contiene disciolta la massima parte della lignina. Nel caso di liscivio alla soda (cottura al solfato), per semplice acidificazione del liscivio stesso anche con CO₂, si ha la precipitazione della lignina che vien poi filtrata, lavata ed essiccata. Più complessa è invece l'estrazione della lignina dal liscivio solfitico, che deve subire alcune operazioni preventive prima di essere trattato come un liscivio alla soda. La alcali-lignina così ricavata, contrariamente a quella residua dai processi di idrolisi acida, si presta ad interessanti applicazioni pratiche. Il maggior impiego si ha nella fabbricazione di materie plastiche nelle quali la lignina viene usata per sostituire in tutto od in parte materiali più costosi costituenti le resine e specialmente fenolo. Vengono così prodotti: laminati, materiali impregnati e polveri da stampaggio. L'alcali lignina viene impiegata inoltre come scambiatore di ioni nelle acque per alimentazione caldaie; come disperdente ed emulsionante specie nelle malte cementizie; come tannante nella concia dei cuoi e come insetticida. Viene anche impiegata nella fabbricazione delle placche negative degli accumulatori al piombo per aumentarne la capacità e nelle mescole di gomma in sostituzione del carbon black.

Bibl.: G. C. Howard, in Modern Plastics, 1939; E. Crepaz e M. Bertolini, in Kunststoffe, XXXI, 1941, p. 45; E. Hagglund, La chimica del legno, Torino 1942; D. Meneghini e I. Sorgato, in La Ricerca Scientifica, 1943; Modern Plastics Encycl., 1947, s. v. Lignin.