المواد الخام لأثير السليلوز

تمت دراسة عملية إنتاج اللب عالي اللزوجة لإثير السليولوز. تمت مناقشة العوامل الرئيسية التي تؤثر على الطبخ والتبييض في عملية إنتاج اللب عالي اللزوجة. وفقًا لمتطلبات العميل، من خلال اختبار العامل الفردي وطريقة الاختبار المتعامد، جنبًا إلى جنب مع قدرة المعدات الفعلية للشركة، ومعلمات عملية الإنتاج ذات اللزوجة العاليةالقطن المكرراللب مادة خاملإثير السليلوز يتم تحديدها. وباستخدام عملية الإنتاج هذه، يتم الحصول على بياض ذو لزوجة عاليةالمكرريتم إنتاج لب القطن لإثير السليلوز≥85% واللزوجة≥1800 مل/جم.

الكلمات الرئيسية: لب عالي اللزوجة لإثير السليلوز. عملية الإنتاج طبخ؛ تبييض

السليلوز هو مركب البوليمر الطبيعي الأكثر وفرة وتجددًا في الطبيعة. لديها مجموعة واسعة من المصادر والسعر المنخفض والود البيئي. يمكن الحصول على سلسلة من مشتقات السليلوز من خلال التعديل الكيميائي. إيثر السليلوز هو مركب بوليمر يتم فيه استبدال الهيدروجين الموجود في مجموعة الهيدروكسيل الموجودة في وحدة الجلوكوز السليلوز بمجموعة هيدروكربون. بعد الأثير، السليلوز قابل للذوبان في الماء، ومحلول قلوي مخفف ومذيب عضوي، وله لدونة حرارية. تعد الصين أكبر منتج ومستهلك لإثير السليلوز في العالم، حيث يبلغ متوسط ​​معدل النمو السنوي أكثر من 20%. هناك أنواع كثيرة من إثيرات السليلوز ذات الأداء الممتاز، وتستخدم على نطاق واسع في البناء والأسمنت والبترول والمواد الغذائية والمنسوجات والمنظفات والطلاء والأدوية وصناعة الورق والمكونات الإلكترونية وغيرها من الصناعات.

ومع التطور السريع في مجال مشتقاته مثل إيثر السليلوز، يتزايد أيضًا الطلب على المواد الخام لإنتاجه. المواد الخام الرئيسية لإنتاج إيثر السليلوز هي لب القطن، ولب الخشب، ولب الخيزران، وما إلى ذلك. ومن بينها، القطن هو المنتج الطبيعي الذي يحتوي على أعلى محتوى من السليلوز في الطبيعة، وبلدي بلد كبير منتج للقطن، لذا فإن لب القطن هو مادة خام مثالية لإنتاج إيثر السليلوز. تم تقديم معدات وتكنولوجيا خاصة أجنبية حصريًا لإنتاج السليلوز الخاص، وتعتمد الطهي المنخفض القلويات بدرجة حرارة منخفضة، وتكنولوجيا إنتاج التبييض المستمر الأخضر، والتحكم الآلي الكامل في عملية الإنتاج، وقد وصلت دقة التحكم في العملية إلى المستوى المتقدم لنفس الصناعة في الداخل والخارج. . بناءً على طلب العملاء في الداخل والخارج، أجرت الشركة تجارب بحث وتطوير على لب القطن عالي اللزوجة لإيثر السليلوز، وقد لقيت العينات استقبالًا جيدًا من قبل العملاء.

1. التجربة

1.1 المواد الخام

يحتاج اللب عالي اللزوجة لإيثر السليلوز إلى تلبية متطلبات البياض العالي واللزوجة العالية والغبار المنخفض. نظرًا لخصائص لب القطن عالي اللزوجة لإيثر السليلوز، تم تنفيذ رقابة صارمة أولاً على اختيار المواد الخام، وألياف القطن ذات النضج العالي، واللزوجة العالية، وعدم وجود ثلاثة خيوط، وبذور القطن المنخفضة تم اختيار محتوى الهيكل كمواد خام. وفقًا لألياف القطن المذكورة أعلاه وفقًا لمتطلبات المؤشرات المختلفة، فقد تم تحديد استخدام نسالات القطن في شينجيانغ كمادة خام لإنتاج اللب عالي اللزوجة لإثير السليلوز. مؤشرات جودة كشمير شينجيانغ هي: اللزوجة≥2000 مل/جم، مرحلة النضج≥70% حمض الكبريتيك مادة غير قابلة للذوبان≥6.0% محتوى الرماد≥1.7%.

1.2 الأدوات والأدوية

المعدات التجريبية: وعاء الطبخ الكهربائي PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.)، جهاز حمام مائي بدرجة حرارة ثابتة (Longkou Electric Furnace Factory)، مقياس درجة الحموضة الدقيق PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.)، مقياس اللزوجة الشعرية، WSB～2 متر البياض (جينان سانكوان Zhongshishi

شركة أدوات المختبرات المحدودة).

الأدوية التجريبية: NaOH، HCl، NaClO، H2O2، NaSiO3.

1.3 مسار العملية

فوط القطن→الطبخ القلوي→غسل→اللب→التبييض (بما في ذلك المعالجة الحمضية)→صنع اللب→المنتج النهائي→اختبار الفهرس

1.4 المحتوى التجريبي

تعتمد عملية الطهي على عملية الإنتاج الفعلية، وذلك باستخدام طرق تحضير المواد الرطبة وطرق الطهي القلوية. ما عليك سوى تنظيف وإزالة نسالة القطن الكمية، وإضافة الغسول المحسوب وفقًا لنسبة السائل وكمية القلويات المستخدمة، وخلط نسالة القطن والغسول بالكامل، ووضعهما في خزان الطبخ، وطهيهما وفقًا لدرجات حرارة الطبخ المختلفة وأوقات الاحتفاظ اطبخها. يتم غسل اللب بعد الطهي وضربه وتبييضه لاستخدامه لاحقًا.

عملية التبييض: يتم تحديد المعلمات مثل تركيز اللب وقيمة الرقم الهيدروجيني مباشرة وفقًا للقدرة الفعلية للمعدات وإجراءات التبييض، وتتم مناقشة المعلمات ذات الصلة مثل كمية عامل التبييض من خلال التجارب.

ينقسم التبييض إلى ثلاث مراحل: (1) التبييض التقليدي في مرحلة ما قبل الكلورة، وضبط تركيز اللب إلى 3٪، وإضافة حمض للتحكم في قيمة الرقم الهيدروجيني لللب إلى 2.2-2.3، وإضافة كمية معينة من هيبوكلوريت الصوديوم إلى التبييض عند درجة حرارة 2.2-2.3. درجة حرارة الغرفة لمدة 40 دقيقة. (2) تبييض قسم بيروكسيد الهيدروجين، وضبط تركيز اللب ليكون 8٪، وإضافة هيدروكسيد الصوديوم لقلوية الملاط، وإضافة بيروكسيد الهيدروجين وإجراء التبييض عند درجة حرارة معينة (يضيف قسم تبييض بيروكسيد الهيدروجين كمية معينة من سيليكات الصوديوم المثبت). تم استكشاف درجة حرارة التبييض المحددة وجرعة بيروكسيد الهيدروجين ووقت التبييض من خلال التجارب. (3) قسم معالجة الأحماض: ضبط تركيز اللب إلى 6%، وإضافة مساعدات إزالة الأيونات الحمضية والمعادن لمعالجة الأحماض، ويتم تنفيذ عملية هذا القسم وفقًا لعملية إنتاج لب القطن الخاصة التقليدية للشركة، وتتم العملية المحددة لا تحتاج إلى مزيد من المناقشة تجريبيا.

أثناء عملية التجربة، تقوم كل مرحلة من مراحل التبييض بضبط تركيز اللب ودرجة الحموضة، وإضافة نسبة معينة من كاشف التبييض، وخلط اللب وكاشف التبييض بالتساوي في كيس محكم الغلق من بلاستيك البولي إيثيلين، ووضعه في حمام مائي بدرجة حرارة ثابتة للحصول على درجة حرارة ثابتة. التبييض لفترة محددة. عملية التبييض أخرجي الملاط المتوسط ​​كل 10 دقائق، واخلطيه واعجنيه بالتساوي لضمان تجانس التبييض. بعد كل مرحلة من مراحل التبييض، يتم غسلها بالماء، ومن ثم الانتقال إلى مرحلة التبييض التالية.

1.5 تحليل الطين والكشف عنه

تم استخدام GB/T8940.2-2002 وGB/T7974-2002 لإعداد وقياس البياض لعينات البياض الملاط على التوالي؛ تم استخدام GB/T1548-2004 لقياس لزوجة الملاط.

2. النتائج والمناقشة

2.1 تحليل الهدف

وفقًا لاحتياجات العملاء، فإن المؤشرات الفنية الرئيسية لللب عالي اللزوجة لإيثر السليلوز هي: البياض≥85%، اللزوجة≥1800 مل/جم،α-السليلوز≥90% محتوى الرماد≥0.1% حديد≥12 ملغم / كغم الخ. وفقاً لخبرة الشركة الطويلة في مجال إنتاج لب القطن الخاص، من خلال التحكم في ظروف الطهي المناسبة، وظروف الغسيل والمعالجة الحمضية في عملية التبييض،α- السليلوز والرماد ومحتوى الحديد وغيرها من المؤشرات، من السهل تلبية متطلبات الإنتاج الفعلي. لذلك، تم أخذ البياض واللزوجة كمحور لهذا التطور التجريبي.

2.2 عملية الطهي

تتمثل عملية الطهي في تدمير الجدار الأساسي للألياف باستخدام هيدروكسيد الصوديوم تحت درجة حرارة وضغط طبخ معينين، بحيث يتم إذابة الشوائب غير السليلوزية القابلة للذوبان في الماء والقلويات وغير السليلوز والدهون والشمع الموجودة في فسال القطن، و محتوىα- يتم زيادة السليلوز. . بسبب انقسام سلاسل الجزيئات السليلوزية أثناء عملية الطهي، تقل درجة البلمرة وتقل اللزوجة. إذا كانت درجة الطهي خفيفة جدًا، فلن يتم طهي اللب جيدًا، وسيكون التبييض اللاحق سيئًا، وستكون جودة المنتج غير مستقرة؛ إذا كانت درجة الطهي ثقيلة جدًا، فإن سلاسل جزيئات السليلوز ستزيل بلمرة بعنف وستكون اللزوجة منخفضة جدًا. مع الأخذ في الاعتبار بشكل شامل متطلبات مؤشر قابلية التبييض واللزوجة للملاط، فقد تقرر أن لزوجة الملاط بعد الطهي تكون≥1900 مل/جم، والبياض≥55%.

وفقا للعوامل الرئيسية التي تؤثر على تأثير الطهي: كمية القلويات المستخدمة، ودرجة حرارة الطهي، ووقت الاحتفاظ، يتم استخدام طريقة الاختبار المتعامد لإجراء تجارب لاختيار ظروف عملية الطهي المناسبة.

وفقًا للبيانات الضعيفة للغاية لنتائج الاختبار المتعامد، فإن تأثير العوامل الثلاثة على تأثير الطهي هو كما يلي: درجة حرارة الطهي > كمية القلويات > وقت الاحتفاظ. إن درجة حرارة الطهي وكمية القلويات لها تأثير كبير على لزوجة وبياض لب القطن. ومع زيادة درجة حرارة الطهي وكمية القلويات يميل البياض إلى الزيادة ولكن اللزوجة تميل إلى الانخفاض. لإنتاج اللب عالي اللزوجة، يجب اعتماد ظروف طهي معتدلة قدر الإمكان مع ضمان البياض. ولذلك، بالاشتراك مع البيانات التجريبية، درجة حرارة الطهي هي 115°ج، وكمية القلويات المستخدمة هي 9%. ويكون تأثير الاحتفاظ بالزمن بين العوامل الثلاثة أضعف نسبيا من تأثير العاملين الآخرين. نظرًا لأن هذا الطهي يعتمد طريقة طهي منخفضة القلويات ودرجات الحرارة المنخفضة، من أجل زيادة تجانس الطهي وضمان ثبات لزوجة الطهي، فقد تم تحديد وقت الاحتفاظ بـ 70 دقيقة. لذلك، تم تحديد المجموعة A2B2C3 لتكون أفضل عملية طهي للعجائن عالية اللزوجة. في ظل ظروف عملية الإنتاج، كان بياض اللب النهائي 55.3%، واللزوجة 1945 مل/جم.

2.3 عملية التبييض

2.3.1 عملية ما قبل الكلورة

في قسم ما قبل الكلورة، تتم إضافة كمية صغيرة جدًا من هيبوكلوريت الصوديوم إلى لب القطن لتحويل اللجنين الموجود في لب القطن إلى اللجنين المكلور ويتم إذابته. بعد التبييض في مرحلة ما قبل الكلورة، يجب التحكم في لزوجة الملاط≥1850 مل/جم، والبياض≥63%.

تعتبر كمية هيبوكلوريت الصوديوم العامل الرئيسي الذي يؤثر على تأثير التبييض في هذا القسم. ومن أجل استكشاف الكمية المناسبة من الكلور المتوفر، تم استخدام طريقة اختبار العامل الواحد لإجراء 5 تجارب متوازية في نفس الوقت. عن طريق إضافة كميات مختلفة من هيبوكلوريت الصوديوم في الملاط، كان الكلور الفعال في الملاط محتوى الكلور 0.01 جم / لتر، 0.02 جم / لتر، 0.03 جم / لتر، 0.04 جم / لتر، 0.05 جم / لتر على التوالي. بعد التبييض، واللزوجة وبايدو.

ومن تغير بياض ولزوجة لب القطن مع كمية الكلور المتوفرة، يتبين أنه مع زيادة الكلور المتوفر، يزداد بياض لب القطن تدريجياً، وتقل اللزوجة تدريجياً. عندما تكون كمية الكلور المتوفرة 0.01 جم/لتر و0.02 جم/لتر، يكون بياض لب القطن≥63%; عندما تكون كمية الكلور المتوفرة 0.05 جم/لتر، تكون لزوجة لب القطن≥1850 مل/جم، وهو ما لا يلبي متطلبات ما قبل الكلورة. متطلبات مؤشر التحكم في تبييض القطاع. عندما تكون كمية الكلور المتاحة 0.03 جم/لتر و0.04 جم/لتر، فإن المؤشرات بعد التبييض هي اللزوجة 1885 مل/جم، البياض 63.5% واللزوجة 1854 مل/جم، البياض 64.8%. نطاق الجرعة يتماشى مع متطلبات مؤشرات التحكم في التبييض في قسم ما قبل الكلورة، لذلك تم تحديد مبدئيًا أن جرعة الكلور المتوفرة في هذا القسم هي 0.03-0.04 جم/لتر.

2.3.2 بحوث عملية التبييض في مرحلة بيروكسيد الهيدروجين

يعتبر تبييض بيروكسيد الهيدروجين أهم مرحلة تبييض في عملية التبييض لتحسين البياض. بعد هذه المرحلة يتم إجراء مرحلة المعالجة الحمضية لإتمام عملية التبييض. مرحلة المعالجة الحمضية بالإضافة إلى مرحلة صناعة الورق وتشكيله ليس لها أي تأثير على لزوجة اللب، ويمكن أن تزيد البياض بنسبة 2٪ على الأقل. لذلك، وفقًا لمتطلبات مؤشر التحكم للعجائن النهائية عالية اللزوجة، يتم تحديد متطلبات التحكم في المؤشر لمرحلة تبييض بيروكسيد الهيدروجين على أنها اللزوجة≥1800 مل/جم والبياض≥83%.

العوامل الرئيسية التي تؤثر على تبييض بيروكسيد الهيدروجين هي كمية بيروكسيد الهيدروجين ودرجة حرارة التبييض ووقت التبييض. من أجل تحقيق متطلبات البياض واللزوجة لللب عالي اللزوجة، تم تحليل العوامل الثلاثة التي تؤثر على تأثير التبييض بواسطة طريقة الاختبار المتعامد لتحديد معلمات عملية تبييض بيروكسيد الهيدروجين المناسبة.

من خلال بيانات الاختلاف الشديد للاختبار المتعامد، وجد أن تأثير العوامل الثلاثة على تأثير التبييض هو: درجة حرارة التبييض > جرعة بيروكسيد الهيدروجين > وقت التبييض. تعتبر درجة حرارة التبييض وكمية بيروكسيد الهيدروجين من العوامل الرئيسية التي تؤثر على تأثير التبييض. ومع الزيادة التدريجية لبيانات عاملي درجة حرارة التبييض وكمية بيروكسيد الهيدروجين، يزداد بياض لب القطن تدريجياً، وتقل اللزوجة تدريجياً. مع الأخذ في الاعتبار تكلفة الإنتاج وقدرة المعدات وجودة المنتج بشكل شامل، يتم تحديد درجة حرارة تبييض بيروكسيد الهيدروجين لتكون 80°ج، وجرعة بيروكسيد الهيدروجين هي 5%. في الوقت نفسه، وفقًا للنتائج التجريبية، فإن وقت تبييض بيروكسيد الهيدروجين له تأثير ضئيل على تأثير التبييض، ويتم تحديد وقت تبييض بيروكسيد الهيدروجين أحادي المرحلة بـ 80 دقيقة.

وفقًا لعملية تبييض مرحلة بيروكسيد الهيدروجين المختارة، أجرى المختبر عددًا كبيرًا من تجارب التحقق المتكررة، وأظهرت النتائج التجريبية أن المعلمات التجريبية يمكن أن تلبي المتطلبات المستهدفة المحددة.

3. الاستنتاج

وفقًا لمتطلبات العميل، من خلال اختبار العامل الفردي والاختبار المتعامد، جنبًا إلى جنب مع قدرة المعدات الفعلية للشركة وتكلفة الإنتاج، يتم تحديد معلمات عملية الإنتاج لللب عالي اللزوجة لإثير السليلوز على النحو التالي: (1) عملية الطهي: استخدم 9 % من القلويات، طبخ درجة الحرارة 115°ج، ومدة الانتظار 70 دقيقة. (2) عملية التبييض: في قسم ما قبل الكلورة، جرعة الكلور المتاحة للتبييض هي 0.03-0.04 جم / لتر؛ في قسم بيروكسيد الهيدروجين، درجة حرارة التبييض هي 80°ج، جرعة بيروكسيد الهيدروجين 5%، ومدة التبييض 80 دقيقة؛ قسم معالجة الأحماض حسب العملية التقليدية للشركة.

عجينة عالية اللزوجة لالأثير السليلوزعبارة عن عجينة قطنية خاصة ذات استخدامات واسعة وقيمة مضافة عالية. وعلى أساس عدد كبير من التجارب، قامت الشركة بشكل مستقل بتطوير عملية إنتاج اللب عالي اللزوجة لإثير السليلوز. في الوقت الحاضر، أصبح اللب عالي اللزوجة لإيثر السليلوز أحد أصناف الإنتاج الرئيسية لشركة Kima Chemical، وقد تم الاعتراف بجودة المنتج والإشادة بها بالإجماع من قبل العملاء في الداخل والخارج.