Суровина за целулозен етер

Изследван е производственият процес на пулп с висок вискозитет за целулозен етер. Бяха обсъдени основните фактори, влияещи върху варенето и избелването в процеса на производство на целулоза с висок вискозитет. Според изискванията на клиента, чрез еднофакторен тест и ортогонален метод на изпитване, съчетан с действителния капацитет на оборудването на компанията, параметрите на производствения процес с висок вискозитетрафиниран памукпулп суровиназа целулозен етер са определени. Използвайки този производствен процес, белотата на високия вискозитетизисканпамучна маса, произведена за целулозен етер е≥85%, а вискозитетът е≥1800 mL/g.

Ключови думи: каша с висок вискозитет за целулозен етер; производствен процес; готвене; избелване

Целулозата е най-разпространеното и възобновяемо естествено полимерно съединение в природата. Има широка гама от източници, ниска цена и екологичност. Поредица от целулозни производни могат да бъдат получени чрез химическа модификация. Целулозният етер е полимерно съединение, в което водородът в хидроксилната група на целулозната глюкозна единица е заменен с въглеводородна група. След етерификация, целулозата е разтворима във вода, разреден алкален разтвор и органичен разтворител и има термопластичност. Китай е най-големият производител и потребител на целулозен етер в света със среден годишен темп на растеж над 20%. Има много видове целулозни етери с отлична производителност и те се използват широко в строителството, цимента, петрола, храните, текстила, детергентите, боите, медицината, производството на хартия и електронни компоненти и други индустрии.

С бързото развитие на областта на производни като целулозен етер, търсенето на суровини за производството му също се увеличава. Основните суровини за производството на целулозен етер са памучна маса, дървесна маса, бамбукова маса и др. Сред тях памукът е естественият продукт с най-високо съдържание на целулоза в природата и моята страна е страна с голям производител на памук, така че памучната маса е идеална суровина за производство на целулозен етер. Ексклузивно въведено чуждестранно специално оборудване и технология за специално производство на целулоза, приема нискотемпературно нискоалкално готвене, зелена технология за непрекъснато избелване, напълно автоматичен контрол на производствения процес, точността на контрола на процеса е достигнала напредналото ниво на същата индустрия в страната и чужбина . По искане на клиенти в страната и чужбина, компанията е извършила експерименти за изследване и развитие на памучна маса с висок вискозитет за целулозен етер и пробите са добре приети от клиентите.

1. Експериментирайте

1.1 Суровини

Пулпата с висок вискозитет за целулозен етер трябва да отговаря на изискванията за висока белота, висок вискозитет и ниско прах. С оглед на характеристиките на памучната маса с висок вискозитет за целулозен етер, на първо място, беше извършен строг контрол върху подбора на суровини и памучни линтери с висока зрялост, висок вискозитет, без три влакна и ниско семе от памук съдържанието на корпуса е избрано като суровина. Съгласно горните памучни линтери Съгласно изискванията на различни индикатори е решено да се използват памучни линтери в Синдзян като суровина за производството на високовискозитетна целулоза за целулозен етер. Показателите за качество на Xinjiang кашмир са: вискозитет≥2000 mL/g, зрялост≥70%, неразтворимо вещество в сярна киселина≤6,0%, съдържание на пепел≤1,7%.

1.2 Инструменти и лекарства

Експериментално оборудване: електрически съд за готвене PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), инструмент за водна баня с постоянна температура (Longkou Electric Furnace Factory), прецизен pH метър PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Капилярен вискозиметър, WSB～2 беломер (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Експериментални лекарства: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Път на процеса

Памучен линт→алкално готвене→измиване→пулпиране→избелване (включително обработка с киселина)→производство на целулоза→завършен продукт→индексно тестване

1.4 Експериментално съдържание

Процесът на готвене се основава на действителния производствен процес, като се използват мокри материали и алкални методи на готвене. Просто почистете и отстранете количествените памучни ленти, добавете изчислената луга според съотношението на течността и използваното количество алкали, смесете напълно памучните ленти и лугата, поставете ги в резервоар за готвене и гответе според различните температури на готвене и времена на задържане Сгответе го. Целулозата след готвене се измива, разбива и избелва за по-късна употреба.

Процес на избелване: параметри като концентрация на целулоза и стойност на pH се избират директно в съответствие с действителния капацитет на оборудването и процедурите за избелване, а съответните параметри като количеството избелващ агент се обсъждат чрез експерименти.

Избелването е разделено на три етапа: (1) Конвенционално избелване на етапа на предварително хлориране, регулирайте концентрацията на пулпа до 3%, добавете киселина, за да контролирате pH стойността на пулпата до 2,2-2,3, добавете определено количество натриев хипохлорит за избелване при стайна температура за 40 минути. (2) Избелване на секцията с водороден пероксид, регулирайте концентрацията на пулпа да бъде 8%, добавете натриев хидроксид за алкализиране на суспензията, добавете водороден пероксид и извършете избелването при определена температура (секцията за избелване с водороден пероксид добавя определено количество стабилизатор натриев силикат). Специфичната температура на избелване, дозата на водороден пероксид и времето за избелване бяха изследвани чрез експерименти. (3) Секция за киселинна обработка: регулирайте концентрацията на пулпа до 6%, добавете киселина и средства за отстраняване на метални йони за киселинна обработка, процесът на тази секция се извършва в съответствие с конвенционалния специален процес на производство на памучна маса на компанията и специфичният процес прави не е необходимо да се обсъжда допълнително експериментално.

По време на експерименталния процес, всеки етап на избелване регулира концентрацията на пулпа и рН, добавя определена пропорция от избелващ реагент, смесва пулпата и избелващия реагент равномерно в полиетиленов пластмасов запечатан плик и го поставя във водна баня с постоянна температура за постоянна температура избелване за определено време. Процесът на избелване Изваждайте средната суспензия на всеки 10 минути, разбърквайте я и я омесвайте равномерно, за да осигурите равномерно избелване. След всеки етап на избелване се измива с вода и след това се преминава към следващия етап на избелване.

1.5 Анализ и откриване на суспензия

GB/T8940.2-2002 и GB/T7974-2002 бяха използвани съответно за подготовката и измерването на белотата на белотата на суспензията; GB/T1548-2004 беше използван за измерване на вискозитета на суспензията.

2. Резултати и обсъждане

2.1 Целеви анализ

Според нуждите на клиентите основните технически показатели на пулпа с висок вискозитет за целулозен етер са: белота≥85%, вискозитет≥1800 mL/g,α-целулоза≥90%, съдържание на пепел≤0,1%, желязо≤12 mg/kg и т.н. Според дългогодишния опит на компанията в производството на специална памучна маса, чрез контролиране на подходящите условия на готвене, измиване и киселинна обработка в процеса на избелване,α- целулоза, пепел, съдържание на желязо и други показатели, лесно е да се изпълнят изискванията в действителното производство. Следователно, белотата и вискозитетът са взети като фокус на това експериментално развитие.

2.2 Процес на готвене

Процесът на готвене е да разруши първичната стена на влакното с натриев хидроксид при определена температура и налягане на готвене, така че водоразтворимите и алкалноразтворимите нецелулозни примеси, мазнини и восък в памучните линтери да се разтворят и съдържание наα-целулозата се увеличава. . Поради разцепването на целулозните макромолекулни вериги по време на процеса на готвене, степента на полимеризация се намалява и вискозитетът се намалява. Ако степента на готвене е твърде лека, целулозата няма да бъде сготвена напълно, последващото избелване ще бъде лошо и качеството на продукта ще бъде нестабилно; ако степента на готвене е твърде висока, целулозните молекулярни вериги ще се деполимеризират бурно и вискозитетът ще бъде твърде нисък. Изчерпателно разглеждане на изискванията за избелване и индекс на вискозитет на суспензията, се определя, че вискозитетът на суспензията след варене е≥1900 mL/g, а белотата е≥55%.

Според основните фактори, които влияят върху ефекта на готвене: количеството използвана основа, температурата на готвене и времето на задържане, методът на ортогонален тест се използва за провеждане на експерименти за избор на подходящи условия на процеса на готвене.

Според изключително лошите данни от резултатите от ортогоналния тест, влиянието на трите фактора върху ефекта на готвене е както следва: температура на готвене > количество на основа > време на задържане. Температурата на готвене и количеството на основата оказват голямо влияние върху вискозитета и белотата на памучната маса. С повишаването на температурата на готвене и количеството на основата, белотата има тенденция да се увеличава, но вискозитетът има тенденция да намалява. За производството на целулоза с висок вискозитет трябва да се приемат умерени условия на готвене, доколкото е възможно, като същевременно се гарантира белота. Следователно, в комбинация с експерименталните данни, температурата на готвене е 115°C, а използваното количество алкали е 9%. Ефектът от времето на задържане сред трите фактора е относително по-слаб от този на другите два фактора. Тъй като това готвене използва нискоалкален и нискотемпературен метод на готвене, за да се увеличи равномерността на готвенето и да се осигури стабилност на вискозитета на готвене, времето на задържане е избрано на 70 минути. Следователно, комбинацията A2B2C3 беше определена като най-добрият процес на готвене за целулоза с висок вискозитет. При условията на производствения процес, белотата на крайната целулоза е 55,3%, а вискозитетът е 1945 mL/g.

2.3 Процес на избелване

2.3.1 Процес на предварително хлориране

В секцията за предварително хлориране към памучната маса се добавя много малко количество натриев хипохлорит, за да се превърне лигнинът в памучната целулоза в хлориран лигнин и да се разтвори. След избелване в етапа на предварително хлориране, вискозитетът на суспензията трябва да се контролира, за да бъде≥1850 mL/g, и белотата≥63%.

Количеството натриев хипохлорит е основният фактор, влияещ върху избелващия ефект в този раздел. За да се изследва подходящото количество наличен хлор, беше използван методът за изпитване с един фактор за извършване на 5 паралелни експеримента едновременно. Чрез добавяне на различни количества натриев хипохлорит в суспензията, ефективният хлор в суспензията. Съдържанието на хлор беше съответно 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L, 0,05 g/L. След избелване, вискозитетът и BaiDu.

От промените в белотата и вискозитета на памучната целулоза с количеството наличен хлор може да се установи, че с увеличаването на наличния хлор, белотата на памучната целулоза нараства постепенно, а вискозитетът постепенно намалява. Когато количеството наличен хлор е 0,01g/L и 0,02g/L, белотата на памучната маса е≤63%; когато количеството наличен хлор е 0,05 g/L, вискозитетът на памучната маса е≤1850mL/g, което не отговаря на изискванията за предварително хлориране. Изисквания за контролния индикатор за избелване на сегменти. Когато количеството на наличния хлор е 0.03g/L и 0.04g/L, показателите след избелване са вискозитет 1885mL/g, белота 63.5% и вискозитет 1854mL/g, белота 64.8%. Диапазонът на дозиране е в съответствие с изискванията на индикаторите за контрол на избелването в секцията за предварително хлориране, така че предварително е определено, че наличната доза хлор в тази секция е 0,03-0,04g/L.

2.3.2 Изследване на етапа на процеса на избелване с водороден пероксид

Избелването с водороден прекис е най-важният етап на избелване в процеса на избелване за подобряване на белотата. След този етап се извършва етап на киселинна обработка за завършване на процеса на избелване. Етапът на киселинна обработка плюс последващия етап на производство на хартия и формоване нямат ефект върху вискозитета на целулозата и могат да увеличат белотата с най-малко 2%. Следователно, съгласно изискванията за контролен индекс на крайната целулоза с висок вискозитет, изискванията за контрол на индекса на етапа на избелване с водороден пероксид се определят като вискозитет≥1800 mL/g и белота≥83%.

Основните фактори, влияещи върху избелването с водороден прекис, са количеството водороден прекис, температурата на избелване и времето за избелване. За да се постигнат изискванията за белота и вискозитет на целулоза с висок вискозитет, трите фактора, влияещи върху ефекта на избелване, бяха анализирани чрез ортогонален тестов метод, за да се определят подходящите параметри на процеса на избелване с водороден прекис.

Чрез екстремните разлики в данните от ортогоналния тест е установено, че влиянието на трите фактора върху ефекта на избелване е: температура на избелване > доза водороден пероксид > време на избелване. Температурата на избелване и количеството водороден пероксид са основните фактори, влияещи върху ефекта на избелване. С постепенното увеличаване на данните за двата фактора на температурата на избелване и количеството водороден пероксид, белотата на памучната маса постепенно се увеличава, а вискозитетът постепенно намалява. Отчитайки цялостно производствените разходи, капацитета на оборудването и качеството на продукта, температурата на избелване с водороден пероксид се определя на 80°C, а дозата на водороден прекис е 5%. В същото време, според експерименталните резултати, времето за избелване на водородния прекис има малко влияние върху избелващия ефект и времето за едноетапно избелване на водородния прекис е избрано като 80 минути.

Съгласно избрания процес на избелване с водороден пероксид, лабораторията е извършила голям брой повторни експерименти за проверка и експерименталните резултати показват, че експерименталните параметри могат да отговорят на зададените целеви изисквания.

3. Заключение

В съответствие с изискванията на клиента, чрез еднофакторен тест и ортогонален тест, комбиниран с действителния капацитет на оборудването на компанията и производствените разходи, параметрите на производствения процес на високовискозитетна целулоза за целулозен етер се определят, както следва: (1) Процес на готвене: използвайте 9 % алкали, гответе Температурата е 115°C, а времето на задържане е 70 минути. (2) Процес на избелване: в секцията за предварително хлориране дозировката на наличния хлор за избелване е 0,03-0,04 g/L; в секцията с водороден прекис температурата на избелване е 80°C, дозата на водороден пероксид е 5%, а времето за избелване е 80 минути; Секция за киселинна обработка, съгласно конвенционалния процес на компанията.

Пулпа с висок вискозитет зацелулозен етере специална памучна маса с широко приложение и висока добавена стойност. На базата на голям брой експерименти компанията самостоятелно разработи процеса на производство на високовискозитетна целулоза за целулозен етер. В момента целулозата с висок вискозитет за целулозен етер се е превърнала в една от основните производствени разновидности на компанията Kima Chemical, а качеството на продукта е единодушно признато и похвалено от клиенти в страната и чужбина.