Matèria primera per a l'èter de cel·lulosa

Es va estudiar el procés de producció de pasta d'alta viscositat per a èter de cel·lulosa. Es van discutir els principals factors que afecten la cocció i el blanqueig en el procés de producció de polpa d'alta viscositat. Segons els requisits del client, mitjançant la prova d'un sol factor i el mètode de prova ortogonal, combinat amb la capacitat real de l'equip de l'empresa, els paràmetres del procés de producció d'alta viscositatcotó refinatpolpa matèria primeraper l'èter de cel·lulosa estan determinats. Utilitzant aquest procés de producció, la blancor de l'alta viscositatrefinatla polpa de cotó produïda per a l'èter de cel·lulosa és≥85%, i la viscositat és≥1800 ml/g.

Paraules clau: polpa d'alta viscositat per a èter de cel·lulosa; procés de producció; cuinar; blanqueig

La cel·lulosa és el compost de polímer natural més abundant i renovable de la natura. Té una àmplia gamma de fonts, preu baix i respectuós amb el medi ambient. Es poden obtenir una sèrie de derivats de la cel·lulosa mitjançant la modificació química. L'èter de cel·lulosa és un compost polimèric en què l'hidrogen del grup hidroxil de la unitat de glucosa de cel·lulosa es substitueix per un grup hidrocarbur. Després de l'eterificació, la cel·lulosa és soluble en aigua, solució alcalina diluïda i dissolvent orgànic, i té termoplasticitat. La Xina és el major productor i consumidor mundial d'èter de cel·lulosa, amb una taxa de creixement anual mitjana de més del 20%. Hi ha molts tipus d'èters de cel·lulosa amb un rendiment excel·lent, i s'utilitzen àmpliament en la construcció, el ciment, el petroli, l'alimentació, el tèxtil, el detergent, la pintura, la medicina, la fabricació de paper i els components electrònics i altres indústries.

Amb el ràpid desenvolupament del camp dels derivats com l'èter de cel·lulosa, també augmenta la demanda de matèries primeres per a la seva producció. Les principals matèries primeres per a la producció d'èter de cel·lulosa són la polpa de cotó, la polpa de fusta, la polpa de bambú, etc. Entre elles, el cotó és el producte natural amb més contingut de cel·lulosa a la natura, i el meu país és un gran país productor de cotó, de manera que la polpa de cotó és una matèria primera ideal per a la producció d'èter de cel·lulosa. Equips i tecnologia especials estrangers introduïts exclusivament per a la producció especial de cel·lulosa, adopta la cocció a baixa temperatura i baix alcali, tecnologia de producció de blanqueig continu verd, control totalment automàtic del procés de producció, la precisió del control del procés ha assolit el nivell avançat de la mateixa indústria a casa i a l'estranger. . A petició dels clients nacionals i estrangers, l'empresa ha dut a terme experiments d'investigació i desenvolupament sobre polpa de cotó d'alta viscositat per a èter de cel·lulosa, i les mostres han estat ben rebudes pels clients.

1. Experimenta

1.1 Matèries primeres

La polpa d'alta viscositat per a l'èter de cel·lulosa ha de complir els requisits d'alta blancor, alta viscositat i baixa pols. Tenint en compte les característiques de la polpa de cotó d'alta viscositat per a l'èter de cel·lulosa, en primer lloc, es va dur a terme un control estricte de la selecció de matèries primeres i linters de cotó amb gran maduresa, alta viscositat, sense tres filaments i llavors de cotó baixes. El contingut del casc es va seleccionar com a matèries primeres. Segons els linters de cotó anteriors D'acord amb els requisits de diversos indicadors, es determina utilitzar linters de cotó a Xinjiang com a matèria primera per a la producció de polpa d'alta viscositat per a l'èter de cel·lulosa. Els indicadors de qualitat del caixmir de Xinjiang són: viscositat≥2000 ml/g, maduresa≥70%, matèria insoluble d'àcid sulfúric≤6,0%, contingut de cendra≤1,7%.

1.2 Instruments i medicaments

Equips experimentals: olla elèctrica PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), bany d'aigua a temperatura constant d'instruments (Fàbrica de forn elèctric Longkou), mesurador de pH de precisió PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Viscosímetre capil·lar, WSB～2 mesurador de blancura (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Medicaments experimentals: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Ruta del procés

Linters de cotó→cuina alcalina→rentat→polpa→blanqueig (inclòs tractament àcid)→fabricació de polpa→producte acabat→prova d'índex

1.4 Continguts experimentals

El procés de cocció es basa en el procés de producció real, utilitzant la preparació de material humit i mètodes de cocció alcalins. Simplement netegeu i traieu els linters quantitatius de cotó, afegiu-hi la lleixa calculada segons la proporció de líquids i la quantitat d'àlcali utilitzada, barregeu completament els linters de cotó i la lleixa, poseu-los en un dipòsit de cocció i cuini segons diferents temperatures de cocció i temps de conservació. Cuina-ho. La polpa després de la cocció es renta, es bat i es blanqueja per a un ús posterior.

Procés de blanqueig: els paràmetres com la concentració de polpa i el valor de pH es seleccionen directament segons la capacitat real de l'equip i les rutines de blanqueig, i els paràmetres rellevants com la quantitat d'agent de blanqueig es discuteixen mitjançant experiments.

El blanqueig es divideix en tres etapes: (1) Blanqueig de l'etapa de pre-cloració convencional, ajusteu la concentració de polpa al 3%, afegiu àcid per controlar el valor del pH de la polpa a 2,2-2,3, afegiu una certa quantitat d'hipoclorit de sodi al lleixiu a temperatura ambient durant 40 minuts. (2) Blanqueig de la secció de peròxid d'hidrogen, ajusteu la concentració de polpa al 8%, afegiu hidròxid de sodi per alcalinitzar el purí, afegiu peròxid d'hidrogen i feu el blanqueig a una temperatura determinada (la secció de blanqueig de peròxid d'hidrogen afegeix una certa quantitat de silicat de sodi estabilitzador). La temperatura específica de blanqueig, la dosi de peròxid d'hidrogen i el temps de blanqueig es van explorar mitjançant experiments. (3) Secció de tractament àcid: ajusteu la concentració de polpa al 6%, afegiu ajudes per a l'eliminació d'ions metàl·lics i àcids per al tractament àcid, el procés d'aquesta secció es realitza segons el procés de producció de polpa de cotó especial convencional de l'empresa i el procés específic ho fa. no cal discutir-ne més experimentalment.

Durant el procés d'experimentació, cada etapa de blanqueig ajusta la concentració i el pH de la polpa, afegeix una certa proporció de reactiu de blanqueig, barreja la polpa i el reactiu de blanqueig uniformement en una bossa segellada de plàstic de polietilè i la posa en un bany d'aigua a temperatura constant per a una temperatura constant. blanqueig durant un temps determinat. El procés de blanqueig Traieu la pasta mitjana cada 10 minuts, barregeu-la i amasseu-la de manera uniforme per garantir la uniformitat del blanqueig. Després de cada etapa de blanqueig, es renta amb aigua i després passa a la següent etapa de blanqueig.

1.5 Anàlisi i detecció de purins

GB/T8940.2-2002 i GB/T7974-2002 es van utilitzar per a la preparació i mesura de la blancor de mostres de blancura de purins respectivament; El GB/T1548-2004 es va utilitzar per a la mesura de la viscositat dels purins.

2. Resultats i discussió

2.1 Anàlisi d'objectius

Segons les necessitats dels clients, els principals indicadors tècnics de la polpa d'alta viscositat per a l'èter de cel·lulosa són: blancura≥85%, viscositat≥1800 ml/g,α-cel·lulosa≥90%, contingut de cendra≤0,1%, ferro≤12 mg / kg, etc. Segons els molts anys d'experiència de l'empresa en la producció de polpa especial de cotó, controlant les condicions adequades de cocció, rentat i tractament àcid en el procés de blanqueig,α-cel·lulosa, cendres, contingut de ferro i altres indicadors, és fàcil complir els requisits en la producció real. Per tant, la blancor i la viscositat es prenen com a focus d'aquest desenvolupament experimental.

2.2 Procés de cocció

El procés de cocció consisteix a destruir la paret primària de la fibra amb hidròxid de sodi a una determinada temperatura i pressió de cocció, de manera que les impureses no cel·lulosos, el greix i la cera solubles en aigua i solubles en àlcali a les linters de cotó es dissolguin i el contingut deα- augmenta la cel·lulosa. . A causa de la divisió de les cadenes macromoleculars de cel·lulosa durant el procés de cocció, el grau de polimerització es redueix i la viscositat es redueix. Si el grau de cocció és massa lleuger, la polpa no es cuinarà a fons, el blanqueig posterior serà deficient i la qualitat del producte serà inestable; si el grau de cocció és massa pesat, les cadenes moleculars de cel·lulosa es despolimeritzaran violentament i la viscositat serà massa baixa. Tenint en compte de manera exhaustiva els requisits de blanqueig i índex de viscositat de la pasta, es determina que la viscositat de la pasta després de la cocció és≥1900 ml/g, i la blancor és≥55%.

Segons els principals factors que afecten l'efecte de la cocció: la quantitat d'àlcali utilitzat, la temperatura de cocció i el temps de conservació, el mètode de prova ortogonal s'utilitza per dur a terme experiments per seleccionar les condicions adequades del procés de cocció.

Segons les dades extremadament pobres dels resultats de la prova ortogonal, la influència dels tres factors en l'efecte de la cocció és la següent: temperatura de cocció > quantitat d'àlcali > temps de retenció. La temperatura de cocció i la quantitat d'àlcali tenen una gran influència en la viscositat i la blancor de la polpa de cotó. Amb l'augment de la temperatura de cocció i la quantitat d'àlcali, la blancor tendeix a augmentar, però la viscositat tendeix a disminuir. Per a la producció de polpa d'alta viscositat, s'han d'adoptar les condicions de cocció moderades tant com sigui possible garantint la blancor. Per tant, en combinació amb les dades experimentals, la temperatura de cocció és de 115°C, i la quantitat d'àlcali utilitzat és del 9%. L'efecte del temps de retenció entre els tres factors és relativament més feble que el dels altres dos factors. Com que aquesta cocció adopta un mètode de cocció de baix alcali i de baixa temperatura, per tal d'augmentar la uniformitat de la cocció i assegurar l'estabilitat de la viscositat de la cocció, el temps de retenció es selecciona com a 70 minuts. Per tant, es va determinar que la combinació A2B2C3 era el millor procés de cocció per a polpa d'alta viscositat. En les condicions del procés de producció, la blancor de la polpa final era del 55,3% i la viscositat era de 1945 ml/g.

2.3 Procés de blanqueig

2.3.1 Procés de precloració

A la secció de pre-cloració, s'afegeix una quantitat molt petita d'hipoclorit de sodi a la polpa de cotó per convertir la lignina de la polpa de cotó en lignina clorada i es dissol. Després del blanqueig en l'etapa de pre-cloració, s'ha de controlar la viscositat de la purí perquè sigui≥1850 ml/g, i la blancor≥63%.

La quantitat d'hipoclorit de sodi és el principal factor que afecta l'efecte de blanqueig en aquesta secció. Per tal d'explorar la quantitat adequada de clor disponible, es va utilitzar el mètode de prova d'un sol factor per dur a terme 5 experiments paral·lels al mateix temps. Afegint diferents quantitats d'hipoclorit de sodi a la purín, el clor efectiu a la purín El contingut de clor era de 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L, 0,05 g/L respectivament. Després del blanqueig, la viscositat i BaiDu.

A partir dels canvis de la blancor i la viscositat de la polpa de cotó amb la quantitat de clor disponible, es pot trobar que amb l'augment del clor disponible, la blancor de la polpa de cotó augmenta gradualment i la viscositat disminueix gradualment. Quan la quantitat de clor disponible és de 0,01 g/L i 0,02 g/L, la blancor de la polpa de cotó és≤63%; quan la quantitat de clor disponible és de 0,05 g/L, la viscositat de la polpa de cotó és≤1850 ml/g, que no compleix els requisits de precloració. Requisits dels indicadors de control de blanqueig de segments. Quan la quantitat de clor disponible és de 0,03 g/L i 0,04 g/L, els indicadors després del blanqueig són la viscositat de 1885 ml/g, la blancor del 63,5% i la viscositat de 1854 ml/g, la blancor del 64,8%. El rang de dosificació s'ajusta als requisits dels indicadors de control de blanqueig de la secció de precloració, de manera que es determina preliminarment que la dosi de clor disponible en aquesta secció és de 0,03-0,04 g/L.

2.3.2 Recerca del procés de blanqueig de peròxid d'hidrogen

El blanqueig amb peròxid d'hidrogen és l'etapa de blanqueig més important en el procés de blanqueig per millorar la blancor. Després d'aquesta etapa, es realitza una etapa de tractament àcid per completar el procés de blanqueig. L'etapa de tractament àcid més la posterior fase de fabricació i conformació del paper no té cap efecte sobre la viscositat de la polpa i pot augmentar la blancor almenys un 2%. Per tant, d'acord amb els requisits d'índex de control de la pasta final d'alta viscositat, els requisits de control de l'índex de l'etapa de blanqueig amb peròxid d'hidrogen es determinen com a viscositat.≥1800 ml/g i blancura≥83%.

Els principals factors que afecten el blanqueig amb peròxid d'hidrogen són la quantitat de peròxid d'hidrogen, la temperatura de blanqueig i el temps de blanqueig. Per tal d'aconseguir els requisits de blancor i viscositat de la polpa alta viscosa, es van analitzar els tres factors que afecten l'efecte del blanqueig mitjançant un mètode de prova ortogonal per determinar els paràmetres adequats del procés de blanqueig amb peròxid d'hidrogen.

A través de les dades de diferència extrema de la prova ortogonal, es troba que la influència dels tres factors en l'efecte de blanqueig és: temperatura de blanqueig > dosi de peròxid d'hidrogen > temps de blanqueig. La temperatura de blanqueig i la quantitat de peròxid d'hidrogen són els principals factors que afecten l'efecte de blanqueig. Amb l'augment gradual de les dades dels dos factors de la temperatura de blanqueig i la quantitat de peròxid d'hidrogen, la blancor de la polpa de cotó augmenta gradualment i la viscositat disminueix gradualment. Tenint en compte el cost de producció, la capacitat de l'equip i la qualitat del producte de manera integral, es determina que la temperatura de blanqueig amb peròxid d'hidrogen és de 80°C, i la dosi de peròxid d'hidrogen és del 5%. Al mateix temps, segons els resultats experimentals, el temps de blanqueig del peròxid d'hidrogen té poca influència en l'efecte de blanqueig i el temps de blanqueig d'una sola etapa del peròxid d'hidrogen es selecciona com a 80 minuts.

Segons el procés de blanqueig de l'etapa de peròxid d'hidrogen seleccionat, el laboratori ha dut a terme un gran nombre d'experiments de verificació repetits i els resultats experimentals mostren que els paràmetres experimentals poden complir els requisits establerts.

3. Conclusió

Segons els requisits del client, mitjançant una prova d'un sol factor i una prova ortogonal, combinada amb la capacitat real de l'equip i el cost de producció de l'empresa, els paràmetres del procés de producció de polpa d'alta viscositat per a èter de cel·lulosa es determinen de la següent manera: (1) Procés de cocció: ús 9 % d'àlcali, cuinar La temperatura és de 115°C, i el temps de retenció és de 70 minuts. (2) Procés de blanqueig: a la secció de pre-cloració, la dosi de clor disponible per al blanqueig és de 0,03-0,04 g/L; a la secció de peròxid d'hidrogen, la temperatura de blanqueig és de 80°C, la dosi de peròxid d'hidrogen és del 5% i el temps de blanqueig és de 80 minuts; Secció de tractament àcid, segons el procés convencional de l'empresa.

Polpa d'alta viscositat perèter de cel·lulosaés una pasta de cotó especial amb àmplia aplicació i alt valor afegit. Sobre la base d'un gran nombre d'experiments, l'empresa va desenvolupar de manera independent el procés de producció de polpa d'alta viscositat per a èter de cel·lulosa. Actualment, la polpa d'alta viscositat per a l'èter de cel·lulosa s'ha convertit en una de les principals varietats de producció de l'empresa Kima Chemical, i la qualitat del producte ha estat reconeguda i elogiada per unanimitat pels clients nacionals i estrangers.