Abstract:Aron mapulihan ang non-degradable polyvinyl alcohol (PVA) slurry, ang hemp stalk cellulose ether-hydroxypropyl methylcellulose giandam gikan sa agricultural waste hemp stalks, ug gisagol sa piho nga starch aron maandam ang slurry. Ang polyester-cotton blended yarn T/C65/35 14.7 tex ang gidak-on ug gisulayan ang performance niini. Ang labing maayo nga proseso sa produksyon sa hydroxypropyl methylcellulose mao ang mosunod: ang mass fraction sa lihiya mao ang 35%; ang compression ratio sa alkali cellulose mao ang 2.4; Ang ratio sa liquid volume sa methane ug propylene oxide mao ang 7: 3; dilute sa isopropanol; ang presyur sa reaksyon mao ang 2. 0MPa. Ang gidak-on nga giandam pinaagi sa pagsagol sa hydroxypropyl methylcellulose ug espesipikong starch adunay mas ubos nga COD ug mas mahigalaon sa kinaiyahan, ug ang tanang sizing indicators makapuli sa gidak-on sa PVA.
yawe nga mga pulong:lindog sa abaka; hemp stalk cellulose ether; polyvinyl alkohol; pagsukod sa cellulose ether
0.Pasiuna
Ang China usa sa mga nasud nga adunay medyo adunahan nga mga kapanguhaan sa uhot. Ang abot sa ani maoy labaw sa 700 ka milyon ka tonelada, ug ang utilization rate sa uhot kay 3% lamang kada tuig. Dako nga kantidad sa straw resources ang wala magamit. Ang uhot usa ka dato nga natural nga lignoscellulosic nga hilaw nga materyales, nga magamit sa feed, abono, cellulose derivatives ug uban pang mga produkto.
Sa pagkakaron, ang pagwagtang sa polusyon sa wastewater sa proseso sa produksiyon sa tela nahimong usa sa pinakadako nga tinubdan sa polusyon. Ang panginahanglan sa kemikal nga oxygen sa PVA taas kaayo. Human ang industriyal nga wastewater nga gihimo sa PVA sa proseso sa pag-imprenta ug pagtina ma-discharge sa suba, kini makapugong o makaguba pa sa respirasyon sa mga organismo sa tubig. Dugang pa, gipasamot sa PVA ang pagpagawas ug paglalin sa mga bug-at nga metal sa mga linugdang sa mga lawas sa tubig, hinungdan sa labi ka grabe nga mga problema sa kalikopan. Aron mahimo ang panukiduki bahin sa pag-ilis sa PVA nga adunay berde nga slurry, kinahanglan dili lamang aron matuman ang mga kinahanglanon sa proseso sa pag-size, apan aron maminusan usab ang polusyon sa tubig ug hangin sa panahon sa proseso sa pag-size.
Sa kini nga pagtuon, ang hemp stalk cellulose ether-hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) giandam gikan sa mga lindog sa basura sa agrikultura, ug ang proseso sa paghimo niini gihisgutan. Ug isagol ang hydroxypropyl methylcellulose ug espesipikong gidak-on sa starch ingon nga gidak-on sa pagsukod, itandi sa gidak-on sa PVA, ug hisguti ang performance sa sizing niini.
1. Eksperimento
1 . 1 Mga materyales ug instrumento
lindog sa abaka, Heilongjiang; polyester-cotton sinagol nga hilo T/C65/3514.7 tex; self-made hemp stalk cellulose ether-hydroxypropyl methylcellulose; FS-101, giusab nga starch, PVA-1799, PVA-0588, Liaoning Zhongze Group Chaoyang Textile Co., Ltd.; propanol, premium nga grado; propylene oxide, glacial acetic acid, sodium hydroxide, isopropanol, analytically puro; methyl chloride, high-purity nitrogen.
GSH-3L reaction kettle, JRA-6 digital display magnetic stirring water bath, DHG-9079A electric heating constant temperature drying oven, IKARW-20 overhead mechanical agitator, ESS-1000 sample sizing machine, YG 061/PC electronic single yarn strength meter , LFY-109B computerized yarn abrasion tester.
1.2 Pagpangandam sa hydroxypropyl methylcellulose
1. 2. 1 Pag-andam sa alkali fiber
Bahina ang lindog sa abaka, dugmoka kini ngadto sa 20 ka mata sa usa ka pulverizer, idugang ang pulbos sa lindog sa abaka ngadto sa 35% nga solusyon sa tubig nga NaOH, ug ihumol kini sa temperatura sa lawak sulod sa 1 . 5 ~ 2 . 0 h. Piga ang impregnated alkali fiber aron ang mass ratio sa alkali, cellulose, ug tubig maoy 1. 2:1. 2:1.
1. 2. 2 Etherification reaksyon
Ilabay ang giandam nga alkali cellulose ngadto sa reaction kettle, idugang ang 100 mL nga isopropanol isip diluent, idugang ang liquid 140 mL nga methyl chloride ug 60 mL nga propylene oxide, i-vacuumize, ug i-pressure ngadto sa 2 . 0 MPa, hinayhinay nga ipataas ang temperatura ngadto sa 45°C sulod sa 1-2 ka oras, ug i-react sa 75°C sulod sa 1-2 ka oras aron maandam ang hydroxypropyl methylcellulose.
1. 2. 3 Human sa pagproseso
I-adjust ang pH sa etherified cellulose ether nga adunay glacial acetic acid ngadto sa 6 . 5 ~ 7 . 5, gihugasan gamit ang propanol tulo ka beses, ug gipauga sa hudno sa 85°C.
1.3 Proseso sa produksiyon sa hydroxypropyl methylcellulose
1. 3. 1 Ang impluwensya sa rotational speed sa pag-andam sa cellulose ether
Kasagaran ang reaksyon sa etherification usa ka heterogeneous nga reaksyon gikan sa sulod hangtod sa sulod. Kung walay gahum sa gawas, lisud alang sa ahente sa etherification nga mosulod sa crystallization sa cellulose, mao nga gikinahanglan nga hingpit nga ikombinar ang etherification agent sa cellulose pinaagi sa pagpalihok. Niini nga pagtuon, usa ka high-pressure stirred reactor ang gigamit. Human sa balik-balik nga mga eksperimento ug mga demonstrasyon, ang gipili nga rotational speed mao ang 240-350 r / min.
1. 3. 2 Ang epekto sa alkali konsentrasyon sa pag-andam sa cellulose ether
Mahimong gub-on sa alkali ang compact structure sa cellulose aron modako kini, ug kung ang paghubag sa amorphous nga rehiyon ug ang crystalline nga rehiyon lagmit nga makanunayon, ang etherification nagpadayon nga hapsay. Sa proseso sa produksiyon sa cellulose ether, ang kantidad sa alkali nga gigamit sa proseso sa cellulose alkalization adunay dako nga impluwensya sa kahusayan sa etherification sa mga produkto sa etherification ug ang lebel sa pagpuli sa mga grupo. Sa proseso sa pag-andam sa hydroxypropyl methylcellulose, samtang ang konsentrasyon sa lihiya nagdugang, ang sulod sa methoxyl nga mga grupo usab nagdugang; sukwahi, sa diha nga ang konsentrasyon sa lihiya pagmobu, ang hydroxypropyl methylcellulose Ang base sulod mao ang mas dako. Ang sulod sa methoxy nga grupo direkta nga katimbang sa konsentrasyon sa lihiya; ang sulod sa hydroxypropyl inversely proporsyonal sa konsentrasyon sa lihiya. Ang mass fraction sa NaOH gipili nga 35% human sa balik-balik nga mga pagsulay.
1. 3. 3 Ang epekto sa alkali cellulose pressing ratio sa pag-andam sa cellulose ether
Ang katuyoan sa dinalian nga alkali fiber mao ang pagpugong sa sulud sa tubig sa alkali cellulose. Kung ang dinalian nga ratio gamay ra kaayo, ang sulud sa tubig nagdugang, ang konsentrasyon sa lihiya mikunhod, ang rate sa etherification mikunhod, ug ang ahente sa etherification na-hydrolyzed ug ang mga reaksyon sa kilid. , ang kaepektibo sa etherification mikunhod pag-ayo. Sa diha nga ang dinalian nga ratio dako kaayo, ang tubig nga sulod mikunhod, ang selulusa dili mahimong hubag, ug walay reactivity, ug ang etherification ahente dili bug-os nga kontak uban sa alkali cellulose, ug ang reaksyon dili patas. Human sa daghang mga pagsulay ug dinalian nga mga pagtandi, gitino nga ang mass ratio sa alkali, tubig ug selulusa mao ang 1. 2: 1. 2:1.
1. 3. 4 Epekto sa temperatura sa pag-andam sa cellulose ether
Sa proseso sa pag-andam sa hydroxypropyl methylcellulose, kontrola una ang temperatura sa 50-60 °C ug ibutang kini sa kanunay nga temperatura sulod sa 2 ka oras. Ang hydroxypropylation reaksyon mahimong gidala sa gawas sa bahin sa 30 ℃, ug ang hydroxypropylation reaksyon rate pagtaas pag-ayo sa 50 ℃; hinayhinay nga ipataas ang temperatura ngadto sa 75 ℃, ug kontrola ang temperatura sulod sa 2 ka oras. Sa 50 ° C, ang reaksyon sa methylation halos dili mo-react, sa 60 ° C, ang rate sa reaksyon hinay, ug sa 75 ° C, ang rate sa reaksyon sa methylation gipadali.
Ang pag-andam sa hydroxypropyl methylcellulose nga adunay multi-stage nga pagkontrol sa temperatura dili lamang makakontrol sa balanse sa methoxyl ug hydroxypropyl nga mga grupo, apan makatabang usab sa pagpakunhod sa mga side reactions ug post-treatment, ug pagkuha sa mga produkto nga adunay makatarunganon nga istruktura.
1. 3. 5 Epekto sa etherification agent dosage ratio sa pag-andam sa cellulose ether
Tungod kay ang hydroxypropyl methylcellulose usa ka tipikal nga non-ionic nga sinagol nga eter, ang methyl ug hydroxypropyl nga mga grupo gipulihan sa lain-laing hydroxypropyl methylcellulose macromolecular chain, nga mao, lain-laing C sa matag posisyon sa glucose ring. Sa laing bahin, ang distribution ratio sa methyl ug hydroxypropyl adunay mas dako nga dispersion ug randomness. Ang water solubility sa HPMC nalangkit sa sulod sa methoxy group. Sa diha nga ang sulod sa methoxy grupo mao ang ubos, kini mahimong dissolved sa lig-on nga alkali. Samtang nagkadaghan ang methoxyl content, kini nahimong mas sensitibo sa paghubag sa tubig. Kung mas taas ang sulud sa methoxy, labi ka maayo ang pagkatunaw sa tubig, ug mahimo kini nga slurry.
Ang gidaghanon sa etherifying agent nga methyl chloride ug propylene oxide adunay direktang epekto sa sulod sa methoxyl ug hydroxypropyl. Aron maandam ang hydroxypropyl methylcellulose nga adunay maayo nga pagkatunaw sa tubig, ang ratio sa gidaghanon sa likido sa methyl chloride ug propylene oxide gipili nga 7: 3.
1.3.6 Ang kamalaumon nga proseso sa produksiyon sa hydroxypropyl methylcellulose
Ang mga kagamitan sa reaksyon usa ka high-pressure stirred reactor; ang rotation speed mao ang 240-350 r / min; ang mass fraction sa lihiya mao ang 35%; ang compression ratio sa alkali cellulose mao ang 2. 4; Hydroxypropoxylation sa 50 ° C sulod sa 2 ka oras, methoxylation sa 75 ° C sulod sa 2 ka oras; etherification ahente methyl chloride ug propylene oxide liquid gidaghanon ratio 7:3; haw-ang; presyur 2. 0 MPa; diluent mao ang isopropanol.
2. Detection ug aplikasyon
2.1 SEM sa hemp cellulose ug alkali cellulose
Ang pagtandi sa wala matambalan nga hemp cellulose ug ang hemp cellulose nga gitambalan sa 35% NaOH, klaro nga makita nga ang alkalized cellulose adunay daghang mga liki sa nawong, mas dako nga lugar sa ibabaw, mas taas nga kalihokan ug mas sayon nga reaksyon sa etherification.
2.2 Determinasyon sa Infrared Spectroscopy
Ang cellulose nga gikuha gikan sa mga lindog sa abaka pagkahuman sa pagtambal ug ang infrared spectrum sa HPMC nga giandam gikan sa mga lindog sa abaka nga selulusa. Lakip kanila, ang lig-on ug halapad nga pagsuyup banda sa 3295 cm -1 mao ang miinat vibration pagsuyup banda sa HPMC asosasyon hydroxyl grupo, ang pagsuyup banda sa 1250 ~ 1460 cm -1 mao ang pagsuyup banda sa CH, CH2 ug CH3, ug ang pagsuyup. band sa 1600 cm -1 mao ang pagsuyup banda sa tubig sa polymer pagsuyup banda. Ang pagsuyup nga banda sa 1025cm -1 mao ang pagsuyup nga banda sa C - O - C sa polymer.
2.3 Pagdeterminar sa viscosity
Kuhaa ang giandam nga cannabis stalk cellulose ether sample ug idugang kini sa usa ka beaker aron maandam ang 2% nga tubig nga solusyon, pukawon kini pag-ayo, sukda ang viscosity ug viscosity stability niini gamit ang viscometer, ug sukda ang kasagaran nga viscosity sulod sa 3 ka beses. Ang viscosity sa giandam nga cannabis stalk cellulose ether sample mao ang 11 . 8 mPa·s.
2.4 Aplikasyon sa pagsukod
2.4.1 Pag-configure sa slurry
Ang slurry giandam sa 1000mL sa usa ka slurry nga adunay mass fraction nga 3.5%, gipalihok parehas sa usa ka mixer, ug dayon gibutang sa usa ka kaligoanan sa tubig ug gipainit sa 95 ° C sa 1 ka oras. Sa samang higayon, timan-i nga ang sudlanan sa pagluto sa pulp kinahanglan nga ma-sealed nga maayo aron mapugngan ang konsentrasyon sa slurry gikan sa pagtaas tungod sa pag-alisngaw sa tubig.
2.4.2 Pagporma sa slurry pH, miscibility ug COD
Pagsagol sa hydroxypropyl methyl cellulose ug espesipikong gidak-on sa starch aron maandam ang slurry (1#~4#), ug itandi sa PVA formula slurry (0#) aron analisahon ang pH, miscibility ug COD. Ang polyester-cotton blended yarn T/C65/3514.7 tex gisukod sa ESS1000 sample sizing machine, ug gisusi ang performance niini.
Makita nga ang homemade hemp stalk cellulose ether ug espesipikong starch nga gidak-on 3 # mao ang kamalaumon nga pormulasyon sa gidak-on: 25% hemp stalk cellulose ether, 65% modified starch ug 10% FS-101.
Ang tanan nga sizing data ikatandi sa sizing data sa PVA gidak-on, nga nagpakita nga ang sinagol nga gidak-on sa hydroxypropyl methylcellulose ug piho nga starch adunay maayo nga sizing performance; ang pH niini mas duol sa neyutral; hydroxypropyl methylcellulose ug piho nga starch Ang COD (17459.2 mg/L) sa espesipikong starch nga sinagol nga gidak-on mas ubos kay sa gidak-on sa PVA (26448.0 mg/L), ug maayo ang performance sa pagpanalipod sa kinaiyahan.
3. Panapos
Ang kamalaumon nga proseso sa produksiyon alang sa pag-andam sa hemp stalk cellulose ether-hydroxypropyl methylcellulose alang sa sizing mao ang mga musunud: usa ka high-pressure stirred reactor nga adunay tulin nga rotation nga 240-350 r / min, usa ka mass fraction sa lihiya nga 35%, ug ratio sa compression sa alkali cellulose 2.4, ang temperatura sa methylation mao ang 75 ℃, ug ang temperatura sa hydroxypropylation mao ang 50 ℃, ang matag usa gipadayon sulod sa 2 ka oras, ang ratio sa gidaghanon sa likido sa methyl chloride ug propylene oxide mao ang 7: 3, vacuum, ang presyur sa reaksyon mao ang 2.0 MPa, Ang isopropanol mao ang diluent.
Ang hemp stalk cellulose ether gigamit sa pag-ilis sa gidak-on sa PVA alang sa sizing, ug ang labing maayo nga ratio sa gidak-on mao ang: 25% hemp stalk cellulose ether, 65% nga giusab nga starch ug 10% FS-101. Ang pH sa slurry mao ang 6.5 ug ang COD (17459.2 mg/L) mas ubos kay sa PVA slurry (26448.0 mg/L), nga nagpakita sa maayo nga performance sa kinaiyahan.
Ang hemp stalk cellulose ether gigamit alang sa pagsukod imbes sa PVA nga gidak-on sa pagsukod sa polyester-cotton blended yarn T/C 65/3514.7tex. Ang sizing index katumbas. Ang bag-ong hemp stalk cellulose ether ug giusab nga starch mixed size mahimong mopuli sa PVA size.
Oras sa pag-post: Peb-20-2023