Surovina pro éter celulózy

Byl studován proces výroby buničiny s vysokou viskozitou pro éter celulózy. Byly diskutovány hlavní faktory ovlivňující vaření a bělení v procesu výroby vysoce viskózní buničiny. Podle požadavků zákazníka, prostřednictvím jednofaktorového testu a ortogonální zkušební metody v kombinaci se skutečnou kapacitou zařízení společnosti, parametry výrobního procesu s vysokou viskozitourafinovaná bavlnadrť surovinapro éter celulózy jsou určeny. Pomocí tohoto výrobního procesu je bělost vysoce viskóznírafinovanýbavlněná buničina vyrobená pro éter celulózy je≥85% a viskozita je≥1800 ml/g.

klíčová slova: buničina s vysokou viskozitou pro ether celulózy; výrobní proces; vaření; bělení

Celulóza je nejhojnější a obnovitelná přírodní polymerní sloučenina v přírodě. Má širokou škálu zdrojů, nízkou cenu a šetrnost k životnímu prostředí. Chemickou modifikací lze získat řadu derivátů celulózy. Ether celulózy je polymerní sloučenina, ve které je vodík v hydroxylové skupině na jednotce celulózy a glukózy nahrazen uhlovodíkovou skupinou. Po etherifikaci je celulóza rozpustná ve vodě, zředěném alkalickém roztoku a organickém rozpouštědle a má termoplasticitu. Čína je největším světovým výrobcem a spotřebitelem éteru celulózy s průměrným ročním tempem růstu více než 20 %. Existuje mnoho druhů éterů celulózy s vynikajícím výkonem a jsou široce používány ve stavebnictví, cementu, ropě, potravinářství, textilu, detergentech, barvách, medicíně, výrobě papíru a elektronických součástek a dalších průmyslových odvětvích.

S rychlým rozvojem oblasti derivátů, jako je éter celulózy, roste i poptávka po surovinách pro jeho výrobu. Hlavními surovinami pro výrobu éteru celulózy jsou bavlněná buničina, dřevitá buničina, bambusová buničina atd. Mezi nimi je bavlna přírodním produktem s nejvyšším obsahem celulózy v přírodě a moje země je velkou zemí produkující bavlnu, takže bavlna je ideální surovina pro výrobu éteru celulózy. Exkluzivně zavedené zahraniční speciální zařízení a technologie pro speciální výrobu celulózy, přijímá nízkoteplotní nízkoalkalické vaření, technologii výroby zeleného kontinuálního bělení, plně automatické řízení výrobního procesu, přesnost řízení procesu dosáhla pokročilé úrovně stejného průmyslu doma i v zahraničí . Na žádost zákazníků doma i v zahraničí společnost provedla výzkumné a vývojové experimenty na vysoce viskózní bavlněné buničině pro éter celulózy a vzorky byly zákazníky dobře přijaty.

1. Experiment

1.1 Suroviny

Buničina s vysokou viskozitou pro éter celulózy musí splňovat požadavky na vysokou bělost, vysokou viskozitu a nízkou prašnost. S ohledem na vlastnosti vysoce viskózní bavlněné buničiny pro éter celulózy byla v první řadě provedena přísná kontrola výběru surovin a bavlněných linters s vysokou zralostí, vysokou viskozitou, bez třívláknových a s nízkým obsahem semen bavlny jako suroviny byly vybrány obsah trupu. Podle výše uvedených bavlněných linters Podle požadavků různých ukazatelů je v Sin-ťiangu rozhodnuto používat bavlněné linters jako surovinu pro výrobu vysoce viskózní buničiny pro éter celulózy. Ukazatele kvality kašmíru Xinjiang jsou: viskozita≥2000 ml/g, zralost≥70 %, nerozpustná látka v kyselině sírové≤6,0 %, obsah popela≤1,7 %.

1.2 Nástroje a léky

Experimentální vybavení: elektrický varný hrnec PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), přístrojová vodní lázeň s konstantní teplotou (Longkou Electric Furnace Factory), přesný pH metr PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kapilární viskozimetr, WSB～2 měřič bělosti (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Experimentální léky: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Cesta procesu

Bavlněné potahy→alkalické vaření→mytí→rozvlákňování→bělení (včetně ošetření kyselinou)→výroba buničiny→hotový výrobek→indexové testování

1.4 Experimentální obsah

Proces vaření je založen na skutečném výrobním procesu s použitím mokré přípravy materiálu a alkalických metod vaření. Jednoduše vyčistěte a odstraňte kvantitativní bavlněné žmolky, přidejte vypočtený louh podle poměru kapaliny a množství použité alkálie, plně promíchejte bavlněné žmolky a louh, vložte je do varné nádoby a vařte podle různých teplot vaření a doby zdržení Uvařte to. Dužnina se po uvaření promyje, vytluče a vybělí pro pozdější použití.

Proces bělení: parametry, jako je koncentrace buničiny a hodnota pH, jsou přímo vybírány podle skutečné kapacity zařízení a postupů bělení a příslušné parametry, jako je množství bělícího činidla, jsou diskutovány prostřednictvím experimentů.

Bělení je rozděleno do tří stupňů: (1) Běžné bělení předchlorací, upravte koncentraci buničiny na 3 %, přidejte kyselinu pro kontrolu hodnoty pH buničiny na 2,2-2,3, přidejte určité množství chlornanu sodného k bělení při pokojové teplotě po dobu 40 minut. (2) Sekce bělení peroxidem vodíku, upravte koncentraci buničiny na 8 %, přidejte hydroxid sodný k alkalizaci suspenze, přidejte peroxid vodíku a proveďte bělení při určité teplotě (sekce bělení peroxidem vodíku přidává určité množství stabilizátoru křemičitanu sodného). Pomocí experimentů byla zkoumána specifická teplota bělení, dávkování peroxidu vodíku a doba bělení. (3) Sekce zpracování kyselin: upravte koncentraci buničiny na 6 %, přidejte pomocné prostředky pro odstraňování kyselin a kovových iontů pro úpravu kyselinou, proces této sekce se provádí podle běžného výrobního procesu speciální bavlněné buničiny a specifický proces se provádí není třeba dále experimentálně probírat.

V průběhu experimentu se v každé fázi bělení upraví koncentrace buničiny a pH, přidá se určitý podíl bělícího činidla, buničina a bělicí činidlo se rovnoměrně promísí v polyethylenovém plastovém sáčku a vloží se do vodní lázně s konstantní teplotou pro konstantní teplotu. bělení po stanovenou dobu. Proces bělení Každých 10 minut vyjměte kaši média, promíchejte a rovnoměrně prohněťte, abyste zajistili rovnoměrnost bělení. Po každé fázi bělení se promyje vodou a poté se pokračuje do další fáze bělení.

1.5 Analýza a detekce kejdy

GB/T8940.2-2002 a GB/T7974-2002 byly použity pro přípravu a měření bělosti vzorků bělosti suspenze; GB/T1548-2004 byl použit pro měření viskozity suspenze.

2. Výsledky a diskuse

2.1 Cílová analýza

Podle potřeb zákazníků jsou hlavními technickými ukazateli buničiny s vysokou viskozitou pro éter celulózy: bělost≥85%, viskozita≥1800 ml/g,α-celulóza≥90%, obsah popela≤0,1 %, železo≤12 mg /kg atd. Dle dlouholetých zkušeností společnosti s výrobou speciální bavlněné buničiny, řízením vhodných podmínek vaření, praní a podmínek úpravy kyselin v procesu bělení,α-celulóza, popel, obsah železa a další ukazatele, je snadné splnit požadavky ve skutečné výrobě. Proto jsou bělost a viskozita brány jako těžiště tohoto experimentálního vývoje.

2.2 Proces vaření

Proces vaření spočívá v zničení primární stěny vlákna hydroxidem sodným za určité teploty a tlaku vaření, takže ve vodě rozpustné a v alkáliích rozpustné necelulózové nečistoty, tuk a vosk v bavlněných linters se rozpustí a obsahα- je zvýšená celulóza. . V důsledku štěpení makromolekulárních řetězců celulózy během procesu vaření se snižuje stupeň polymerace a snižuje se viskozita. Pokud je stupeň vaření příliš nízký, dužina nebude důkladně provařena, následné bělení bude špatné a kvalita produktu bude nestabilní; pokud je stupeň vaření příliš vysoký, molekulární řetězce celulózy budou prudce depolymerovat a viskozita bude příliš nízká. Při komplexním zvážení požadavků na bělitelnost a viskozitní index kaše je stanoveno, že viskozita kaše po vaření je≥1900 ml/g a bělost je≥55 %.

Podle hlavních faktorů, které ovlivňují efekt vaření: množství použité alkálie, teplota vaření a doba zdržení, se k provádění experimentů k výběru vhodných podmínek procesu vaření používá ortogonální testovací metoda.

Podle extrémně špatných dat výsledků ortogonálních testů je vliv tří faktorů na efekt vaření následující: teplota vaření > množství alkálie > doba zdržení. Teplota vaření a množství alkálií mají velký vliv na viskozitu a bělost bavlněné buničiny. Se zvýšením teploty vaření a množstvím alkálií má tendenci se zvyšovat bělost, ale viskozita má tendenci klesat. Pro výrobu buničiny s vysokou viskozitou by měly být pokud možno přijaty mírné podmínky vaření při zajištění bělosti. Proto v kombinaci s experimentálními údaji je teplota vaření 115°C a použité množství alkálie je 9 %. Vliv doby držení mezi těmito třemi faktory je relativně slabší než u ostatních dvou faktorů. Protože toto vaření využívá metodu vaření s nízkým obsahem alkálií a při nízké teplotě, aby se zvýšila rovnoměrnost vaření a zajistila se stabilita viskozity vaření, je doba prodlevy zvolena na 70 minut. Proto byla kombinace A2B2C3 určena jako nejlepší způsob vaření buničiny s vysokou viskozitou. Za podmínek výrobního procesu byla bělost konečné buničiny 55,3 % a viskozita byla 1945 ml/g.

2.3 Proces bělení

2.3.1 Proces předchlorace

V předchlorační sekci se do buničiny bavlny přidává velmi malé množství chlornanu sodného, ​​aby se lignin v buničině bavlny přeměnil na chlorovaný lignin a rozpustil se. Po bělení ve fázi předchlorace musí být řízena viskozita suspenze, aby byla≥1850 ml/g a bělost≥63 %.

Množství chlornanu sodného je hlavním faktorem ovlivňujícím bělicí účinek v této části. Aby bylo možné prozkoumat vhodné množství dostupného chloru, byla použita jednofaktorová testovací metoda k provedení 5 paralelních experimentů současně. Přidáním různých množství chlornanu sodného do suspenze byl účinný chlor v suspenzi Obsah chloru byl 0,01 g/l, 0,02 g/l, 0,03 g/l, 0,04 g/l, resp. 0,05 g/l. Po vybělení viskozita a BaiDu.

Ze změn bělosti a viskozity bavlněné buničiny s množstvím dostupného chlóru lze zjistit, že s nárůstem dostupného chloru se bělost bavlny postupně zvyšuje a viskozita postupně klesá. Když je množství dostupného chlóru 0,01 g/l a 0,02 g/l, je bělost bavlněné buničiny≤63 %; když je množství dostupného chlóru 0,05 g/l, viskozita bavlněné buničiny je≤1850 ml/g, což nesplňuje požadavky na předchloraci. Požadavky na indikátor bělení segmentu. Když je množství dostupného chloru 0,03 g/l a 0,04 g/l, indikátory po bělení jsou viskozita 1885 ml/g, bělost 63,5 % a viskozita 1854 ml/g, bělost 64,8 %. Rozsah dávkování je v souladu s požadavky kontrolních indikátorů bělení v sekci předchlorace, takže je předběžně stanoveno, že dostupné dávkování chloru v této sekci je 0,03-0,04 g/l.

2.3.2 Výzkum procesu bělení ve fázi peroxidu vodíku

Bělení peroxidem vodíku je nejdůležitější fází bělení v procesu bělení pro zlepšení bělosti. Po této fázi se provádí fáze kyselého zpracování, aby se dokončil proces bělení. Fáze zpracování kyselinou plus následná fáze výroby papíru a formování nemá žádný vliv na viskozitu buničiny a může zvýšit bělost alespoň o 2 %. Proto podle požadavků na kontrolní index finální buničiny s vysokou viskozitou jsou požadavky na řízení indexu stupně bělení peroxidem vodíku určeny jako viskozita≥1800 ml/g a bělost≥83 %.

Hlavní faktory ovlivňující bělení peroxidem vodíku jsou množství peroxidu vodíku, teplota bělení a doba bělení. Aby bylo dosaženo požadavků na bělost a viskozitu vysoce viskózní buničiny, byly tři faktory ovlivňující bělicí účinek analyzovány ortogonální testovací metodou pro stanovení vhodných parametrů procesu bělení peroxidem vodíku.

Prostřednictvím extrémních rozdílových dat ortogonálního testu bylo zjištěno, že vliv tří faktorů na bělicí účinek je: teplota bělení > dávkování peroxidu vodíku > doba bělení. Teplota bělení a množství peroxidu vodíku jsou hlavními faktory ovlivňujícími bělicí účinek. S postupným zvyšováním údajů dvou faktorů teploty bělení a množství peroxidu vodíku se postupně zvyšuje bělost bavlny a postupně klesá viskozita. S ohledem na výrobní náklady, kapacitu zařízení a komplexně kvalitu produktu je teplota bělení peroxidem vodíku stanovena na 80°C a dávka peroxidu vodíku je 5 %. Přitom podle experimentálních výsledků má doba bělení peroxidem vodíku malý vliv na bělicí účinek a doba jednostupňového bělení peroxidem vodíku je zvolena 80 minut.

Podle zvoleného procesu bělení peroxidem vodíku bylo v laboratoři provedeno velké množství opakovaných ověřovacích experimentů a z experimentálních výsledků vyplývá, že experimentální parametry mohou splnit stanovené cílové požadavky.

3. Závěr

Podle požadavků zákazníka se pomocí jednofaktorového testu a ortogonálního testu v kombinaci se skutečnou kapacitou zařízení a výrobními náklady společnosti stanoví parametry výrobního procesu vysokoviskózní buničiny pro éter celulózy následovně: (1) Proces vaření: použití 9 % alkálie, vařte Teplota je 115°C a doba zdržení je 70 minut. (2) Proces bělení: v sekci předchlorace je dávka dostupného chlóru pro bělení 0,03-0,04 g/l; v sekci peroxidu vodíku je teplota bělení 80°C, dávka peroxidu vodíku je 5% a doba bělení je 80 minut; Sekce úpravy kyselinou, podle běžného postupu společnosti.

Vysoce viskózní buničina proether celulózyje speciální bavlněná buničina se širokým uplatněním a vysokou přidanou hodnotou. Na základě velkého množství experimentů společnost nezávisle vyvinula proces výroby vysoce viskózní buničiny pro éter celulózy. V současné době se vysoce viskózní buničina pro éter celulózy stala jednou z hlavních výrobních odrůd společnosti Kima Chemical a kvalita produktu byla jednomyslně uznávána a chválena zákazníky doma i v zahraničí.