Råmateriale til Celluloseether

Fremstillingsprocessen for pulp med høj viskositet til celluloseether blev undersøgt. De vigtigste faktorer, der påvirker tilberedning og blegning i processen med højviskos pulpproduktion, blev diskuteret. I henhold til kundens krav, gennem enkeltfaktortest og ortogonal testmetode, kombineret med virksomhedens faktiske udstyrskapacitet, produktionsprocesparametrene med høj viskositetraffineret bomuldpapirmasse råvarefor celluloseether er bestemt. Ved hjælp af denne produktionsproces, hvidheden af ​​den høje viskositetraffineretbomuldsmasse fremstillet til celluloseether er≥85 %, og viskositeten er≥1800 ml/g.

Nøgleord: højviskositetsmasse til celluloseether; produktionsprocessen; madlavning; blegning

Cellulose er den mest udbredte og fornyelige naturlige polymerforbindelse i naturen. Det har en bred vifte af kilder, lav pris og miljøvenlighed. En række cellulosederivater kan opnås gennem kemisk modifikation. Celluloseether er en polymerforbindelse, hvor hydrogenet i hydroxylgruppen på celluloseglucoseenheden er erstattet af en carbonhydridgruppe. Efter etherificering er cellulose opløseligt i vand, fortyndet alkaliopløsning og organisk opløsningsmiddel og har termoplasticitet. Kina er verdens største producent og forbruger af celluloseether med en gennemsnitlig årlig vækstrate på mere end 20 %. Der er mange slags celluloseethere med fremragende ydeevne, og de er meget udbredt i byggeri, cement, petroleum, fødevarer, tekstil, rengøringsmidler, maling, medicin, papirfremstilling og elektroniske komponenter og andre industrier.

Med den hurtige udvikling af området for derivater såsom celluloseether, er efterspørgslen efter råvarer til dets produktion også stigende. De vigtigste råvarer til produktion af celluloseether er bomuldspulp, træmasse, bambusmasse osv. Blandt dem er bomuld det naturlige produkt med det højeste celluloseindhold i naturen, og mit land er et stort bomuldsproducerende land, så bomuldspulp er et ideelt råmateriale til fremstilling af celluloseether. Eksklusivt introduceret udenlandsk specialudstyr og teknologi til speciel celluloseproduktion, vedtager lavtemperatur lav-alkali-tilberedning, grøn kontinuerlig blegningsproduktionsteknologi, fuldautomatisk kontrol af produktionsprocessen, proceskontrolnøjagtighed har nået det avancerede niveau af samme industri i ind- og udland . Efter anmodning fra kunder i ind- og udland har virksomheden udført forsknings- og udviklingsforsøg på højviskos bomuldsmasse til celluloseether, og prøverne er blevet godt modtaget af kunderne.

1. Eksperiment

1.1 Råvarer

Højviskositetsmasse til celluloseether skal opfylde kravene til høj hvidhed, høj viskositet og lav støvethed. I lyset af egenskaberne ved højviskos bomuldsmasse til celluloseether blev der først og fremmest gennemført streng kontrol med udvælgelsen af ​​råmaterialer og bomuldslinters med høj modenhed, høj viskositet, ingen trefilament og lavt bomuldsfrø skrogindhold blev valgt som råmateriale. I henhold til ovenstående bomuldslinters I henhold til kravene fra forskellige indikatorer er det besluttet at bruge bomuldslinters i Xinjiang som råmateriale til fremstilling af højviskøs pulp til celluloseether. Kvalitetsindikatorerne for Xinjiang kashmir er: viskositet≥2000 ml/g, modenhed≥70%, svovlsyre uopløseligt stof≤6,0 %, askeindhold≤1,7 %.

1.2 Instrumenter og medicin

Eksperimentelt udstyr: PL-100 elektrisk kogegryde (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), instrument konstant temperatur vandbad (Longkou Electric Furnace Factory), PHSJ 3F præcision pH-meter (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kapillærviskosimeter, WSB～2 hvidhedsmåler (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Eksperimentelle lægemidler: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Procesrute

Bomuld linters→alkalisk kogning→vask→pulping→blegning (herunder syrebehandling)→fremstilling af papirmasse→færdigt produkt→indekstest

1.4 Eksperimentelt indhold

Tilberedningsprocessen er baseret på selve produktionsprocessen, ved hjælp af vådmaterialeforberedelse og alkaliske tilberedningsmetoder. Rengør og fjern blot de kvantitative bomuldslinters, tilsæt den beregnede lud i henhold til væskeforholdet og mængden af ​​anvendt alkali, bland bomuldslinters og lud fuldstændigt, kom dem i en kogetank og kog i henhold til forskellige kogetemperaturer og holdetider Kog det. Frugtkødet efter kogning vaskes, piskes og bleges til senere brug.

Blegeproces: parametre som papirmassekoncentration og pH-værdi vælges direkte i henhold til udstyrets faktiske kapacitet og blegerutiner, og relevante parametre som mængden af ​​blegemiddel diskuteres gennem eksperimenter.

Blegning er opdelt i tre trin: (1) Konventionel forkloreringsfaseblegning, juster pulpakoncentrationen til 3 %, tilsæt syre for at kontrollere pulpens pH-værdi til 2,2-2,3, tilsæt en vis mængde natriumhypochlorit til blegning ved kl. stuetemperatur i 40 minutter. (2) Blegning af hydrogenperoxidsektionen, juster pulpkoncentrationen til 8 %, tilsæt natriumhydroxid for at alkalisere gyllen, tilsæt hydrogenperoxid og udfør blegning ved en bestemt temperatur (brintoverilteblegningssektionen tilsætter en vis mængde stabilisator natriumsilicat). Den specifikke blegetemperatur, hydrogenperoxiddosering og blegetid blev undersøgt gennem eksperimenter. (3) Syrebehandlingssektion: juster pulpkoncentrationen til 6%, tilsæt syre- og metalionfjernelseshjælpemidler til syrebehandling, processen i denne sektion udføres i henhold til virksomhedens konventionelle specielle bomuldsmasseproduktionsproces, og den specifikke proces gør det behøver ikke at blive yderligere eksperimentelt diskuteret.

Under forsøgsprocessen justerer hvert trin af blegning pulpkoncentrationen og pH-værdien, tilføjer en vis andel af blegereagens, blander pulpen og blegereagenset jævnt i en forseglet polyethylen-plastikpose og anbringer det i et vandbad med konstant temperatur til konstant temperatur. blegning i et bestemt tidsrum. Blegningsprocessen Tag den mellemstore opslæmning ud hvert 10. minut, bland og ælt den jævnt for at sikre ensartet blegning. Efter hvert trin af blegning vaskes det med vand og fortsætter derefter til næste trin af blegning.

1.5 Gylleanalyse og påvisning

GB/T8940.2-2002 og GB/T7974-2002 blev brugt til henholdsvis fremstilling og hvidhedsmåling af slamprøver af hvidhed; GB/T1548-2004 blev brugt til måling af gylleviskositet.

2. Resultater og diskussion

2.1 Målanalyse

I henhold til kundernes behov er de vigtigste tekniske indikatorer for højviskositetsmasse til celluloseether: hvidhed≥85%, viskositet≥1800 ml/g,α-cellulose≥90%, askeindhold≤0,1 %, jern≤12 mg /kg etc. Ifølge virksomhedens mangeårige erfaring med produktion af speciel bomuldsmasse, ved at kontrollere passende tilberedningsforhold, vaske- og syrebehandlingsforhold i blegeprocessen,α-cellulose, aske, jernindhold og andre indikatorer, er det nemt at opfylde kravene i den faktiske produktion. Derfor tages hvidheden og viskositeten som fokus for denne eksperimentelle udvikling.

2.2 Madlavningsproces

Tilberedningsprocessen går ud på at ødelægge fiberens primære væg med natriumhydroxid under en bestemt kogetemperatur og -tryk, således at de vandopløselige og alkaliopløselige ikke-cellulose-urenheder, fedt og voks i bomuldslinterne opløses, og indhold afα-cellulose øges. . På grund af spaltningen af ​​cellulosemakromolekylære kæder under tilberedningsprocessen reduceres polymerisationsgraden, og viskositeten reduceres. Hvis tilberedningsgraden er for let, vil frugtkødet ikke blive kogt grundigt, den efterfølgende blegning vil være dårlig, og produktkvaliteten vil være ustabil; hvis tilberedningsgraden er for tung, vil cellulosemolekylerne depolymerisere voldsomt, og viskositeten bliver for lav. Ud fra en omfattende overvejelse af gyllens blegebarhed og viskositetsindekskrav, bestemmes det, at gyllens viskositet efter kogning er≥1900 mL/g, og hvidheden er≥55 %.

Ifølge de vigtigste faktorer, der påvirker tilberedningseffekten: mængden af ​​anvendt alkali, tilberedningstemperaturen og holdetiden, bruges den ortogonale testmetode til at udføre eksperimenter for at vælge de passende tilberedningsprocesbetingelser.

Ifølge de ekstremt dårlige data fra de ortogonale testresultater er indflydelsen af ​​de tre faktorer på tilberedningseffekten som følger: tilberedningstemperatur > alkalimængde > holdetid. Tilberedningstemperaturen og mængden af ​​alkali har stor indflydelse på bomuldsmassens viskositet og hvidhed. Med stigningen af ​​tilberedningstemperaturen og mængden af ​​alkali har hvidheden en tendens til at stige, men viskositeten har en tendens til at falde. Til fremstilling af pulp med høj viskositet bør moderate tilberedningsbetingelser anvendes så meget som muligt, samtidig med at hvidheden sikres. Derfor, i kombination med de eksperimentelle data, er tilberedningstemperaturen 115 grader°C, og mængden af ​​anvendt alkali er 9%. Effekten af ​​holdetid blandt de tre faktorer er relativt svagere end af de to andre faktorer. Da denne madlavning anvender en lavalkali- og lavtemperatur-tilberedningsmetode, for at øge tilberedningens ensartethed og sikre stabiliteten af ​​tilberedningsviskositeten, vælges holdetiden til 70 minutter. Derfor blev kombinationen A2B2C3 bestemt til at være den bedste tilberedningsproces til højviskos masse. Under produktionsprocesbetingelserne var hvidheden af ​​den endelige pulp 55,3%, og viskositeten var 1945 ml/g.

2.3 Blegeproces

2.3.1 Præ-kloreringsproces

I præ-kloreringssektionen tilsættes en meget lille mængde natriumhypochlorit til bomuldspulpen for at omdanne ligninet i bomuldspulpen til chloreret lignin og opløses. Efter blegning i forkloreringstrinnet skal gyllens viskositet kontrolleres til at være≥1850 ml/g, og hvidheden≥63 %.

Mængden af ​​natriumhypochlorit er den vigtigste faktor, der påvirker blegeeffekten i dette afsnit. For at undersøge den passende mængde tilgængeligt klor, blev enkeltfaktortestmetoden brugt til at udføre 5 parallelle eksperimenter på samme tid. Ved at tilsætte forskellige mængder natriumhypochlorit i gyllen blev den effektive chlor i gyllen. Klorindholdet var henholdsvis 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L, 0,05 g/L. Efter blegning, viskositeten og BaiDu.

Ud fra ændringerne af bomuldspulps hvidhed og viskositet med mængden af ​​tilgængeligt klor, kan det konstateres, at med stigningen af ​​tilgængeligt klor, øges hvidheden af ​​bomuldsmasse gradvist, og viskositeten falder gradvist. Når mængden af ​​tilgængeligt klor er 0,01 g/l og 0,02 g/l, er hvidheden af ​​bomuldsmasse≤63%; når mængden af ​​tilgængeligt klor er 0,05 g/l, er viskositeten af ​​bomuldsmasse≤1850mL/g, hvilket ikke opfylder forkloreringskravene. Krav til segmentblegningskontrolindikator. Når mængden af ​​tilgængeligt klor er 0,03g/L og 0,04g/L, er indikatorerne efter blegning viskositet 1885mL/g, hvidhed 63,5% og viskositet 1854mL/g, hvidhed 64,8%. Doseringsområdet er i overensstemmelse med kravene til blegningskontrolindikatorerne i prækloreringsafsnittet, så det er foreløbigt bestemt, at den tilgængelige klordosering i dette afsnit er 0,03-0,04g/L.

2.3.2 Forskning i blegeprocessen i hydrogenperoxidstadiet

Hydrogenperoxidblegning er det vigtigste blegetrin i blegningsprocessen for at forbedre hvidheden. Efter dette trin udføres et trin af syrebehandling for at fuldføre blegningsprocessen. Syrebehandlingstrinnet plus det efterfølgende papirfremstillings- og formningstrin har ingen effekt på pulpens viskositet og kan øge hvidheden med mindst 2 %. Derfor, i henhold til kontrolindekskravene for den endelige højviskositetsmasse, bestemmes indekskontrolkravene for hydrogenperoxidblegningstrinnet til at være viskositet≥1800 ml/g og hvidhed≥83 %.

De vigtigste faktorer, der påvirker hydrogenperoxidblegning, er mængden af ​​hydrogenperoxid, blegetemperatur og blegningstid. For at opnå hvidheds- og viskositetskravene for højviskos pulp, blev de tre faktorer, der påvirker blegeeffekten, analyseret ved en ortogonal testmetode for at bestemme de passende hydrogenperoxidblegeprocesparametre.

Gennem de ekstreme forskelsdata fra den ortogonale test viser det sig, at de tre faktorers indflydelse på blegeeffekten er: blegetemperatur > hydrogenperoxiddosering > blegetid. Blegetemperaturen og mængden af ​​hydrogenperoxid er de vigtigste faktorer, der påvirker blegeeffekten. Med den gradvise stigning af dataene for de to faktorer af blegetemperaturen og mængden af ​​hydrogenperoxid øges hvidheden af ​​bomuldspulpen gradvist, og viskositeten falder gradvist. Når man tager produktionsomkostningerne, udstyrskapaciteten og produktkvaliteten i betragtning, er hydrogenperoxidblegetemperaturen bestemt til at være 80°C, og hydrogenperoxiddoseringen er 5%. Samtidig har blegetiden for brintoverilte ifølge forsøgsresultaterne ringe indflydelse på blegeeffekten, og enkelttrinsblegetiden for brintoverilte er valgt til 80 minutter.

I henhold til den valgte blegeproces med brintoveriltetrin har laboratoriet udført en lang række gentagne verifikationsforsøg, og forsøgsresultaterne viser, at forsøgsparametrene kan opfylde de fastsatte målkrav.

3. Konklusion

I henhold til kundens krav, gennem enkeltfaktortest og ortogonal test, kombineret med virksomhedens faktiske udstyrskapacitet og produktionsomkostninger, bestemmes produktionsprocesparametrene for højviskøs pulp til celluloseether som følger: (1) Kogeproces: anvendelse 9 % alkali, kog Temperaturen er 115°C, og holdetiden er 70 minutter. (2) Blegeproces: i præ-kloreringssektionen er doseringen af ​​tilgængeligt klor til blegning 0,03-0,04 g/L; i hydrogenperoxidsektionen er blegetemperaturen 80°C, doseringen af ​​hydrogenperoxid er 5%, og blegetiden er 80 minutter; Syrebehandlingssektion, ifølge virksomhedens konventionelle proces.

Høj viskositet pulp tilcelluloseetherer en speciel bomuldspulp med bred anvendelse og høj merværdi. På grundlag af et stort antal eksperimenter udviklede virksomheden selvstændigt produktionsprocessen af ​​højviskos masse til celluloseether. På nuværende tidspunkt er højviskøs pulp til celluloseether blevet en af ​​Kima Chemical-virksomhedens vigtigste produktionssorter, og produktkvaliteten er blevet enstemmigt anerkendt og rost af kunder i ind- og udland.