Rohstoff für Celluloseether

Der Herstellungsprozess von hochviskosem Zellstoff für Celluloseether wurde untersucht. Die Hauptfaktoren, die das Kochen und Bleichen im Prozess der Herstellung von hochviskosem Zellstoff beeinflussen, wurden diskutiert. Gemäß den Anforderungen des Kunden werden durch Einzelfaktortests und orthogonale Testmethoden in Kombination mit der tatsächlichen Anlagenkapazität des Unternehmens die Parameter des Produktionsprozesses mit hoher Viskosität eingestelltraffinierte BaumwolleFruchtfleisch Rohstofffür Celluloseether werden bestimmt. Durch dieses Produktionsverfahren wird der Weißgrad der hochviskosen Farbe erreichtraffiniertBaumwollzellstoff wird für Celluloseether hergestellt≥85 % und die Viskosität beträgt≥1800 ml/g.

Schlüsselwörter: Hochviskoser Zellstoff für Celluloseether; Produktionsprozess; Kochen; Bleichen

Cellulose ist die am häufigsten vorkommende und erneuerbare natürliche Polymerverbindung in der Natur. Es verfügt über ein breites Quellenspektrum, einen niedrigen Preis und ist umweltfreundlich. Durch chemische Modifikation kann eine Reihe von Cellulosederivaten gewonnen werden. Celluloseether ist eine Polymerverbindung, bei der der Wasserstoff in der Hydroxylgruppe der Celluloseglukoseeinheit durch eine Kohlenwasserstoffgruppe ersetzt ist. Nach der Veretherung ist Cellulose in Wasser, verdünnter Alkalilösung und organischem Lösungsmittel löslich und weist Thermoplastizität auf. China ist der weltweit größte Produzent und Verbraucher von Celluloseether mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von mehr als 20 %. Es gibt viele Arten von Celluloseethern mit hervorragender Leistung und sie werden häufig in der Bau-, Zement-, Erdöl-, Lebensmittel-, Textil-, Waschmittel-, Farben-, Medizin-, Papierherstellungs- und Elektronikkomponentenindustrie sowie in anderen Branchen eingesetzt.

Mit der rasanten Entwicklung auf dem Gebiet der Derivate wie Celluloseether steigt auch der Bedarf an Rohstoffen für deren Herstellung. Die Hauptrohstoffe für die Herstellung von Celluloseether sind Baumwollzellstoff, Holzzellstoff, Bambuszellstoff usw. Unter ihnen ist Baumwolle das Naturprodukt mit dem höchsten Zellulosegehalt in der Natur, und mein Land ist ein großes Baumwollproduktionsland, ebenso Baumwollzellstoff ein idealer Rohstoff für die Herstellung von Celluloseether. Ausschließlich eingeführte ausländische Spezialgeräte und -technologien für die Herstellung spezieller Zellulose, Einführung von Niedrigtemperatur- und alkaliarmem Kochen, umweltfreundliche kontinuierliche Bleichproduktionstechnologie, vollautomatische Steuerung des Produktionsprozesses und die Genauigkeit der Prozesssteuerung haben das fortgeschrittene Niveau derselben Branche im In- und Ausland erreicht . Auf Wunsch von Kunden im In- und Ausland hat das Unternehmen Forschungs- und Entwicklungsexperimente an hochviskosem Baumwollzellstoff für Celluloseether durchgeführt, und die Proben wurden von den Kunden gut angenommen.

1. Experimentieren

1.1 Rohstoffe

Hochviskoser Zellstoff für Celluloseether muss die Anforderungen eines hohen Weißgrades, einer hohen Viskosität und einer geringen Staubigkeit erfüllen. Angesichts der Eigenschaften von hochviskosem Baumwollzellstoff für Celluloseether wurde zunächst eine strenge Kontrolle bei der Auswahl der Rohstoffe und Baumwoll-Linters mit hoher Reife, hoher Viskosität, ohne Dreifilamente und niedrigem Baumwollsamengehalt durchgeführt Als Rohmaterial wurden Rumpfinhalte ausgewählt. Gemäß den oben genannten Baumwoll-Linters wird gemäß den Anforderungen verschiedener Indikatoren festgelegt, Baumwoll-Linters in Xinjiang als Rohstoff für die Herstellung von hochviskosem Zellstoff für Celluloseether zu verwenden. Die Qualitätsindikatoren von Xinjiang-Kaschmir sind: Viskosität≥2000 ml/g, Reife≥70 %, in Schwefelsäure unlösliche Bestandteile≤6,0 %, Aschegehalt≤1,7 %.

1.2 Instrumente und Medikamente

Experimentelle Ausrüstung: elektrischer Kochtopf PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), Instrumentenwasserbad mit konstanter Temperatur (Longkou Electric Furnace Factory), PHSJ 3F Präzisions-pH-Meter (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kapillarviskosimeter, WSB～2 Weißgradmessgerät (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Experimentelle Medikamente: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Prozessroute

Baumwoll-Linters→alkalisches Kochen→Waschen→Aufschluss→Bleichen (einschließlich Säurebehandlung)→Zellstoffherstellung→fertiges Produkt→Indextest

1.4 Experimenteller Inhalt

Der Kochprozess orientiert sich am eigentlichen Produktionsprozess und nutzt nasse Materialaufbereitung und alkalische Kochmethoden. Reinigen und entfernen Sie einfach die quantitativen Baumwoll-Linters, fügen Sie die berechnete Lauge entsprechend dem Flüssigkeitsverhältnis und der verwendeten Alkalimenge hinzu, mischen Sie die Baumwoll-Linters und die Lauge vollständig, geben Sie sie in einen Kochtank und kochen Sie entsprechend unterschiedlicher Kochtemperaturen und Haltezeiten Kochen Sie es. Das Fruchtfleisch wird nach dem Kochen gewaschen, geschlagen und für die spätere Verwendung gebleicht.

Bleichprozess: Parameter wie Zellstoffkonzentration und pH-Wert werden direkt entsprechend der tatsächlichen Kapazität der Ausrüstung und Bleichroutinen ausgewählt und relevante Parameter wie die Menge des Bleichmittels werden durch Experimente diskutiert.

Das Bleichen ist in drei Stufen unterteilt: (1) Herkömmliches Bleichen vor der Chlorierung, Einstellen der Zellstoffkonzentration auf 3 %, Zugabe von Säure, um den pH-Wert des Zellstoffs auf 2,2–2,3 zu kontrollieren, Zugabe einer bestimmten Menge Natriumhypochlorit zum Bleichen Raumtemperatur für 40 Minuten. (2) Bleichen im Wasserstoffperoxid-Abschnitt, Zellstoffkonzentration auf 8 % einstellen, Natriumhydroxid hinzufügen, um die Aufschlämmung zu alkalisieren, Wasserstoffperoxid hinzufügen und Bleichvorgang bei einer bestimmten Temperatur durchführen (im Wasserstoffperoxid-Bleichabschnitt wird eine bestimmte Menge Stabilisator Natriumsilikat hinzugefügt). Die spezifische Bleichtemperatur, die Dosierung von Wasserstoffperoxid und die Bleichzeit wurden durch Experimente untersucht. (3) Säurebehandlungsabschnitt: Stellen Sie die Zellstoffkonzentration auf 6 % ein, fügen Sie Säure und Hilfsmittel zur Entfernung von Metallionen für die Säurebehandlung hinzu. Der Prozess dieses Abschnitts wird gemäß dem herkömmlichen speziellen Baumwollzellstoffproduktionsprozess des Unternehmens durchgeführt, und der spezifische Prozess tut dies brauchen nicht weiter experimentell diskutiert zu werden.

Während des Versuchsprozesses werden in jeder Phase des Bleichens die Zellstoffkonzentration und der pH-Wert angepasst, ein bestimmter Anteil an Bleichreagenz hinzugefügt, der Zellstoff und das Bleichreagenz gleichmäßig in einem versiegelten Polyethylenbeutel gemischt und für eine konstante Temperatur in ein Wasserbad mit konstanter Temperatur gestellt Bleichen für eine bestimmte Zeit. Der Bleichvorgang: Nehmen Sie die mittlere Aufschlämmung alle 10 Minuten heraus, mischen und kneten Sie sie gleichmäßig, um eine gleichmäßige Bleichung zu gewährleisten. Nach jeder Bleichstufe wird es mit Wasser gewaschen und dann mit der nächsten Bleichstufe fortgefahren.

1.5 Schlammanalyse und -erkennung

GB/T8940.2-2002 und GB/T7974-2002 wurden für die Vorbereitung bzw. Weißgradmessung von Aufschlämmungsweißproben verwendet; GB/T1548-2004 wurde für die Messung der Viskosität der Aufschlämmung verwendet.

2. Ergebnisse und Diskussion

2.1 Zielanalyse

Entsprechend den Bedürfnissen der Kunden sind die wichtigsten technischen Indikatoren für hochviskosen Zellstoff für Celluloseether: Weißgrad≥85 %, Viskosität≥1800 ml/g,α-Zellulose≥90 %, Aschegehalt≤0,1 %, Eisen≤12 mg/kg usw. Aufgrund der langjährigen Erfahrung des Unternehmens in der Herstellung von speziellem Baumwollzellstoff, durch Steuerung der entsprechenden Kochbedingungen, Wasch- und Säurebehandlungsbedingungen im Bleichprozess,α-Cellulose, Asche, Eisengehalt und andere Indikatoren, es ist einfach, die Anforderungen in der tatsächlichen Produktion zu erfüllen. Daher stehen der Weißgrad und die Viskosität im Mittelpunkt dieser experimentellen Entwicklung.

2.2 Garvorgang

Der Kochprozess besteht darin, die Primärwand der Faser mit Natriumhydroxid bei einer bestimmten Kochtemperatur und einem bestimmten Druck zu zerstören, so dass die wasserlöslichen und alkalilöslichen Nicht-Zellulose-Verunreinigungen, Fett und Wachs in den Baumwoll-Linters aufgelöst werden und die Inhalt vonα-Zellulose wird erhöht. . Aufgrund der Spaltung der makromolekularen Ketten der Cellulose während des Kochvorgangs wird der Polymerisationsgrad verringert und die Viskosität verringert. Wenn der Gargrad zu niedrig ist, wird das Fruchtfleisch nicht gründlich gekocht, das anschließende Bleichen wird schlecht und die Produktqualität wird instabil; Wenn der Kochgrad zu stark ist, depolymerisieren die Zellulosemolekülketten heftig und die Viskosität wird zu niedrig. Unter umfassender Berücksichtigung der Bleichbarkeits- und Viskositätsindexanforderungen der Aufschlämmung wird bestimmt, dass die Viskosität der Aufschlämmung nach dem Kochen beträgt≥1900 ml/g und der Weißgrad beträgt≥55 %.

Entsprechend den Hauptfaktoren, die den Kocheffekt beeinflussen: der verwendeten Alkalimenge, der Kochtemperatur und der Haltezeit, wird die orthogonale Testmethode verwendet, um Experimente durchzuführen, um die geeigneten Kochprozessbedingungen auszuwählen.

Nach den äußerst schlechten Daten der orthogonalen Testergebnisse ist der Einfluss der drei Faktoren auf den Kocheffekt wie folgt: Kochtemperatur > Alkalimenge > Haltezeit. Die Kochtemperatur und die Menge an Alkali haben großen Einfluss auf die Viskosität und den Weißgrad von Baumwollzellstoff. Mit zunehmender Kochtemperatur und der Menge an Alkali nimmt der Weißgrad tendenziell zu, die Viskosität nimmt jedoch tendenziell ab. Für die Herstellung von hochviskosem Zellstoff sollten möglichst moderate Kochbedingungen gewählt und gleichzeitig der Weißgrad gewährleistet werden. In Kombination mit den experimentellen Daten beträgt die Kochtemperatur daher 115°C, und die verwendete Alkalimenge beträgt 9 %. Der Einfluss der Haltezeit ist bei den drei Faktoren relativ schwächer als bei den anderen beiden Faktoren. Da bei diesem Kochen eine Kochmethode mit niedrigem Alkaligehalt und niedriger Temperatur zum Einsatz kommt, wird die Haltezeit auf 70 Minuten gewählt, um die Gleichmäßigkeit des Kochens zu erhöhen und die Stabilität der Kochviskosität sicherzustellen. Daher wurde die Kombination A2B2C3 als das beste Kochverfahren für hochviskosen Zellstoff ermittelt. Unter den Bedingungen des Produktionsprozesses betrug der Weißgrad des fertigen Zellstoffs 55,3 % und die Viskosität 1945 ml/g.

2.3 Bleichprozess

2.3.1 Vorchlorungsprozess

Im Vorchlorierungsabschnitt wird dem Baumwollzellstoff eine sehr kleine Menge Natriumhypochlorit zugesetzt, um das Lignin im Baumwollzellstoff in chloriertes Lignin umzuwandeln und aufzulösen. Nach dem Bleichen in der Vorchlorierungsstufe muss die Viskosität der Aufschlämmung kontrolliert werden≥1850 ml/g und der Weißgrad≥63 %.

Die Menge an Natriumhypochlorit ist der Hauptfaktor, der die Bleichwirkung in diesem Abschnitt beeinflusst. Um die geeignete Menge an verfügbarem Chlor zu ermitteln, wurden mit der Ein-Faktor-Testmethode 5 parallele Experimente gleichzeitig durchgeführt. Durch Zugabe unterschiedlicher Mengen Natriumhypochlorit zur Aufschlämmung wurde der wirksame Chlorgehalt in der Aufschlämmung erhöht. Der Chlorgehalt betrug 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L bzw. 0,05 g/L. Nach dem Bleichen werden die Viskosität und BaiDu.

Aus den Veränderungen des Weißgrads und der Viskosität des Baumwollzellstoffs mit der Menge an verfügbarem Chlor lässt sich ableiten, dass mit zunehmendem verfügbaren Chlor der Weißgrad des Baumwollzellstoffs allmählich zunimmt und die Viskosität allmählich abnimmt. Wenn die Menge an verfügbarem Chlor 0,01 g/L und 0,02 g/L beträgt, beträgt der Weißgrad von Baumwollzellstoff≤63 %; Wenn die Menge an verfügbarem Chlor 0,05 g/L beträgt, beträgt die Viskosität von Baumwollzellstoff≤1850 ml/g, was die Vorchlorungsanforderungen nicht erfüllt. Anforderungen an Segmentbleichungskontrollindikatoren. Wenn die Menge an verfügbarem Chlor 0,03 g/L und 0,04 g/L beträgt, sind die Indikatoren nach dem Bleichen eine Viskosität von 1885 ml/g, ein Weißgrad von 63,5 % und eine Viskosität von 1854 ml/g, ein Weißgrad von 64,8 %. Der Dosierungsbereich entspricht den Anforderungen der Bleichkontrollindikatoren im Vorchlorungsabschnitt, daher wird vorläufig festgestellt, dass die verfügbare Chlordosis in diesem Abschnitt 0,03–0,04 g/L beträgt.

2.3.2 Forschung zum Bleichprozess in der Wasserstoffperoxidstufe

Das Bleichen mit Wasserstoffperoxid ist der wichtigste Bleichschritt im Bleichprozess zur Verbesserung des Weißgrades. Nach dieser Phase wird eine Säurebehandlung durchgeführt, um den Bleichprozess abzuschließen. Die Säurebehandlungsstufe sowie die anschließende Papierherstellungs- und Formungsstufe haben keinen Einfluss auf die Viskosität des Zellstoffs und können den Weißgrad um mindestens 2 % erhöhen. Daher werden die Indexkontrollanforderungen der Wasserstoffperoxid-Bleichstufe gemäß den Kontrollindexanforderungen des endgültigen hochviskosen Zellstoffs als Viskosität bestimmt≥1800 ml/g und Weißgrad≥83 %.

Die Hauptfaktoren, die das Bleichen mit Wasserstoffperoxid beeinflussen, sind die Menge an Wasserstoffperoxid, die Bleichtemperatur und die Bleichzeit. Um die Anforderungen an den Weißgrad und die Viskosität von hochviskosem Zellstoff zu erfüllen, wurden die drei Faktoren, die die Bleichwirkung beeinflussen, mit einer orthogonalen Testmethode analysiert, um die geeigneten Parameter des Wasserstoffperoxid-Bleichprozesses zu bestimmen.

Durch die extremen Differenzdaten des orthogonalen Tests wird festgestellt, dass der Einfluss der drei Faktoren auf die Bleichwirkung folgender ist: Bleichtemperatur > Wasserstoffperoxiddosierung > Bleichzeit. Die Bleichtemperatur und die Menge an Wasserstoffperoxid sind die Hauptfaktoren, die die Bleichwirkung beeinflussen. Mit der allmählichen Erhöhung der Daten der beiden Faktoren Bleichtemperatur und Menge an Wasserstoffperoxid nimmt der Weißgrad des Baumwollzellstoffs allmählich zu und die Viskosität nimmt allmählich ab. Unter umfassender Berücksichtigung der Produktionskosten, der Anlagenkapazität und der Produktqualität wird die Wasserstoffperoxid-Bleichtemperatur auf 80 °C festgelegt°C, und die Wasserstoffperoxid-Dosierung beträgt 5 %. Gleichzeitig hat die Bleichzeit von Wasserstoffperoxid den experimentellen Ergebnissen zufolge kaum Einfluss auf die Bleichwirkung, und die einstufige Bleichzeit von Wasserstoffperoxid wird mit 80 Minuten gewählt.

Entsprechend dem ausgewählten Bleichverfahren in der Wasserstoffperoxidstufe hat das Labor eine große Anzahl wiederholter Überprüfungsexperimente durchgeführt, und die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die experimentellen Parameter die festgelegten Zielanforderungen erfüllen können.

3. Fazit

Gemäß den Anforderungen des Kunden werden durch Einzelfaktortest und Orthogonaltest in Kombination mit der tatsächlichen Anlagenkapazität und den Produktionskosten des Unternehmens die Parameter des Produktionsprozesses von hochviskosem Zellstoff für Celluloseether wie folgt bestimmt: (1) Kochprozess: Verwendung 9 % Alkali, kochen Die Temperatur beträgt 115°C, und die Haltezeit beträgt 70 Minuten. (2) Bleichprozess: Im Vorchlorierungsabschnitt beträgt die Dosierung des verfügbaren Chlors zum Bleichen 0,03–0,04 g/L; Im Wasserstoffperoxid-Bereich beträgt die Bleichtemperatur 80 °C°C, die Dosierung von Wasserstoffperoxid beträgt 5 % und die Bleichzeit beträgt 80 Minuten; Abschnitt zur Säurebehandlung nach dem herkömmlichen Verfahren des Unternehmens.

Hochviskoser Zellstoff fürCelluloseetherist ein spezieller Baumwollzellstoff mit breitem Anwendungsbereich und hohem Mehrwert. Auf der Grundlage einer Vielzahl von Experimenten entwickelte das Unternehmen eigenständig das Herstellungsverfahren für hochviskosen Zellstoff für Celluloseether. Heutzutage ist hochviskoser Zellstoff für Celluloseether zu einer der Hauptproduktionsarten des Unternehmens Kima Chemical geworden, und die Produktqualität wurde von Kunden im In- und Ausland einhellig anerkannt und gelobt.