Resumo:Por anstataŭigi la nedegradeblan polivinilalkoholon (PVA) suspensiaĵon, kanabo-tigo celulozo etero-hidroksipropilmetilcelulozo estis preparita el agrikulturaj ruboj kanabo-tigoj, kaj miksita kun specifa amelo por prepari la suspensiaĵon. Poliestera-kotono miksita teksaĵo T/C65/35 14.7 tex estis grandigita kaj ĝia grandeco-agado estis provita. La optimuma produktadprocezo de hidroksipropilmetilcelulozo estis kiel sekvas: la masa frakcio de lesivo estis 35%; la kunprema proporcio de alkala celulozo estis 2,4; La likva volumenoproporcio de metano kaj propilenoksido estas 7:3; dilui kun izopropanolo; la reakcia premo estas 2 . 0MPa. La grandeco preparita per miksado de hidroksipropilmetilcelulozo kaj specifa amelo havas pli malaltan COD kaj estas pli ekologiema, kaj ĉiuj grandeco indikiloj povas anstataŭigi PVA grandeco.
Ŝlosilvortoj:kanabo tigo; kanabo-tigo celuloza etero; polivinila alkoholo; celuloza etera grandeco
0.Antaŭparolo
Ĉinio estas unu el la landoj kun relative riĉaj pajlaj rimedoj. La kultivaĵo estas pli ol 700 milionoj da tunoj, kaj la utiliga indico de pajlo estas nur 3% ĉiujare. Granda kvanto da pajlo-resursoj ne estis utiligita. Pajlo estas riĉa natura lignoceluloza krudaĵo, kiu povas esti uzata en nutraĵo, sterko, celulozaj derivaĵoj kaj aliaj produktoj.
Nuntempe, malgrandigo de rubakvopoluado en la tekstila produktadprocezo fariĝis unu el la plej grandaj poluofontoj. La kemia oksigenpostulo de PVA estas tre alta. Post kiam la industria kloakaĵo produktita de PVA en la presado kaj tinktura procezo estas elŝutita en la riveron, ĝi malhelpos aŭ eĉ detruos la spiradon de akvaj organismoj. Krome, PVA plimalbonigas la liberigon kaj migradon de pezmetaloj en sedimentoj en akvokorpoj, kaŭzante pli gravajn mediajn problemojn. Por fari esploradon pri anstataŭigo de PVA per verda suspensiaĵo, necesas ne nur plenumi la postulojn de la procezo de grandeco, sed ankaŭ minimumigi la poluadon de akvo kaj aero dum la procezo de grandeco.
En ĉi tiu studo, kanabo-tigo celulozo etero-hidroksipropilmetilcelulozo (HPMC) estis preparita de agrikulturaj ruboj kanabo-tigoj, kaj ĝia produktada procezo estis diskutita. Kaj miksu hidroksipropilmetilcelulozon kaj specifan amelon grandecon kiel grandecon por grandeco, komparu kun PVA-grandeco kaj diskutu ĝian grandecon.
1. Eksperimento
1 . 1 Materialoj kaj instrumentoj
Kanabo-tigo, Heilongjiang; poliestera-kotono miksita teksaĵo T/C65/3514.7 tex; memfarita kanabo tigo celulozo etero-hidroksipropil metilcelulozo; FS-101, modifita amelo, PVA-1799, PVA-0588, Liaoning Zhongze Group Chaoyang Textile Co., Ltd.; propanolo, altkvalita grado; propilenoksido, glacia acetacido, natria hidroksido, izopropanolo, analize pura; metila klorido, altpura nitrogeno.
GSH-3L-reaga kaldrono, JRA-6-cifereca ekrano magneta kirva akvobano, DHG-9079A elektra hejtado konstanta temperaturo sekiga forno, IKARW-20 supra mekanika agitanto, ESS-1000 specimeno grandeco maŝino, YG 061/PC elektronika unu-fadena fortomezurilo , LFY-109B komputilizita teksa abrasio-testilo.
1.2 Preparado de hidroksipropilmetilcelulozo
1. 2. 1 Preparado de alkala fibro
Disigu la kanabo-tigon, dispremu ĝin al 20-retoj per pulverigilo, aldonu la kanabo-tigon-pulvoron al 35% NaOH-akva solvaĵo, kaj trempu ĝin ĉe ĉambra temperaturo por 1 . 5 ~ 2 . 0 h. Premu la impregnitan alkalan fibron tiel ke la masproporcio de alkala, celulozo kaj akvo estas 1. 2:1. 2:1.
1. 2. 2 Eteriga reago
Ĵetu la pretan alkalan celulozon en la reagkaldronon, aldonu 100 mL da izopropanolo kiel diluaĵo, aldonu likvaĵon 140 mL da metila klorido kaj 60 mL da propilenoksido, vakuumigu kaj premu al 2 . 0 MPa, malrapide altigu la temperaturon al 45 °C dum 1-2 horoj, kaj reagu je 75 °C dum 1-2 horoj por prepari hidroksipropilmetilcelulozon.
1. 2. 3 Post-traktado
Alĝustigu la pH de la eterigita celuloza etero kun glacia acetacido al 6 . 5 ~ 7 . 5, lavita per propanolo trifoje, kaj sekigita en forno je 85 °C.
1.3 Produktada procezo de hidroksipropilmetilcelulozo
1. 3. 1 La influo de rotacia rapideco sur la preparado de celuloza etero
Kutime la eteriga reago estas heterogena reago de la interno al la interno. Se ne ekzistas ekstera potenco, estas malfacile por la eteriga agento eniri la kristaliĝon de la celulozo, do necesas plene kombini la eterigagenton kun la celulozo per kirlado. En ĉi tiu studo, altprema kirlita reaktoro estis uzita. Post ripetaj eksperimentoj kaj pruvoj, la elektita rotacia rapideco estis 240-350 r/min.
1. 3. 2 La efiko de alkala koncentriĝo sur la preparado de celuloza etero
Alkala povas detrui la kompaktan strukturon de celulozo por igi ĝin ŝveliĝi, kaj kiam la ŝveliĝo de la amorfa regiono kaj la kristala regiono tendencas esti konsekvenca, la eteriĝo okazas glate. En la produktadprocezo de celuloza etero, la kvanto de alkalo uzata en la celuloza alkaliga procezo havas grandan influon sur la eterig-efikeco de eterigproduktoj kaj la gradon de anstataŭigo de grupoj. En la prepara procezo de hidroksipropilmetilcelulozo, kiam la koncentriĝo de lesivo pliiĝas, la enhavo de metoksilaj grupoj ankaŭ pliiĝas; male, kiam la koncentriĝo de lesivo malpliiĝas, la hidroksipropilmetilcelulozo La baza enhavo estas pli granda. La enhavo de metoksigrupo estas rekte proporcia al la koncentriĝo de lesivo; la enhavo de hidroksipropilo estas inverse proporcia al la koncentriĝo de lesivo. La masfrakcio de NaOH estis elektita kiel 35% post ripetaj testoj.
1. 3. 3 La efiko de alkala celuloza prema proporcio sur la preparado de celuloza etero
La celo de premado de alkala fibro estas kontroli la akvoenhavon de alkala celulozo. Kiam la prema proporcio estas tro malgranda, la akvoenhavo pliiĝas, la koncentriĝo de lesivo malpliiĝas, la eterigrapideco malpliiĝas, kaj la eteriga agento estas hidroligita kaj flankaj reagoj pliiĝas. , la eteriga efikeco estas multe reduktita. Kiam la prema proporcio estas tro granda, la akvoenhavo malpliiĝas, la celulozo ne povas ŝveliĝi kaj ne havas reagemon, kaj la eteriga agento ne povas plene kontakti kun la alkala celulozo, kaj la reago estas malebena. Post multaj provoj kaj premaj komparoj, oni determinis, ke la masproporcio de alkalo, akvo kaj celulozo estis 1. 2:1. 2:1.
1. 3. 4 Efiko de temperaturo sur la preparado de celuloza etero
En la procezo de preparado de hidroksipropilmetilcelulozo, unue kontrolu la temperaturon je 50-60 °C kaj konservu ĝin je konstanta temperaturo dum 2 horoj. La reago de hidroksipropilado povas esti farita je ĉirkaŭ 30 ℃, kaj la rapido de la reago de hidroksipropilado multe pliiĝas je 50 ℃; malrapide altigu la temperaturon al 75 ℃, kaj kontrolu la temperaturon dum 2 horoj. Je 50 °C, la metiliga reago apenaŭ reagas, je 60 °C, la reakcia rapideco estas malrapida, kaj je 75 °C, la metiliga reakcio estas tre akcelita.
La preparado de hidroksipropilmetilcelulozo kun plurŝtupa temperaturkontrolo povas ne nur kontroli la ekvilibron de metoksila kaj hidroksipropil-grupoj, sed ankaŭ helpi redukti flankajn reagojn kaj post-traktadon, kaj akiri produktojn kun racia strukturo.
1. 3. 5 Efiko de eteriga agento-dozoproporcio sur la preparado de celuloza etero
Ĉar hidroksipropilmetilcelulozo estas tipa ne-jona miksa etero, la metil- kaj hidroksipropilgrupoj estas anstataŭigitaj sur malsamaj hidroksipropilmetilcelulozaj makromolekulaj ĉenoj, tio estas, malsama C en ĉiu glukoza ringa pozicio. Aliflanke, la distribua proporcio de metilo kaj hidroksipropilo havas pli grandan disperson kaj hazardon. La akvosolvebleco de HPMC rilatas al la enhavo de metoksigrupo. Kiam la enhavo de metoksia grupo estas malalta, ĝi povas esti solvita en forta alkalo. Ĉar la metoksilenhavo pliiĝas, ĝi iĝas pli sentema al akvoŝvelado. Ju pli alta la metoksia enhavo, des pli bona la akvosolvebleco, kaj ĝi povas esti formulita en suspensiaĵon.
La kvanto de eteriganta agento metila klorido kaj propilenoksido havas rektan efikon al la enhavo de metoksilo kaj hidroksipropilo. Por prepari hidroksipropilmetilcelulozon kun bona akvosolvebleco, la likva volumenoproporcio de metilklorido kaj propilenoksido estis elektita kiel 7:3.
1.3.6 La optimuma produktada procezo de hidroksipropilmetilcelulozo
La reakcia ekipaĵo estas altprema kirlita reaktoro; la rotacia rapideco estas 240-350 r/min; la masa frakcio de lesivo estas 35%; la kunprema proporcio de alkala celulozo estas 2. 4; Hidroksipropoksilation je 50 °C dum 2 horoj, methoxylation je 75 °C dum 2 horoj; eterificación agento metilo klorido kaj propileno rusto likva volumo proporcio 7:3; vakuo; premo 2 . 0 MPa; diluanto estas izopropanolo.
2. Detekto kaj aplikado
2.1 SEM de kanabo-celulozo kaj alkala celulozo
Komparante la netraktita kanabo-celulozo kaj la kanabo-celulozo traktita kun 35% NaOH, oni povas klare trovi, ke la alkalizita celulozo havas pli da surfacaj fendoj, pli granda surfacareo, pli alta aktiveco kaj pli facila eteriga reago.
2.2 Infraruĝa Spektroskopio-Determino
La celulozo ĉerpita el kanabo-tigoj post traktado kaj la infraruĝa spektro de HPMC preparita el kanabo-tigo-celulozo. Inter ili, la forta kaj larĝa sorbada bando je 3295 cm -1 estas la streĉa vibra sorbada bando de HPMC-asocia hidroksila grupo, la sorbada bando je 1250 ~ 1460 cm -1 estas la sorbada bando de CH, CH2 kaj CH3, kaj la sorba bando de CH, CH2 kaj CH3. bendo ĉe 1600 cm -1 estas la absorba bendo de akvo en la polimera absorba bendo. La absorba bendo je 1025cm -1 estas la absorba bendo de C — O — C en la polimero.
2.3 Determino de viskozeco
Prenu la pretan kanabon-tigan celulozan eteron-provaĵon kaj aldonu ĝin al beko por prepari 2%-an akvan solvaĵon, movu ĝin ĝisfunde, mezuru ĝian viskozecon kaj viskozecon stabilecon per viskometro, kaj mezuru la averaĝan viskozecon 3 fojojn. La viskozeco de la preta kanaba tigo celuloza eterprovaĵo estis 11 . 8 mPa·s.
2.4 Dimensia aplikaĵo
2.4.1 Slurry-agordo
La suspensiaĵo estis preparita en 1000mL da suspensiaĵo kun masa frakcio de 3,5%, miksita egale per miksilo, kaj poste metita en akvobanon kaj varmigita al 95 °C dum 1 h. Samtempe, rimarku, ke la pulpa kuirujo devas esti bone sigelita por malhelpi la koncentriĝon de la suspensiaĵo pliiĝi pro akvovaporiĝo.
2.4.2 Slurry-formulo pH, miksebleco kaj COD
Miksi hidroksipropilmetilcelulozon kaj specifan amelon grandecon por prepari suspensiaĵon (1#~4#), kaj komparu kun PVA-formula suspensiaĵo (0#) por analizi pH, mikseblecon kaj COD. La poliestera-kotono miksita fadeno T/C65/3514.7 tex estis grandigita sur la ESS1000-specimena grandeco-maŝino, kaj ĝia grandeco-agado estis analizita.
Oni povas vidi, ke la memfarita kanabo-tiga celuloza etero kaj specifa amelo-grandeco 3 # estas la optimuma grandeco-formulo: 25% kanabo-tiga celuloza etero, 65% modifita amelo kaj 10% FS-101.
Ĉiuj grandeco datumoj estas kompareblaj al la grandeco datumoj de PVA grandeco, indikante ke la miksita grandeco de hidroksipropilmetilcelulozo kaj specifa amelo havas bonan grandeco agado; ĝia pH estas pli proksima al neŭtrala; hidroksipropilmetilcelulozo kaj specifa amelo La COD (17459.2 mg/L) de la specifa amelo miksita grandeco estis signife pli malalta ol tiu de la PVA-grandeco (26448.0 mg/L), kaj la mediprotekta agado estis bona.
3. Konkludo
La optimuma produktadprocezo por preparado de kanabo-tiga celulozo etero-hidroksipropil-metilcelulozo por grandeco estas jena: altprema kirlita reaktoro kun rotacia rapideco de 240-350 r/min, masa frakcio de lesivo de 35% kaj kunprema proporcio. de alkala celulozo 2.4, la metiliga temperaturo estas 75 ℃, kaj la hidroksipropilada temperaturo estas 50 ℃, ĉiu konservita dum 2 horoj, la likva volumena proporcio de metila klorido kaj propilenoksido estas 7:3, vakuo, la reakcia premo estas 2,0 MPa, izopropanolo estas la diluaĵo.
Kanabo-tiga celuloza etero estis uzita por anstataŭigi PVA-grandecon por grandeco, kaj la optimuma grandeco-proporcio estis: 25% kanabo-tiga celuloza etero, 65% modifita amelo kaj 10% FS‐101. La pH de la suspensiaĵo estas 6.5 kaj la COD (17459.2 mg/L) estas signife pli malalta ol tiu de la PVA-suspensiaĵo (26448.0 mg/L), montrante bonan median efikecon.
Kanabo-tiga celuloza etero estis uzata por dimensionado anstataŭ PVA-grandeco al dimensionado de la poliestera-kotono miksita teksaĵo T/C 65/3514.7tex. La grandeco indekso estas ekvivalenta. La nova kanabo-tiga celuloza etero kaj modifita amelo miksita grandeco povas anstataŭigi PVA-grandecon.
Afiŝtempo: Feb-20-2023