Abstraktne:Mittelaguneva polüvinüülalkoholi (PVA) läga asendamiseks valmistati kanepivarrest kanepivarrest põllumajandusjäätmetest kanepivarre tselluloosi eeter-hüdroksüpropüülmetüültselluloos, mis segati läga valmistamiseks spetsiifilise tärklisega. Polüester-puuvilla segatud lõnga T/C65/35 14,7 tex suurus määrati ja selle liimimisvõimet testiti. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi optimaalne tootmisprotsess oli järgmine: leelise massiosa oli 35%; leelistselluloosi surveaste oli 2,4; Metaani ja propüleenoksiidi vedeliku mahu suhe on 7:3; lahjendada isopropanooliga ; reaktsioonirõhk on 2 . 0 MPa. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi ja spetsiifilise tärklise segamisel valmistatud liim on madalama KHT-ga ja keskkonnasõbralikum ning kõik suurusnäitajad võivad asendada PVA suurust.
Võtmesõnad:kanepi vars; kanepivarre tselluloosi eeter; polüvinüülalkohol; tsellulooseetri liimimine
0.Eessõna
Hiina on üks suhteliselt rikkalike põhuressurssidega riike. Viljatoodang on üle 700 miljoni tonni ja põhu kasutusmäär on igal aastal vaid 3%. Suur hulk põhuressursse on kasutamata. Põhk on rikkalik looduslik lignotselluloosi tooraine, mida saab kasutada söödas, väetises, tselluloosi derivaatides ja muudes toodetes.
Praeguseks on tekstiilitootmisprotsessis reovee saaste eemaldamine muutunud üheks suurimaks saasteallikaks. PVA keemiline hapnikutarve on väga kõrge. Pärast PVA poolt trüki- ja värvimisprotsessis tekkiva tööstusliku reovee jõkke laskmist pärsib või isegi hävitab see veeorganismide hingamist. Veelgi enam, PVA süvendab raskemetallide eraldumist ja migratsiooni veekogudes setetes, põhjustades tõsisemaid keskkonnaprobleeme. PVA rohelise läga asendamise uuringute läbiviimiseks on vaja mitte ainult täita liimimisprotsessi nõudeid, vaid ka minimeerida vee ja õhu saastamist liimimisprotsessi käigus.
Selles uuringus valmistati kanepivarre tselluloosi eeter-hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC) kanepivarte põllumajandusjäätmetest ja arutati selle tootmisprotsessi. Ja liimimisel segage hüdroksüpropüülmetüültselluloosi ja kindla tärklise suurust, võrrelge PVA suurusega ja arutage selle suurust.
1. Eksperiment
1 . 1 Materjalid ja instrumendid
Kanepi vars, Heilongjiang; polüester-puuvilla segatud lõng T/C65/3514.7 tex; isetehtud kanepivarre tselluloos eeter-hüdroksüpropüülmetüültselluloos; FS-101, modifitseeritud tärklis, PVA-1799, PVA-0588, Liaoning Zhongze Group Chaoyang Textile Co., Ltd.; propanool, esmaklassiline; propüleenoksiid, jää-äädikhape, naatriumhüdroksiid, isopropanool, analüütiliselt puhas; metüülkloriid, kõrge puhtusastmega lämmastik.
GSH-3L reaktsioonikeetja, JRA-6 digitaalse ekraaniga magnetiline segamisveevann, DHG-9079A elektrikuumutusega konstantse temperatuuriga kuivatusahi, IKARW-20 mehaaniline segisti, ESS-1000 proovi suuruse määramise masin, YG 061/PC elektrooniline ühe lõnga tugevusmõõtur, LFY-109B arvutipõhine lõnga kulumiskindluse tester.
1.2 Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi valmistamine
1. 2. 1 Leeliskiu valmistamine
Tükeldage kanepivars, purustage see pulverisaatoriga 20 silma suuruseks, lisage kanepivarre pulber 35% NaOH vesilahusele ja leotage seda toatemperatuuril 1 . 5 ~ 2 . 0 h. Pigistage immutatud leeliskiud nii, et leelise, tselluloosi ja vee massisuhe oleks 1,2:1. 2:1.
1. 2. 2 Eeterdamisreaktsioon
Visake valmistatud leelistselluloos reaktsioonikeetjasse, lisage lahjendina 100 ml isopropanooli, lisage vedel 140 ml metüülkloriidi ja 60 ml propüleenoksiidi, vaakumige ja suruge 2 °C-ni. 0 MPa, tõsta temperatuur aeglaselt 45 °C-ni 1-2 tunniks ja reageerida temperatuuril 75 °C 1-2 tundi, et valmistada hüdroksüpropüülmetüültselluloos.
1. 2. 3 Järeltöötlus
Reguleerige jää-äädikhappega eeterdatud tsellulooseetri pH 6-ni. 5-7. 5, pesti kolm korda propanooliga ja kuivatati ahjus 85 °C juures.
1.3 Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi tootmisprotsess
1. 3. 1 Pöörlemiskiiruse mõju tsellulooseetri valmistamisele
Tavaliselt on eeterdamisreaktsioon heterogeenne reaktsioon seestpoolt sissepoole. Välise jõu puudumisel on eeterdaval ainel raske tselluloosi kristalliseerumisse siseneda, mistõttu tuleb eeterdaja segamise teel täielikult tselluloosiga ühendada. Selles uuringus kasutati kõrgsurve segamisreaktorit. Pärast korduvaid katseid ja demonstratsioone valiti pöörlemiskiiruseks 240-350 p/min.
1. 3. 2 Leelise kontsentratsiooni mõju tsellulooseetri valmistamisele
Leelised võivad hävitada tselluloosi kompaktse struktuuri, et see paisuda, ja kui amorfse piirkonna ja kristalse piirkonna paisumine kipub ühtima, kulgeb eeterdamine sujuvalt. Tsellulooseetri tootmisprotsessis on tselluloosi leelistamisprotsessis kasutatud leelisekogusel suur mõju eeterdamisproduktide eeterdamise efektiivsusele ja rühmade asendusastmele. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi valmistamise protsessis suureneb leelise kontsentratsiooni suurenedes ka metoksüülrühmade sisaldus; vastupidi, kui leelise kontsentratsioon väheneb, on hüdroksüpropüülmetüültselluloos Aluse sisaldus suurem. Metoksürühma sisaldus on otseselt võrdeline leelise kontsentratsiooniga; hüdroksüpropüüli sisaldus on pöördvõrdeline leelise kontsentratsiooniga. Pärast korduvaid katseid valiti NaOH massifraktsiooniks 35%.
1. 3. 3 Leelistselluloosi pressimissuhte mõju tsellulooseetri valmistamisele
Leeliskiu pressimise eesmärk on kontrollida leelistselluloosi veesisaldust. Kui pressimise suhe on liiga väike, suureneb veesisaldus, väheneb leelise kontsentratsioon, väheneb eeterdamiskiirus ning eeterdamisaine hüdrolüüsitakse ja kõrvalreaktsioonid suurenevad. eeterdamise efektiivsus on oluliselt vähenenud. Kui pressimise suhe on liiga suur, väheneb veesisaldus, tselluloos ei saa paisuda ja sellel puudub reaktsioonivõime ning eeterdusaine ei saa leelistselluloosiga täielikult kokku puutuda ja reaktsioon on ebaühtlane. Pärast paljusid katseid ja pressimise võrdlusi tehti kindlaks, et leelise, vee ja tselluloosi massisuhe oli 1,2:1. 2:1.
1. 3. 4 Temperatuuri mõju tsellulooseetri valmistamisele
Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi valmistamise protsessis kontrollige esmalt temperatuuri 50–60 °C ja hoidke seda 2 tundi konstantsel temperatuuril. Hüdroksüpropüülimisreaktsiooni saab läbi viia umbes 30 ℃ juures ja hüdroksüpropüülimise reaktsiooni kiirus suureneb oluliselt temperatuuril 50 ℃; tõstke temperatuur aeglaselt 75 ℃-ni ja reguleerige temperatuuri 2 tundi. Temperatuuril 50 °C metüülimisreaktsioon peaaegu ei reageeri, 60 °C juures on reaktsiooni kiirus aeglane ja 75 °C juures on metüülimisreaktsiooni kiirus oluliselt kiirenenud.
Mitmeastmelise temperatuurikontrolliga hüdroksüpropüülmetüültselluloosi valmistamine ei võimalda mitte ainult kontrollida metoksü- ja hüdroksüpropüülrühmade tasakaalu, vaid aitab ka vähendada kõrvalreaktsioone ja järeltöötlust ning saada mõistliku struktuuriga tooteid.
1. 3. 5 Eeterdusaine doseerimissuhte mõju tsellulooseetri valmistamisele
Kuna hüdroksüpropüülmetüültselluloos on tüüpiline mitteioonne segaeeter, on metüül- ja hüdroksüpropüülrühmad asendatud erinevates hüdroksüpropüülmetüültselluloosi makromolekulaarsetes ahelates, st igas glükoositsükli asendis on erinev C. Teisest küljest on metüüli ja hüdroksüpropüüli jaotussuhtel suurem dispersioon ja juhuslikkus. HPMC lahustuvus vees on seotud metoksürühma sisaldusega. Kui metoksürühma sisaldus on madal, saab selle lahustada tugevas leelis. Metoksüülide sisalduse suurenedes muutub see vee turse suhtes tundlikumaks. Mida suurem on metoksüsisaldus, seda parem on vees lahustuvus ja seda saab valmistada lägaks.
Eeterdava aine metüülkloriidi ja propüleenoksiidi kogus mõjutab otseselt metoksüüli ja hüdroksüpropüüli sisaldust. Hea vees lahustuvusega hüdroksüpropüülmetüültselluloosi valmistamiseks valiti metüülkloriidi ja propüleenoksiidi vedelikumahu suhteks 7:3.
1.3.6 Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi optimaalne tootmisprotsess
Reaktsiooniseade on kõrgsurve-segamisreaktor; pöörlemiskiirus on 240-350 p/min; leelise massiosa on 35%; leelistselluloosi surveaste on 2,4; Hüdroksüpropoksüülimine 50 °C juures 2 tundi, metoksüülimine 75 °C juures 2 tundi; eeterdusaine metüülkloriid ja propüleenoksiidi vedeliku mahusuhe 7:3; vaakum; rõhk 2. 0 MPa; lahjendiks on isopropanool.
2. Tuvastamine ja rakendamine
2,1 SEM kanepitselluloosi ja leelistselluloosi
Võrreldes töötlemata kanepitselluloosi ja 35% NaOH-ga töödeldud kanepitselluloosi, võib selgelt tuvastada, et leelistatud tselluloosil on rohkem pinnapragusid, suurem pind, suurem aktiivsus ja lihtsam eeterdamisreaktsioon.
2.2 Infrapunaspektroskoopia määramine
Kanepivartest pärast töötlemist ekstraheeritud tselluloos ja kanepivarretselluloosist valmistatud HPMC infrapunaspekter. Nende hulgas on tugev ja lai neeldumisriba 3295 cm -1 juures HPMC assotsiatsiooni hüdroksüülrühma venitav vibratsiooni neeldumisriba, 1250 ~ 1460 cm -1 neeldumisriba on CH, CH2 ja CH3 neeldumisriba ning neeldumine. riba 1600 cm -1 juures on vee neeldumisriba polümeeri neeldumisribas. Neeldumisriba 1025 cm -1 juures on polümeeri C — O — C neeldumisriba.
2.3 Viskoossuse määramine
Võtke ettevalmistatud kanepivarre tselluloosi eetri proov ja lisage see keeduklaasi, et valmistada 2% vesilahus, segage hoolikalt, mõõtke viskoossus ja viskoossuse stabiilsus viskosimeetriga ning mõõtke keskmine viskoossus 3 korda. Valmistatud kanepivarre tsellulooseetri proovi viskoossus oli 11 . 8 mPa·s.
2.4 Suuruse määramise rakendus
2.4.1 Läga konfiguratsioon
Sussist valmistati 1000 ml suspensiooni massifraktsiooniga 3,5%, segati ühtlaselt segistiga, asetati seejärel veevanni ja kuumutati 95 °C juures 1 tund. Samal ajal pidage meeles, et paberimassi keetmisnõu peaks olema hästi suletud, et vältida vee aurustumisest tingitud läga kontsentratsiooni suurenemist.
2.4.2 Segu koostise pH, segunemine ja KHT
Segage hüdroksüpropüülmetüültselluloos ja spetsiifiline tärklise suurus, et valmistada lobri (1#~4#) ja võrrelda pH, segunevuse ja KHT analüüsimiseks PVA valemiga lobriga (0#). Polüester-puuvilla segatud lõnga T/C65/3514.7 tex suurus määrati ESS1000 proovi suuruse määramise masinas ja analüüsiti selle liimimisvõimet.
On näha, et omatehtud kanepivarre tselluloosi eeter ja spetsiifiline tärklis suurus 3 # on optimaalse suurusega koostis: 25% kanepivarre tselluloosi eetrit, 65% modifitseeritud tärklist ja 10% FS-101.
Kõik suurusandmed on võrreldavad PVA suuruse suurusandmetega, mis näitab, et hüdroksüpropüülmetüültselluloosi ja spetsiifilise tärklise segasuurusel on hea liimimisvõime; selle pH on neutraalsele lähemal; hüdroksüpropüülmetüültselluloos ja spetsiifiline tärklis Spetsiifilise segasuurusega tärklise COD (17459,2 mg/L) oli oluliselt madalam kui PVA-l (26448,0 mg/L) ning keskkonnakaitse oli hea.
3. Järeldus
Optimaalne tootmisprotsess kanepivarretselluloosi eeter-hüdroksüpropüülmetüültselluloosi valmistamiseks liimimiseks on järgmine: kõrgsurve-segamisreaktor pöörlemiskiirusega 240-350 p/min, leelise massiosa 35% ja surveaste leelistselluloosi 2,4, metüülimise temperatuur on 75 ℃ ja hüdroksüpropüülimise temperatuur 50 ℃, kumbagi hoitakse 2 tundi, metüülkloriidi ja propüleenoksiidi vedeliku mahu suhe on 7:3, vaakum, reaktsioonirõhk on 2,0 MPa, lahjendiks on isopropanool.
Kanepivarre tselluloosi eetrit kasutati PVA suuruse asendamiseks suuruse määramisel ja optimaalne suuruse suhe oli: 25% kanepivarre tselluloosi eetrit, 65% modifitseeritud tärklist ja 10% FS-101. Läga pH on 6,5 ja KHT (17459,2 mg/L) oluliselt madalam kui PVA läga (26448,0 mg/L), mis näitab head keskkonnatoimet.
Kanepivarre tselluloosi eetrit kasutati polüester-puuvilla segatud lõnga T/C 65/3514.7tex liimimisel PVA asemel. Suuruse indeks on samaväärne. Uus kanepivarre tsellulooseeter ja modifitseeritud tärklise segasuurus võib asendada PVA suuruse.
Postitusaeg: 20. veebruar 2023