Tsellulooseetri tooraine

Uuriti tsellulooseetri kõrge viskoossusega tselluloosi tootmisprotsessi. Arutati peamisi keetmist ja pleegitamist mõjutavaid tegureid kõrge viskoossusega tselluloosi tootmise protsessis. Vastavalt kliendi nõudmistele ühe teguri testimise ja ortogonaalse katsemeetodi abil, mis on kombineeritud ettevõtte tegeliku seadmete võimsusega, tootmisprotsessi kõrge viskoossusega parameetridrafineeritud puuvillviljaliha toorainetsellulooseetri jaoks on kindlaks määratud. Seda tootmisprotsessi kasutades saavutatakse kõrge viskoossusega valgesusrafineeritudtsellulooseetri jaoks toodetud puuvillamass on≥85% ja viskoossus on≥1800 ml/g.

Võtmesõnad: kõrge viskoossusega tselluloosimass tsellulooseetri jaoks; tootmisprotsess; toiduvalmistamine; pleegitamine

Tselluloos on looduses kõige rikkalikum ja taastuvam looduslik polümeerühend. Sellel on lai valik allikaid, madal hind ja keskkonnasõbralikkus. Rea tselluloosi derivaate saab saada keemilise modifitseerimise teel. Tsellulooseeter on polümeerühend, milles tselluloosi glükoosiühiku hüdroksüülrühmas olev vesinik on asendatud süsivesinikrühmaga. Pärast eeterdamist lahustub tselluloos vees, lahjendatud leeliselahuses ja orgaanilises lahustis ning on termoplastsusega. Hiina on maailma suurim tsellulooseetri tootja ja tarbija, kelle keskmine aastane kasvumäär on üle 20%. Suurepärase jõudlusega tsellulooseetreid on palju ja neid kasutatakse laialdaselt ehituses, tsemendis, nafta-, toidu-, tekstiili-, pesuainete-, värvi-, meditsiini-, paberi- ja elektroonikakomponentide ning muudes tööstusharudes.

Seoses derivaatide, näiteks tsellulooseetri valdkonna kiire arenguga kasvab ka nõudlus selle tootmiseks vajalike toorainete järele. Tsellulooseetri tootmise peamised toorained on puuvillamass, puidumass, bambusmass jne. Nende hulgas on puuvill looduses kõige suurema tselluloosisisaldusega looduslik toode ja minu kodumaa on suur puuvilla tootva riik, seega on puuvillamass ideaalne tooraine tsellulooseetri tootmiseks. Eksklusiivselt kasutusele võetud välismaised eriseadmed ja -tehnoloogia spetsiaalseks tselluloosi tootmiseks, kasutatakse madalal temperatuuril madala leelisesisaldusega toiduvalmistamist, rohelise pideva pleegitamise tootmistehnoloogiat, tootmisprotsessi täisautomaatset juhtimist, protsessi juhtimise täpsus on jõudnud sama tööstuse kõrgtasemeni nii kodus kui ka välismaal. . Ettevõte on kodu- ja välismaiste klientide soovil läbi viinud kõrge viskoossusega puuvillamassi uurimis- ja arenduskatseid tsellulooseetri jaoks ning proovid on klientide poolt hästi vastu võetud.

1. Eksperiment

1.1 Tooraine

Kõrge viskoossusega tselluloosi eetri paberimass peab vastama kõrge valgeduse, kõrge viskoossuse ja madala tolmususe nõuetele. Pidades silmas kõrge viskoossusega puuvillatselluloosi omadusi tsellulooseetri valmistamiseks, viidi esmalt läbi range kontroll toorainete ja kõrge küpsusastmega, kõrge viskoossusega, kolme filamendita ja madala puuvillaseemnega puuvillase lintrite valikul. tooraineks valiti kere sisu. Vastavalt ülaltoodud puuvillasetele lehtedele Vastavalt erinevate näitajate nõuetele on Xinjiangis otsustatud kasutada puuvillast linterit toorainena kõrge viskoossusega tselluloosimassi tootmiseks tsellulooseetri jaoks. Xinjiangi kašmiiri kvaliteedinäitajad on: viskoossus≥2000 ml/g, küpsus≥70%, väävelhappes lahustumatu aine≤6,0%, tuhasisaldus≤1,7%.

1.2 Instrumendid ja ravimid

Katseseadmed: elektriline keedupott PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), instrumendi konstantse temperatuuriga veevann (Longkou elektriahjutehas), PHSJ 3F täppis-pH-meeter (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kapillaarviskosimeeter, WSB～2 valgeduse mõõtjat (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Eksperimentaalsed ravimid: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Töötlemise marsruut

Puuvillased lintrid→leeliseline keetmine→pesemine→pulpimine→pleegitamine (sh happega töötlemine)→paberimassi valmistamine→valmistoode→indeksi testimine

1.4 Eksperimentaalne sisu

Küpsetusprotsess põhineb tegelikul tootmisprotsessil, kasutades märgmaterjali ettevalmistamise ja aluselise keetmise meetodeid. Lihtsalt puhastage ja eemaldage kvantitatiivsed puuvillatükid, lisage arvutatud leelis vastavalt vedeliku suhtele ja kasutatud leelise kogusele, segage puuvillased linad ja leelis täielikult, pange need keedupaaki ning küpsetage vastavalt erinevatele küpsetustemperatuuridele ja hoidmisaegadele. Küpseta seda. Pärast keetmist viljaliha pestakse, pekstakse ja pleegitatakse hilisemaks kasutamiseks.

Pleegitamisprotsess: sellised parameetrid nagu paberimassi kontsentratsioon ja pH väärtus valitakse vahetult vastavalt seadmete tegelikule võimsusele ja pleegitamisprotseduuridele ning asjakohaseid parameetreid, nagu pleegitusaine kogus, arutatakse läbi katsete.

Pleegitamine jaguneb kolmeks etapiks: (1) Tavaline kloorimiseelne pleegitamine, paberimassi kontsentratsioon reguleeritakse 3% -ni, hapet lisatakse paberimassi pH reguleerimiseks 2,2-2,3, pleegitamiseks lisatakse teatud kogus naatriumhüpokloriti toatemperatuuril 40 minutit. (2) Vesinikperoksiidi sektsiooni pleegitamine, tselluloosi kontsentratsiooni reguleerimine 8%, läga leelistamiseks lisage naatriumhüdroksiidi, lisage vesinikperoksiidi ja pleegitage teatud temperatuuril (vesinikperoksiidi pleegitamise sektsioon lisab teatud koguse stabilisaatorit naatriumsilikaati). Spetsiifilist pleegitamistemperatuuri, vesinikperoksiidi annust ja pleegitamise aega uuriti katsetega. (3) Happetöötluse sektsioon: reguleerige tselluloosi kontsentratsioon 6% -ni, lisage happe töötlemiseks happe ja metalliioonide eemaldamise abivahendeid, selle jaotise protsess viiakse läbi vastavalt ettevõtte tavapärasele spetsiaalsele puuvillatselluloosi tootmisprotsessile ja konkreetne protsess pole vaja täiendavalt eksperimentaalselt arutada.

Katseprotsessi ajal reguleerib iga pleegitamise etapp paberimassi kontsentratsiooni ja pH-d, lisab teatud osa pleegitusreaktiivi, segab paberimassi ja pleegitusreaktiivi ühtlaselt polüetüleenist plastkotis ning asetab selle konstantse temperatuuri saavutamiseks konstantse temperatuuriga veevanni. pleegitamine määratud aja jooksul. Pleegitamisprotsess Võtke keskmine läga iga 10 minuti järel välja, segage ja sõtke see ühtlaseks, et tagada pleegitamise ühtlus. Pärast iga pleegitamisetappi pestakse seda veega ja seejärel jätkatakse järgmise pleegitamisetapiga.

1.5 Läga analüüs ja tuvastamine

Läga valgeduse proovide ettevalmistamiseks ja valgesuse mõõtmiseks kasutati vastavalt GB/T8940.2-2002 ja GB/T7974-2002; Läga viskoossuse mõõtmiseks kasutati GB/T1548-2004.

2. Tulemused ja arutelu

2.1 Sihtanalüüs

Vastavalt klientide vajadustele on tsellulooseetri kõrge viskoossusega tselluloosi peamised tehnilised näitajad: valgedus≥85%, viskoossus≥1800 ml/g,α-tselluloos≥90%, tuhasisaldus≤0,1%, raud≤12 mg /kg jne Vastavalt ettevõtte aastatepikkusele kogemusele spetsiaalse puuvillamassi tootmisel, kontrollides pleegitamisprotsessis sobivaid küpsetus-, pesemis- ja happetöötlustingimusi,α-tselluloosi-, tuha-, rauasisalduse ja muude näitajate järgi on reaalses tootmises lihtne nõudeid täita. Seetõttu on selle eksperimentaalse arenduse keskmes valgesus ja viskoossus.

2.2 Küpsetusprotsess

Küpsetusprotsess seisneb kiu esmase seina hävitamises naatriumhüdroksiidiga teatud küpsetustemperatuuril ja -rõhul, nii et vees lahustuvad ja leelislahustuvad mittetselluloosi lisandid, rasv ja vaha puuvillastes lintrides lahustuvad ning sisuα- tselluloos on suurenenud. . Tselluloosi makromolekulaarsete ahelate lõhustamise tõttu toiduvalmistamise käigus väheneb polümerisatsiooniaste ja väheneb viskoossus. Kui küpsetusaste on liiga kerge, ei küpseta viljaliha põhjalikult, järgnev pleegitamine on halb ja toote kvaliteet on ebastabiilne; kui küpsetusaste on liiga raske, depolümeriseeruvad tselluloosi molekulaarsed ahelad ägedalt ja viskoossus on liiga madal. Läga pleegitavuse ja viskoossusindeksi nõudeid põhjalikult arvestades tehakse kindlaks, et läga viskoossus pärast keetmist on≥1900 ml/g ja valgedus on≥55%.

Vastavalt peamistele küpsetusefekti mõjutavatele teguritele: kasutatud leelisekogusele, küpsetustemperatuurile ja säilitusajale kasutatakse katsete läbiviimiseks sobivate küpsetusprotsessi tingimuste valimiseks ortogonaalset katsemeetodit.

Ortogonaalkatse tulemuste äärmiselt kehvade andmete kohaselt on kolme teguri mõju küpsetusefektile järgmine: küpsetustemperatuur > leelisekogus > hoidmisaeg. Küpsetustemperatuuril ja leelise kogusel on suur mõju puuvillamassi viskoossusele ja valgetusele. Küpsetustemperatuuri ja leelise hulga tõustes kipub valgesus suurenema, kuid viskoossus kipub vähenema. Kõrge viskoossusega paberimassi tootmiseks tuleks kasutada võimalikult palju mõõdukaid küpsetustingimusi, tagades samal ajal valgeduse. Seetõttu on küpsetustemperatuur koos katseandmetega 115 kraadi°C ja kasutatud leelise kogus on 9%. Hoidmisaja mõju kolme teguri seas on suhteliselt nõrgem kui kahel teisel teguril. Kuna see keetmine kasutab madala leelisesisaldusega ja madala temperatuuriga toiduvalmistamismeetodit, on keetmise ühtluse suurendamiseks ja keetmise viskoossuse stabiilsuse tagamiseks valitud hoiuajaks 70 minutit. Seetõttu määrati kombinatsioon A2B2C3 parimaks kõrge viskoossusega paberimassi keetmisprotsessiks. Tootmisprotsessi tingimustes oli lõpliku paberimassi valgesus 55,3% ja viskoossus 1945 ml/g.

2.3 Pleegitamisprotsess

2.3.1 Eelkloorimisprotsess

Eelkloorimise sektsioonis lisatakse puuvillamassile väga väike kogus naatriumhüpokloriti, et muuta puuvillamassis olev ligniin klooritud ligniiniks ja lahustada. Pärast pleegitamist eelkloorimisetapis tuleb läga viskoossust kontrollida, et see oleks≥1850 ml/g ja valgedus≥63%.

Naatriumhüpokloriti kogus on selles jaotises peamine pleegitusefekti mõjutav tegur. Saadaoleva kloori sobiva koguse uurimiseks kasutati ühe teguri katsemeetodit viie paralleelse katse samaaegseks läbiviimiseks. Naatriumhüpokloriti erinevate koguste lisamisel lägasse saadi lägas efektiivne kloor Kloorisisaldus oli vastavalt 0,01 g/l, 0,02 g/l, 0,03 g/l, 0,04 g/l, 0,05 g/l. Pärast pleegitamist viskoossus ja BaiDu.

Puuvillamassi valgeduse ja viskoossuse muutumisest saadaoleva kloori kogusega võib järeldada, et saadaoleva kloori koguse suurenemisega suureneb puuvillamassi valgedus järk-järgult ja viskoossus järk-järgult väheneb. Kui saadaoleva kloori kogus on 0,01 g/l ja 0,02 g/l, on puuvillamassi valgedus.≤63%; kui saadaoleva kloori kogus on 0,05 g/l, on puuvillamassi viskoossus≤1850mL/g, mis ei vasta eelkloorimise nõuetele. Segmendi valgendamise kontrollindikaatori nõuded. Kui saadaoleva kloori kogus on 0,03 g/l ja 0,04 g/l, on pärast pleegitamist näitajad viskoossus 1885 ml/g, valgedus 63,5% ja viskoossus 1854 ml/g, valgedus 64,8%. Doseerimisvahemik on kooskõlas eelkloorimise sektsiooni pleegitamise kontrollindikaatorite nõuetega, seega on esialgselt kindlaks määratud, et selles sektsioonis on saadaolev kloori annus 0,03-0,04g/L.

2.3.2 Vesinikperoksiidi etapi pleegitamisprotsessi uurimine

Vesinikperoksiidiga pleegitamine on valgeduse parandamiseks kõige olulisem pleegitamise etapp. Pärast seda etappi viiakse pleegitamisprotsessi lõpuleviimiseks läbi happega töötlemise etapp. Happetöötlusetapp ja sellele järgnev paberi valmistamise ja vormimise etapp ei mõjuta paberimassi viskoossust ja võib suurendada valgedust vähemalt 2%. Seetõttu määratakse kõrge viskoossusega tselluloosi lõpliku kontrolliindeksi nõuete kohaselt vesinikperoksiidi pleegitamisetapi indeksi kontrollinõueteks viskoossus≥1800 ml/g ja valgesus≥83%.

Peamised vesinikperoksiidiga pleegitamist mõjutavad tegurid on vesinikperoksiidi kogus, pleegitamise temperatuur ja pleegitamise aeg. Kõrge viskoossusega paberimassi valgesus- ja viskoossusnõuete saavutamiseks analüüsiti kolme pleegitusefekti mõjutavat tegurit ortogonaalse katsemeetodiga, et määrata sobivad vesinikperoksiidiga pleegitamise protsessi parameetrid.

Ortogonaaltesti äärmuslike erinevuste andmete kaudu on leitud, et kolme teguri mõju pleegitamisefektile on: pleegitamise temperatuur > vesinikperoksiidi annus > pleegitamise aeg. Pleegitamise temperatuur ja vesinikperoksiidi kogus on peamised pleegitusefekti mõjutavad tegurid. Kahe pleegitamistemperatuuri ja vesinikperoksiidi koguse andmete järkjärgulise suurenemisega suureneb puuvillamassi valgesus järk-järgult ja viskoossus järk-järgult väheneb. Arvestades tootmiskulusid, seadmete võimsust ja toote kvaliteeti igakülgselt, määratakse vesinikperoksiidi pleegitamise temperatuuriks 80°C ja vesinikperoksiidi annus on 5%. Samal ajal ei mõjuta vesinikperoksiidi pleegitamise aeg vastavalt katsetulemustele pleegitamise efekti ja vesinikperoksiidi üheetapilise pleegitamise ajaks on valitud 80 minutit.

Vastavalt valitud vesinikperoksiidi etapi valgendamise protsessile on labor läbi viinud suure hulga korduvaid kontrollkatseid ja katsetulemused näitavad, et katseparameetrid vastavad seatud sihtnõuetele.

3. Järeldus

Vastavalt kliendi nõudmistele määratakse üheteguritesti ja ortogonaaltesti abil, kombineerituna ettevõtte tegeliku seadmete võimsuse ja tootmiskuludega, tsellulooseetri kõrge viskoossusega tselluloosi tootmisprotsessi parameetrid järgmiselt: (1) Küpsetusprotsess: kasutamine 9 % leelist, keeda Temperatuur on 115°C ja hoidmisaeg on 70 minutit. (2) Pleegitamisprotsess: eelkloorimise osas on pleegitamiseks saadaoleva kloori annus 0,03–0,04 g/l; vesinikperoksiidi sektsioonis on pleegitamise temperatuur 80°C, vesinikperoksiidi annus on 5% ja pleegitamise aeg on 80 minutit; Happetöötluse sektsioon vastavalt ettevõtte tavapärasele protsessile.

Kõrge viskoossusega paberimass jaokstselluloosi eeteron laialdase kasutusega ja kõrge lisandväärtusega spetsiaalne puuvillamass. Ettevõte töötas suure hulga katsete põhjal iseseisvalt välja tsellulooseetri kõrge viskoossusega tselluloosi tootmisprotsessi. Praegu on tsellulooseetri jaoks mõeldud kõrge viskoossusega tselluloosimassist saanud üks Kima Chemicali peamisi tootmissorte ning toote kvaliteeti on kodu- ja välismaised kliendid üksmeelselt tunnustanud ja kiitnud.