Matière première pour l'éther de cellulose

Le processus de production de pâte à haute viscosité pour l'éther de cellulose a été étudié. Les principaux facteurs affectant la cuisson et le blanchiment dans le processus de production de pâte à haute viscosité ont été discutés. Selon les exigences du client, grâce à un test à facteur unique et à une méthode de test orthogonal, combinés à la capacité réelle de l'équipement de l'entreprise, les paramètres du processus de production à haute viscositécoton raffinépulpe matière premièrepour éther de cellulose sont déterminés. Grâce à ce procédé de production, la blancheur du produit à haute viscositéraffinéla pâte de coton produite pour l'éther de cellulose est≥85 %, et la viscosité est≥1800 ml/g.

Mots clés : pâte à haute viscosité pour éther de cellulose ; processus de production ; cuisson; blanchiment

La cellulose est le composé polymère naturel le plus abondant et le plus renouvelable dans la nature. Il dispose d'un large éventail de sources, d'un prix bas et d'un respect de l'environnement. Une série de dérivés de cellulose peuvent être obtenus par modification chimique. L'éther de cellulose est un composé polymère dans lequel l'hydrogène du groupe hydroxyle de l'unité cellulose glucose est remplacé par un groupe hydrocarbure. Après éthérification, la cellulose est soluble dans l'eau, une solution alcaline diluée et un solvant organique, et possède une thermoplasticité. La Chine est le plus grand producteur et consommateur mondial d'éther de cellulose, avec un taux de croissance annuel moyen de plus de 20 %. Il existe de nombreux types d'éthers de cellulose offrant d'excellentes performances et ils sont largement utilisés dans la construction, le ciment, le pétrole, l'alimentation, le textile, les détergents, la peinture, la médecine, la fabrication du papier, les composants électroniques et d'autres industries.

Avec le développement rapide du domaine des dérivés tels que l'éther de cellulose, la demande de matières premières pour sa production augmente également. Les principales matières premières pour la production d'éther de cellulose sont la pâte de coton, la pâte de bois, la pâte de bambou, etc. Parmi elles, le coton est le produit naturel avec la plus forte teneur en cellulose dans la nature, et mon pays est un grand pays producteur de coton, donc la pâte de coton est une matière première idéale pour la production d’éther de cellulose. Équipement et technologie spéciaux étrangers exclusivement introduits pour la production de cellulose spéciale, adopte une cuisson à basse température et à faible teneur en alcali, une technologie de production de blanchiment continu vert, un contrôle entièrement automatique du processus de production, la précision du contrôle du processus a atteint le niveau avancé de la même industrie au pays et à l'étranger . À la demande de clients nationaux et étrangers, la société a mené des expériences de recherche et développement sur la pâte de coton à haute viscosité pour l'éther de cellulose, et les échantillons ont été bien reçus par les clients.

1. Expérimentez

1.1 Matières premières

La pâte à haute viscosité pour éther de cellulose doit répondre aux exigences de blancheur élevée, de viscosité élevée et de faible poussière. Compte tenu des caractéristiques de la pâte de coton à haute viscosité pour l'éther de cellulose, tout d'abord, un contrôle strict a été effectué sur la sélection des matières premières et des linters de coton à haute maturité, haute viscosité, sans trois filaments et à faible teneur en graines de coton. le contenu de la coque a été sélectionné comme matière première. Selon les linters de coton ci-dessus, selon les exigences de divers indicateurs, il est déterminé d'utiliser des linters de coton au Xinjiang comme matière première pour la production de pâte à haute viscosité pour l'éther de cellulose. Les indicateurs de qualité du cachemire du Xinjiang sont : la viscosité≥2000 mL/g, maturité≥70%, matière insoluble dans l'acide sulfurique≤6,0%, teneur en cendres≤1,7%.

1.2 Instruments et médicaments

Équipement expérimental : marmite électrique PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), bain-marie à température constante (Longkou Electric Furnace Factory), pH-mètre de précision PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Viscosimètre capillaire, WSB～2 mètres de blancheur (Jinan Sanquan Zhongshishi

Instrument de laboratoire Co., Ltd.).

Médicaments expérimentaux : NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Itinéraire du processus

Linters de coton→cuisson alcaline→lavage→réduction en pâte→blanchiment (y compris traitement acide)→fabrication de pâte→produit fini→tests d'index

1.4 Contenu expérimental

Le processus de cuisson est basé sur le processus de production réel, utilisant la préparation de matières humides et des méthodes de cuisson alcalines. Nettoyez et retirez simplement les linters de coton quantitatifs, ajoutez la lessive calculée en fonction du rapport liquide et de la quantité d'alcali utilisée, mélangez entièrement les linters de coton et la lessive, mettez-les dans une cuve de cuisson et faites cuire selon différentes températures de cuisson et temps de maintien. Faites-le cuire. La pulpe après cuisson est lavée, battue et blanchie pour une utilisation ultérieure.

Processus de blanchiment : des paramètres tels que la concentration de pâte et la valeur du pH sont directement sélectionnés en fonction de la capacité réelle de l'équipement et des routines de blanchiment, et les paramètres pertinents tels que la quantité d'agent de blanchiment sont discutés par le biais d'expériences.

Le blanchiment est divisé en trois étapes : (1) Blanchiment conventionnel de l'étape de pré-chloration, ajuster la concentration de la pâte à 3 %, ajouter de l'acide pour contrôler la valeur du pH de la pâte à 2,2-2,3, ajouter une certaine quantité d'hypochlorite de sodium pour blanchir à température ambiante pendant 40 minutes. (2) Section de blanchiment au peroxyde d'hydrogène, ajuster la concentration de la pâte à 8 %, ajouter de l'hydroxyde de sodium pour alcaliniser la boue, ajouter du peroxyde d'hydrogène et effectuer un blanchiment à une certaine température (la section de blanchiment au peroxyde d'hydrogène ajoute une certaine quantité de silicate de sodium stabilisant). La température de blanchiment spécifique, le dosage de peroxyde d’hydrogène et la durée de blanchiment ont été explorés au moyen d’expériences. (3) Section de traitement acide : ajuster la concentration de pâte à 6 %, ajouter des aides à l'élimination de l'acide et des ions métalliques pour le traitement acide, le processus de cette section est effectué selon le processus de production de pâte de coton spécial conventionnel de l'entreprise, et le processus spécifique le fait il n’est pas nécessaire de discuter davantage expérimentalement.

Au cours du processus expérimental, chaque étape de blanchiment ajuste la concentration et le pH de la pâte, ajoute une certaine proportion de réactif de blanchiment, mélange uniformément la pâte et le réactif de blanchiment dans un sac scellé en plastique polyéthylène et le met dans un bain-marie à température constante pour une température constante. blanchiment pendant une durée déterminée. Le processus de blanchiment Retirez la bouillie moyenne toutes les 10 minutes, mélangez-la et pétrissez-la uniformément pour assurer l'uniformité du blanchiment. Après chaque étape de blanchiment, il est lavé à l’eau, puis passe à l’étape suivante de blanchiment.

1.5 Analyse et détection des boues

GB/T8940.2-2002 et GB/T7974-2002 ont été utilisés respectivement pour la préparation et la mesure de la blancheur des échantillons de blancheur de boue ; GB/T1548-2004 a été utilisé pour la mesure de la viscosité des boues.

2. Résultats et discussion

2.1 Analyse des cibles

Selon les besoins des clients, les principaux indicateurs techniques de la pâte à haute viscosité pour éther de cellulose sont : la blancheur≥85%, viscosité≥1800 ml/g,α-cellulose≥90%, teneur en cendres≤0,1%, fer≤12 mg /kg etc. Selon les nombreuses années d'expérience de l'entreprise dans la production de pâte de coton spéciale, en contrôlant les conditions de cuisson, de lavage et de traitement acide appropriées dans le processus de blanchiment,α-cellulose, cendres, teneur en fer et autres indicateurs, il est facile de répondre aux exigences de la production réelle. Par conséquent, la blancheur et la viscosité sont au centre de ce développement expérimental.

2.2 Processus de cuisson

Le processus de cuisson consiste à détruire la paroi primaire de la fibre avec de l'hydroxyde de sodium sous une certaine température et pression de cuisson, de sorte que les impuretés non cellulosiques solubles dans l'eau et les alcalis, la graisse et la cire présentes dans les linters de coton soient dissoutes, et le contenu deα-la cellulose est augmentée. . En raison du clivage des chaînes macromoléculaires de cellulose pendant le processus de cuisson, le degré de polymérisation est réduit et la viscosité est réduite. Si le degré de cuisson est trop léger, la pulpe ne sera pas complètement cuite, le blanchiment ultérieur sera médiocre et la qualité du produit sera instable ; si le degré de cuisson est trop élevé, les chaînes moléculaires de la cellulose se dépolymériseront violemment et la viscosité sera trop faible. Compte tenu de manière globale des exigences en matière de blanchissage et d'indice de viscosité de la bouillie, il est déterminé que la viscosité de la bouillie après cuisson est≥1900 mL/g, et la blancheur est≥55%.

Selon les principaux facteurs qui affectent l'effet de cuisson : la quantité d'alcali utilisée, la température de cuisson et le temps de maintien, la méthode d'essai orthogonal est utilisée pour mener des expériences afin de sélectionner les conditions appropriées du processus de cuisson.

Selon les données extrêmement pauvres des résultats des tests orthogonaux, l'influence des trois facteurs sur l'effet de cuisson est la suivante : température de cuisson > quantité d'alcali > temps de maintien. La température de cuisson et la quantité d'alcali ont une grande influence sur la viscosité et la blancheur de la pâte de coton. Avec l'augmentation de la température de cuisson et de la quantité d'alcali, la blancheur a tendance à augmenter, mais la viscosité a tendance à diminuer. Pour la production de pâte à haute viscosité, des conditions de cuisson modérées doivent être adoptées autant que possible tout en garantissant la blancheur. Par conséquent, en combinaison avec les données expérimentales, la température de cuisson est de 115°C, et la quantité d'alcali utilisée est de 9 %. L’effet du temps de détention parmi les trois facteurs est relativement plus faible que celui des deux autres facteurs. Puisque cette cuisson adopte une méthode de cuisson à faible teneur en alcali et à basse température, afin d'augmenter l'uniformité de la cuisson et d'assurer la stabilité de la viscosité de cuisson, le temps de maintien est choisi à 70 minutes. Par conséquent, la combinaison A2B2C3 a été déterminée comme étant le meilleur procédé de cuisson pour la pâte à haute viscosité. Dans les conditions du processus de production, la blancheur de la pâte finale était de 55,3 % et la viscosité était de 1 945 mL/g.

2.3 Processus de blanchiment

2.3.1 Processus de préchloration

Dans la section de pré-chloration, une très petite quantité d'hypochlorite de sodium est ajoutée à la pulpe de coton pour convertir la lignine contenue dans la pulpe de coton en lignine chlorée et être dissoute. Après blanchiment lors de l'étape de préchloration, la viscosité de la bouillie doit être contrôlée pour être≥1850 mL/g, et la blancheur≥63%.

La quantité d'hypochlorite de sodium est le principal facteur affectant l'effet blanchissant dans cette section. Afin d'explorer la quantité appropriée de chlore disponible, la méthode de test à facteur unique a été utilisée pour réaliser 5 expériences parallèles en même temps. En ajoutant différentes quantités d'hypochlorite de sodium dans la boue, la teneur en chlore efficace dans la boue était respectivement de 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L et 0,05 g/L. Après blanchiment, la viscosité et BaiDu.

À partir des changements de blancheur et de viscosité de la pâte de coton avec la quantité de chlore disponible, on peut constater qu'avec l'augmentation du chlore disponible, la blancheur de la pâte de coton augmente progressivement et la viscosité diminue progressivement. Lorsque la quantité de chlore disponible est de 0,01g/L et 0,02g/L, la blancheur de la pulpe de coton est≤63 % ; lorsque la quantité de chlore disponible est de 0,05 g/L, la viscosité de la pâte de coton est≤1850 ml/g, ce qui ne répond pas aux exigences de préchloration. Exigences relatives aux indicateurs de contrôle du blanchiment des segments. Lorsque la quantité de chlore disponible est de 0,03g/L et 0,04g/L, les indicateurs après blanchiment sont la viscosité 1885mL/g, la blancheur 63,5% et la viscosité 1854mL/g, la blancheur 64,8%. La plage de dosage est conforme aux exigences des indicateurs de contrôle de blanchiment dans la section de pré-chloration, il est donc préliminairement déterminé que le dosage de chlore disponible dans cette section est de 0,03 à 0,04 g/L.

2.3.2 Recherche sur le processus de blanchiment au peroxyde d’hydrogène

Le blanchiment au peroxyde d’hydrogène est l’étape de blanchiment la plus importante du processus de blanchiment visant à améliorer la blancheur. Après cette étape, une étape de traitement acide est réalisée pour compléter le processus de blanchiment. L'étape de traitement acide ainsi que l'étape ultérieure de fabrication et de formage du papier n'ont aucun effet sur la viscosité de la pâte et peuvent augmenter la blancheur d'au moins 2 %. Par conséquent, selon les exigences d'indice de contrôle de la pâte finale à haute viscosité, les exigences de contrôle d'indice de l'étape de blanchiment au peroxyde d'hydrogène sont déterminées comme étant la viscosité.≥1800 mL/g et blancheur≥83%.

Les principaux facteurs affectant le blanchiment au peroxyde d’hydrogène sont la quantité de peroxyde d’hydrogène, la température et la durée du blanchiment. Afin d'atteindre les exigences de blancheur et de viscosité d'une pâte à haute viscosité, les trois facteurs affectant l'effet de blanchiment ont été analysés par une méthode d'essai orthogonal pour déterminer les paramètres appropriés du processus de blanchiment au peroxyde d'hydrogène.

Grâce aux données de différence extrême du test orthogonal, il s'avère que l'influence des trois facteurs sur l'effet de blanchiment est : température de blanchiment > dosage de peroxyde d'hydrogène > temps de blanchiment. La température de blanchiment et la quantité de peroxyde d’hydrogène sont les principaux facteurs affectant l’effet de blanchiment. Avec l'augmentation progressive des données des deux facteurs de température de blanchiment et de quantité de peroxyde d'hydrogène, la blancheur de la pâte de coton augmente progressivement et la viscosité diminue progressivement. Compte tenu globalement du coût de production, de la capacité de l'équipement et de la qualité du produit, la température de blanchiment au peroxyde d'hydrogène est déterminée à 80 °C.°C, et le dosage en peroxyde d'hydrogène est de 5 %. Dans le même temps, selon les résultats expérimentaux, le temps de blanchiment du peroxyde d'hydrogène a peu d'influence sur l'effet de blanchiment et le temps de blanchiment en une seule étape du peroxyde d'hydrogène est choisi comme étant de 80 minutes.

Selon le processus de blanchiment au peroxyde d'hydrogène sélectionné, le laboratoire a effectué un grand nombre d'expériences de vérification répétées, et les résultats expérimentaux montrent que les paramètres expérimentaux peuvent répondre aux exigences cibles fixées.

3. Conclusion

Selon les exigences du client, grâce à un test à facteur unique et à un test orthogonal, combinés à la capacité réelle de l'équipement et au coût de production de l'entreprise, les paramètres du processus de production de pâte à haute viscosité pour éther de cellulose sont déterminés comme suit : (1) Processus de cuisson : utiliser 9 % d'alcali, cuire La température est de 115°C, et le temps de maintien est de 70 minutes. (2) Processus de blanchiment : dans la section de pré-chloration, le dosage de chlore disponible pour le blanchiment est de 0,03 à 0,04 g/L ; dans la section peroxyde d'hydrogène, la température de blanchiment est de 80°C, le dosage de peroxyde d'hydrogène est de 5 %, et le temps de blanchiment est de 80 minutes ; Section de traitement acide, selon le procédé conventionnel de l'entreprise.

Pâte à haute viscosité pouréther de celluloseest une pâte de coton spéciale avec une large application et une haute valeur ajoutée. Sur la base d'un grand nombre d'expériences, l'entreprise a développé de manière indépendante le procédé de production de pâte à haute viscosité pour l'éther de cellulose. À l'heure actuelle, la pâte à haute viscosité pour éther de cellulose est devenue l'une des principales variétés de production de la société Kima Chemical, et la qualité du produit a été unanimement reconnue et louée par les clients nationaux et étrangers.