Abstrakt:Om de net-ôfbrekbere polyvinylalkohol (PVA) slurry te ferfangen, waard himpstalkcellulose ether-hydroxypropylmethylcellulose taret út agrarysk ôffal hennepstalken, en mingd mei spesifike setmoal om de slurry te meitsjen. Polyester-katoen blended yarn T / C65 / 35 14.7 tex waard sized en syn sizing prestaasjes waard hifke. It optimale produksjeproses fan hydroxypropylmethylcellulose wie as folget: de massafraksje fan loog wie 35%; de kompresjeferhâlding fan alkali-cellulose wie 2,4; De floeistofferhâlding fan metaan en propylene okside is 7:3; ferwiderje mei isopropanol; de reaksje druk is 2. 0 MPa. De grutte taret troch it mingen fan hydroxypropylmethylcellulose en spesifike setmoal hat legere COD en is miljeufreonliker, en alle maatindikatoren kinne PVA-grutte ferfange.
kaaiwurden:himp stalk; himp stalk cellulose ether; polyvinyl alkohol; cellulose ether sizing
0.Foarwurd
Sina is ien fan 'e lannen mei relatyf rike strieboarnen. De gewaaksútfier is mear dan 700 miljoen ton, en it brûken fan strie is mar 3% elk jier. In grutte hoemannichte strieboarnen binne net brûkt. Straw is in rike natuerlike lignocellulosic grûnstof, dat kin brûkt wurde yn feed, meststof, cellulose derivaten en oare produkten.
Op it stuit is desizing fan ôffalwetterfersmoarging yn it tekstylproduksjeproses ien fan 'e grutste boarnen fan fersmoarging wurden. De gemyske soerstoffraach fan PVA is heul heech. Nei't it yndustriële ôffalwetter produsearre troch PVA yn it print- en ferveproses yn 'e rivier is ôffierd, sil it de ademhaling fan wetterorganismen remme of sels ferneatigje. Boppedat, PVA fergruttet de frijlitting en migraasje fan swiere metalen yn sediminten yn wetter lichems, wêrtroch mear serieuze miljeuproblemen. Om ûndersyk út te fieren oer it ferfangen fan PVA troch griene slurry, is it needsaaklik net allinich om te foldwaan oan 'e easken fan it sizingproses, mar ek om de fersmoarging fan wetter en loft yn' e sizingproses te minimalisearjen.
Yn dizze stúdzje waard himp stalk cellulose ether-hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) taret út agrarysk ôffal hennep stalken, en it produksjeproses waard besprutsen. En mix hydroxypropyl methylcellulose en spesifike setmoal grutte as grutte foar sizing, fergelykje mei PVA grutte, en beprate syn sizing prestaasjes.
1. Eksperimintearje
1 . 1 Materialen en ynstruminten
Hemp stalk, Heilongjiang; polyester-katoen blended yarn T/C65/3514.7 tex; selsmakke himp stalk cellulose ether-hydroxypropyl methylcellulose; FS-101, feroare setmoal, PVA-1799, PVA-0588, Liaoning Zhongze Group Chaoyang Textile Co., Ltd.; propanol, premium klasse; propylene okside, glacial acetic acid, natrium hydroxide, isopropanol, analytysk suvere; methyl chloride, hege suverens stikstof.
GSH-3L reaksje tsjettel, JRA-6 digitale display magnetysk roerwetter bad, DHG-9079A elektryske ferwaarming konstante temperatuer droeger oven, IKARW-20 overhead meganyske agitator, ESS-1000 sample sizing masine, YG 061/PC elektroanyske single yarn sterkte meter, LFY-109B kompjûterisearre garen abrasion tester.
1.2 Tarieding fan hydroxypropyl methylcellulose
1. 2. 1 Tarieding fan alkali fiber
Split de himp stâle, crush it oan 20 meshes mei in pulverizer, heakje it himp stalk poeder oan 35% NaOH waterige oplossing, en soak it by keamertemperatuer foar 1 . 5 ~ 2 . 0 h. Squeeze de impregnated alkaline fiber sadat de massa ferhâlding fan alkali, cellulose, en wetter is 1. 2: 1. 2:1.
1. 2. 2 Etherification reaksje
Smyt de taret alkali-cellulose yn 'e reaksjeketel, foegje 100 mL isopropanol as diluent ta, foegje flüssige 140 mL methylchloride en 60 mL propylene okside ta, fakuümje, en druk op 2 . 0 MPa, ferheegje de temperatuer stadichoan nei 45 ° C foar 1-2 oeren, en reagearje op 75 ° C foar 1-2 oeren om hydroxypropylmethylcellulose te meitsjen.
1. 2. 3 Post-ferwurking
Pas de pH fan 'e etherified cellulose ether mei glacial acetic acid oan 6. 5 ~ 7 . 5, trije kear wosken mei propanol, en droech yn in oven op 85 ° C.
1.3 Produksjeproses fan hydroxypropylmethylcellulose
1. 3. 1 De ynfloed fan rotational snelheid op de tarieding fan cellulose ether
Gewoanlik is de etherifikaasjereaksje in heterogene reaksje fan binnen nei binnen. As d'r gjin eksterne krêft is, is it lestich foar de etherifikaasje-agint om de kristallisaasje fan 'e cellulose yn te gean, dus it is needsaaklik om de etherifikaasje-agint folslein te kombinearjen mei de cellulose troch middel fan roeren. Yn dizze stúdzje waard in hege druk roerreaktor brûkt. Nei werhelle eksperiminten en demonstraasjes wie de selektearre rotaasjesnelheid 240-350 r / min.
1. 3. 2 It effekt fan alkali konsintraasje op de tarieding fan cellulose ether
Alkali kin de kompakte struktuer fan cellulose ferneatigje om it te swollen, en as de swelling fan 'e amorfe regio en it kristallijne gebiet oanstriid om konsekwint te wêzen, giet de etherifikaasje soepel. Yn it produksjeproses fan cellulose-ether hat de hoemannichte alkali brûkt yn it cellulose-alkalisaasjeproses in grutte ynfloed op de etherifikaasje-effisjinsje fan etherifikaasjeprodukten en de graad fan substitúsje fan groepen. Yn it tariedingsproses fan hydroxypropylmethylcellulose, as de konsintraasje fan lye ferheget, nimt de ynhâld fan methoxylgroepen ek ta; oarsom, doe't de konsintraasje fan lye ôfnimt, de hydroxypropyl methylcellulose De basis ynhâld is grutter. De ynhâld fan metoksygroep is direkt evenredich mei de konsintraasje fan loog; de ynhâld fan hydroxypropyl is omkeard evenredich mei de konsintraasje fan loog. De massafraksje fan NaOH waard selekteare as 35% nei werhelle testen.
1. 3. 3 It effekt fan alkali cellulose drukken ratio op de tarieding fan cellulose ether
It doel fan it drukken fan alkalifezel is om de wetterynhâld fan alkali-cellulose te kontrolearjen. As de drukferhâlding te lyts is, nimt de wetterynhâld ta, de konsintraasje fan loog nimt ôf, de etherifikaasjesnelheid nimt ôf, en it etherifikaasjemiddel wurdt hydrolysearre en side-reaksjes ferheegje. , de etherifikaasje-effisjinsje wurdt sterk fermindere. Wannear't de druk ratio is te grut, it wetter ynhâld nimt ôf, de cellulose kin net wurde swollen, en hat gjin reaktiviteit, en de etherification agint kin net folslein kontakt mei de alkali cellulose, en de reaksje is oneffen. Nei in protte tests en drukken fergelikingen, waard bepaald dat de massa ratio fan alkali, wetter en cellulose wie 1. 2: 1. 2:1.
1. 3. 4 Effekt fan temperatuer op de tarieding fan cellulose ether
Yn it proses fan it tarieden fan hydroxypropylmethylcellulose, kontrolearje earst de temperatuer op 50-60 ° C en hâld it op in konstante temperatuer foar 2 oeren. De hydroxypropylaasjereaksje kin wurde útfierd op sawat 30 ℃, en de hydroxypropyleringsreaksje nimt ta by 50 ℃; stadichoan ferheegje de temperatuer nei 75 ℃, en kontrolearje de temperatuer foar 2 oeren. By 50 °C reagearret de methylaasjereaksje amper, by 60 °C is de reaksjesnelheid stadich, en by 75 °C wurdt de methylaasjereaksje sterk fersneld.
De tarieding fan hydroxypropylmethylcellulose mei multi-stage temperatuerkontrôle kin net allinich it lykwicht fan methoxyl- en hydroxypropylgroepen kontrolearje, mar ek helpe om side-reaksjes en post-behanneling te ferminderjen, en produkten te krijen mei ridlike struktuer.
1. 3. 5 Effekt fan etherification agent dosering ferhâlding op de tarieding fan cellulose ether
Sûnt hydroxypropylmethylcellulose is in typyske net-ionyske mingde eter, wurde de methyl- en hydroxypropylgroepen ferfongen op ferskate hydroxypropylmethylcellulose makromolekulêre keatlingen, dat is ferskillende C yn elke glukoaze-ringposysje. Oan 'e oare kant hat de ferdielingsferhâlding fan methyl en hydroxypropyl gruttere fersprieding en willekeurich. De wetteroplosberens fan HPMC is relatearre oan de ynhâld fan metoksygroep. As de ynhâld fan metoksygroep leech is, kin it wurde oplost yn sterke alkali. As de methoxyl-ynhâld ferheget, wurdt it gefoeliger foar wetterswelling. Hoe heger de methoxy-ynhâld, hoe better de wetteroplosberens, en it kin formulearre wurde yn slurry.
It bedrach fan etherifying agent methyl chloride en propylene okside hat in direkte ynfloed op de ynhâld fan methoxyl en hydroxypropyl. Om hydroxypropylmethylcellulose te meitsjen mei goede wetteroplosberens, waard de floeibere folumeferhâlding fan methylchloride en propylene okside selektearre as 7:3.
1.3.6 It optimale produksjeproses fan hydroxypropylmethylcellulose
De reaksje apparatuer is in hege-druk stirred reactor; de rotaasje snelheid is 240-350 r / min; de massafraksje fan loog is 35%; de kompresjeferhâlding fan alkali-cellulose is 2,4; Hydroxypropoxylaasje by 50 ° C foar 2 oeren, methoxylaasje by 75 ° C foar 2 oeren; etherification agent methyl chloride en propylene okside floeibere folume ratio 7:3; vacuum; druk 2. 0 MPa; diluent is isopropanol.
2. Detection en tapassing
2.1 SEM fan hennep cellulose en alkali cellulose
Fergelykjen fan 'e ûnbehandele himpcellulose en de hennepcellulose behannele mei 35% NaOH, kin dúdlik wurde fûn dat de alkalisearre cellulose mear oerflakkearsten hat, grutter oerflak, hegere aktiviteit en makliker etherifikaasjereaksje.
2.2 Infraread Spectroscopy Bepaling
De cellulose ekstrahearre út hennep stalken nei behanneling en it ynfraread spektrum fan HPMC taret út himp stalk cellulose. Under harren, de sterke en brede absorption band by 3295 cm -1 is de stretching trilling absorption band fan HPMC assosjaasje hydroxyl groep, de absorption band by 1250 ~ 1460 cm -1 is de absorption band fan CH, CH2 en CH3, en de absorption band op 1600 sm -1 is de absorption band fan wetter yn de polymear absorption band. De absorption band op 1025cm -1 is de absorption band fan C - O - C yn it polymeer.
2.3 Viskositeitsbepaling
Nim it taret monster fan cellulose-ether fan cannabis-stiel en foegje it ta oan in beker om in 2% waterige oplossing te meitsjen, roer it yngeand, mjit har viskositeit en viskositeitstabiliteit mei in viscometer, en mjit de gemiddelde viskositeit foar 3 kear. De viskositeit fan it tariede cannabis-stalk-cellulose-ethermonster wie 11. 8 mPa·s.
2.4 Sizing applikaasje
2.4.1 Slurry konfiguraasje
De slurry waard taret yn 1000mL fan in slurry mei in massafraksje fan 3,5%, mingd mei in mixer, en dan pleatst yn in wetterbad en ferwaarme oant 95 ° C foar 1 h. Tink derom dat de pulpkokenkontener goed fersegele moat wurde om te foarkommen dat de konsintraasje fan 'e slurry tanimme troch wetterferdamping.
2.4.2 Slurry formulearring pH, miscibility en COD
Mix hydroxypropylmethylcellulose en spesifike setmoalgrutte om slurry te meitsjen (1 # ~ 4 #), en fergelykje mei PVA-formule slurry (0 #) om pH, miscibility en COD te analysearjen. De polyester-katoen blended yarn T / C65 / 3514.7 tex waard sized op 'e ESS1000 sample sizing masine, en syn sizing prestaasjes waard analysearre.
It kin sjoen wurde dat de selsmakke himp stalk cellulose ether en spesifike setmoal grutte 3 # binne de optimale grutte formulearring: 25% himp stalk cellulose ether, 65% feroare setmoal en 10% FS-101.
Alle sizing gegevens binne te fergelykjen mei de sizing gegevens fan PVA grutte, wat oanjout dat de mingde grutte fan hydroxypropyl methylcellulose en spesifike setmoal hat goede sizing prestaasjes; syn pH is tichter by neutraal; hydroxypropyl methylcellulose en spesifike setmoal De COD (17459.2 mg / L) fan de spesifike setmoal mingde grutte wie signifikant leger as dy fan de PVA grutte (26448.0 mg / L), en de miljeubeskerming prestaasjes wie goed.
3. Konklúzje
It optimale produksjeproses foar it tarieden fan himpstielcellulose ether-hydroxypropylmethylcellulose foar maat is as folget: in hege druk roerreaktor mei in rotaasjesnelheid fan 240-350 r/min, in massafraksje fan loog fan 35%, en in kompresjeferhâlding fan alkali cellulose 2.4, de methylation temperatuer is 75 ℃, en de hydroxypropylation temperatuer is 50 ℃, elk ûnderhâlden foar 2 oeren, de floeibere folume ratio fan methyl chloride en propylene okside is 7: 3, fakuüm, de reaksje druk is 2,0 MPa, isopropanol is it diluent.
Hennepstalkcellulose-ether waard brûkt om PVA-grutte te ferfangen foar sizing, en de optimale grutteferhâlding wie: 25% hennepstalk-cellulose-ether, 65% modifisearre zetmeel en 10% FS-101. De pH fan 'e slurry is 6,5 en de COD (17459,2 mg / L) is signifikant leger as dy fan' e PVA slurry (26448,0 mg / L), mei goede miljeuprestaasjes.
Hemp stalk cellulose ether waard brûkt foar sizing ynstee fan PVA grutte te Sizing de polyester-katoen blended garen T / C 65/3514.7tex. De sizing index is lykweardich. De nije himp stalk cellulose ether en feroare setmoal mingde grutte kin ferfange PVA grutte.
Post tiid: Febrewaris 20-2023