Materia prima para éter de celulosa

Estudou o proceso de produción de pasta de alta viscosidade para éter de celulosa. Comentáronse os principais factores que afectan á cocción e ao branqueo no proceso de produción de pasta de pasta de alta viscosidade. Segundo os requisitos do cliente, a través da proba de factor único e do método de proba ortogonal, combinado coa capacidade real do equipo da empresa, os parámetros do proceso de produción de alta viscosidadealgodón refinadopulpa materia primapara éter de celulosa están determinados. Usando este proceso de produción, a brancura da alta viscosidaderefinadopulpa de algodón producida para éter de celulosa é≥85%, e a viscosidade é≥1800 ml/g.

Palabras clave: pasta de alta viscosidade para éter de celulosa; proceso de produción; cociñar; branqueamento

A celulosa é o composto polímero natural máis abundante e renovable da natureza. Ten unha gran variedade de fontes, prezo baixo e respectuoso co medio ambiente. A través da modificación química pódense obter unha serie de derivados de celulosa. O éter de celulosa é un composto polimérico no que o hidróxeno do grupo hidroxilo da unidade de glicosa de celulosa é substituído por un grupo hidrocarburo. Despois da eterificación, a celulosa é soluble en auga, solución alcalina diluída e disolvente orgánico, e ten termoplasticidade. China é o maior produtor e consumidor mundial de éter de celulosa, cunha taxa de crecemento anual media superior ao 20%. Hai moitos tipos de éteres de celulosa con excelente rendemento, e son amplamente utilizados na construción, cemento, petróleo, alimentos, téxtiles, deterxentes, pintura, medicina, fabricación de papel e compoñentes electrónicos e outras industrias.

Co rápido desenvolvemento do campo dos derivados como o éter de celulosa, tamén está aumentando a demanda de materias primas para a súa produción. As principais materias primas para a produción de éter de celulosa son a pasta de algodón, a pasta de madeira, a pasta de bambú, etc. Entre elas, o algodón é o produto natural con maior contido de celulosa na natureza, e o meu país é un gran país produtor de algodón, polo que a pasta de algodón é unha materia prima ideal para a produción de éter de celulosa. Equipos e tecnoloxías especiais estranxeiras introducidas exclusivamente para a produción de celulosa especial, adopta a cociña a baixa temperatura e baixo contido de álcali, a tecnoloxía de produción de branqueamento verde continuo, o control totalmente automático do proceso de produción, a precisión do control do proceso alcanzou o nivel avanzado da mesma industria na casa e no estranxeiro. . A petición dos clientes nacionais e estranxeiros, a empresa realizou experimentos de investigación e desenvolvemento sobre pulpa de algodón de alta viscosidade para éter de celulosa, e as mostras foron ben recibidas polos clientes.

1. Experimenta

1.1 Materias primas

A polpa de alta viscosidade para o éter de celulosa debe cumprir os requisitos de alta brancura, alta viscosidade e baixa poeira. Tendo en conta as características da pasta de algodón de alta viscosidade para o éter de celulosa, en primeiro lugar, realizouse un control estrito sobre a selección de materias primas e os linters de algodón con alta madurez, alta viscosidade, sen tres filamentos e baixa semente de algodón. seleccionáronse como materias primas o contido do casco. Segundo os linters de algodón anteriores Segundo os requisitos de varios indicadores, determínase usar linters de algodón en Xinjiang como materia prima para a produción de pasta de alta viscosidade para éter de celulosa. Os indicadores de calidade da cachemira de Xinjiang son: viscosidade≥2000 ml/g, madurez≥70%, materia insoluble en ácido sulfúrico≤6,0%, contido de cinzas≤1,7 %.

1.2 Instrumentos e medicamentos

Equipos experimentais: olla eléctrica PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), baño de auga de temperatura constante de instrumentos (Fábrica de fornos eléctricos Longkou), medidor de pH de precisión PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Viscosímetro capilar, WSB～2 medidor de brancura (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Fármacos experimentais: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Percorrido do proceso

Linters de algodón→cocción alcalina→lavado→pulpa→branqueamento (incluído o tratamento con ácido)→elaboración de pasta→produto acabado→proba de índice

1.4 Contidos experimentais

O proceso de cocción baséase no proceso de produción real, utilizando métodos de preparación de material húmido e de cocción alcalina. Simplemente limpa e elimina os linters de algodón cuantitativos, engade a lejía calculada segundo a proporción de líquidos e a cantidade de álcali empregada, mestura completamente os linters de algodón e a lejía, colócaos nun tanque de cocción e cociña segundo as diferentes temperaturas de cocción e tempos de espera. Cociña. A polpa despois da cocción é lavada, batida e branqueada para o seu uso posterior.

Proceso de branqueo: os parámetros como a concentración da pasta e o valor de pH son seleccionados directamente segundo a capacidade real do equipo e as rutinas de branqueo, e os parámetros relevantes como a cantidade de axente de branqueo son discutidos mediante experimentos.

O branqueamento divídese en tres etapas: (1) O branqueamento convencional da fase previa á cloración, axusta a concentración da pulpa ao 3%, engade ácido para controlar o valor do pH da pulpa a 2,2-2,3, engade unha certa cantidade de hipoclorito de sodio ao lixivia. temperatura ambiente durante 40 minutos. (2) Branqueamento da sección de peróxido de hidróxeno, axuste a concentración de pulpa ao 8%, engade hidróxido de sodio para alcalinizar a suspensión, engade peróxido de hidróxeno e realice o branqueamento a certa temperatura (a sección de branqueamento de peróxido de hidróxeno engade unha certa cantidade de silicato de sodio estabilizador). Exploráronse mediante experimentos a temperatura específica de branqueamento, a dosificación de peróxido de hidróxeno e o tempo de branqueamento. (3) Sección de tratamento de ácido: axusta a concentración de pulpa ao 6%, engade axudas de eliminación de ácidos e ións metálicos para o tratamento con ácido, o proceso desta sección realízase segundo o proceso de produción de pasta de algodón especial convencional da empresa e o proceso específico faino. non é necesario discutir máis experimentalmente.

Durante o proceso do experimento, cada etapa de branqueamento axusta a concentración e o pH da pulpa, engade unha certa proporción de reactivo de branqueo, mestura a pulpa e o reactivo de branqueo uniformemente nunha bolsa selada de plástico de polietileno e colócaa nun baño de auga a temperatura constante para unha temperatura constante. branqueamento durante un tempo determinado. O proceso de branqueamento Saca a pasta media cada 10 minutos, mestúraa e amasa uniformemente para garantir a uniformidade do branqueamento. Despois de cada etapa de branqueamento, lávase con auga e, a continuación, pasa á seguinte etapa de branqueamento.

1.5 Análise e detección de puríns

Utilizáronse GB/T8940.2-2002 e GB/T7974-2002 para a preparación e medición da brancura de mostras de brancura de purín respectivamente; Utilizouse o GB/T1548-2004 para a medición da viscosidade dos puríns.

2. Resultados e discusión

2.1 Análise de obxectivos

Segundo as necesidades dos clientes, os principais indicadores técnicos da pasta de alta viscosidade para o éter de celulosa son: brancura≥85%, viscosidade≥1800 ml/g,α-celulosa≥90%, contido de cinzas≤0,1%, ferro≤12 mg / kg, etc. Segundo os moitos anos de experiencia da empresa na produción de pasta de algodón especial, controlando as condicións de cocción adecuadas, as condicións de lavado e tratamento ácido no proceso de branqueamento,α-celulosa, cinzas, contido de ferro e outros indicadores, é fácil cumprir os requisitos na produción real. Polo tanto, a brancura e a viscosidade tómanse como foco deste desenvolvemento experimental.

2.2 Proceso de cocción

O proceso de cocción consiste en destruír a parede primaria da fibra con hidróxido de sodio a unha determinada temperatura e presión de cocción, de modo que as impurezas non celulosas, a graxa e a cera solubles en auga e solubles en álcalis nos linters de algodón se disolvan e o contido deα-increméntase a celulosa. . Debido á escisión das cadeas macromoleculares de celulosa durante o proceso de cocción, o grao de polimerización redúcese e a viscosidade. Se o grao de cocción é demasiado leve, a polpa non se cociñará a fondo, o branqueamento posterior será deficiente e a calidade do produto será inestable; se o grao de cocción é demasiado pesado, as cadeas moleculares de celulosa despolimerizaranse violentamente e a viscosidade será demasiado baixa. Considerando exhaustivamente os requisitos de clareabilidade e índice de viscosidade da suspensión, determínase que a viscosidade da suspensión despois da cocción é≥1900 ml/g, e a brancura é≥55%.

Segundo os principais factores que afectan o efecto de cocción: a cantidade de álcali usada, a temperatura de cocción e o tempo de espera, úsase o método de proba ortogonal para realizar experimentos para seleccionar as condicións de proceso de cocción adecuadas.

Segundo os datos extremadamente pobres dos resultados da proba ortogonais, a influencia dos tres factores no efecto de cocción é a seguinte: temperatura de cocción > cantidade de álcali > tempo de espera. A temperatura de cocción e a cantidade de álcali teñen unha gran influencia na viscosidade e brancura da polpa de algodón. Co aumento da temperatura de cocción e da cantidade de álcali, a brancura tende a aumentar, pero a viscosidade tende a diminuír. Para a produción de polpa de alta viscosidade, débense adoptar unhas condicións de cocción moderadas na medida do posible, garantindo a brancura. Polo tanto, en combinación cos datos experimentais, a temperatura de cocción é 115°C, e a cantidade de álcali utilizada é do 9%. O efecto do tempo de retención entre os tres factores é relativamente máis débil que o dos outros dous factores. Dado que esta cocción adopta un método de cocción con baixo contido de álcali e a baixa temperatura, para aumentar a uniformidade da cocción e garantir a estabilidade da viscosidade da cocción, o tempo de espera elíxese como 70 minutos. Polo tanto, determinouse que a combinación A2B2C3 era o mellor proceso de cocción para pasta de alta viscosidade. Nas condicións do proceso de produción, a brancura da pasta final foi do 55,3% e a viscosidade foi de 1945 ml/g.

2.3 Proceso de branqueamento

2.3.1 Proceso de precloración

Na sección de pre-cloración, engádese unha cantidade moi pequena de hipoclorito de sodio á pasta de algodón para converter a lignina da pasta de algodón en lignina clorada e disolverse. Despois do branqueamento na fase de pre-cloración, a viscosidade da suspensión debe ser controlada para ser≥1850 ml/g, e a brancura≥63 %.

A cantidade de hipoclorito de sodio é o principal factor que afecta o efecto de branqueamento nesta sección. Para explorar a cantidade adecuada de cloro dispoñible, utilizouse o método de proba de factor único para realizar 5 experimentos paralelos ao mesmo tempo. Ao engadir diferentes cantidades de hipoclorito de sodio na suspensión, o cloro efectivo na suspensión O contido de cloro foi de 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L, 0,05 g/L respectivamente. Despois do branqueamento, a viscosidade e BaiDu.

A partir dos cambios de brancura e viscosidade da polpa de algodón coa cantidade de cloro dispoñible, pódese comprobar que co aumento do cloro dispoñible, a brancura da polpa de algodón aumenta gradualmente e a viscosidade diminúe gradualmente. Cando a cantidade de cloro dispoñible é de 0,01 g/L e 0,02 g/L, a brancura da polpa de algodón é≤63%; cando a cantidade de cloro dispoñible é de 0,05 g/L, a viscosidade da pasta de algodón é≤1850 ml/g, que non cumpre os requisitos de precloración. Requisitos dos indicadores de control de branqueamento de segmentos. Cando a cantidade de cloro dispoñible é 0,03 g/L e 0,04 g/L, os indicadores despois do branqueamento son viscosidade 1885 ml/g, brancura 63,5% e viscosidade 1854 ml/g, brancura 64,8%. O intervalo de dosificación está en liña cos requisitos dos indicadores de control de branqueamento na sección de pre-cloración, polo que se determina de forma preliminar que a dosificación de cloro dispoñible nesta sección é de 0,03-0,04 g/L.

2.3.2 Investigación do proceso de branqueamento en fase de peróxido de hidróxeno

O branqueamento con peróxido de hidróxeno é a etapa de branqueamento máis importante no proceso de branqueamento para mellorar a brancura. Despois desta fase, lévase a cabo unha etapa de tratamento con ácido para completar o proceso de branqueamento. A fase de tratamento con ácido máis a posterior fase de fabricación e conformación do papel non ten ningún efecto sobre a viscosidade da pasta e pode aumentar a brancura polo menos un 2%. Polo tanto, segundo os requisitos do índice de control da pasta final de alta viscosidade, os requisitos de control do índice da fase de branqueamento con peróxido de hidróxeno determínase como a viscosidade.≥1800 ml/g e brancura≥83 %.

Os principais factores que afectan o branqueamento con peróxido de hidróxeno son a cantidade de peróxido de hidróxeno, a temperatura de branqueamento e o tempo de branqueamento. Para acadar os requisitos de brancura e viscosidade da pasta de pasta de alta viscosidade, analizáronse os tres factores que afectan ao efecto de branqueamento mediante un método de proba ortogonal para determinar os parámetros adecuados do proceso de branqueamento con peróxido de hidróxeno.

A través dos datos de diferenza extrema da proba ortogonal, atópase que a influencia dos tres factores sobre o efecto de branqueamento é: temperatura de branqueo > dosificación de peróxido de hidróxeno > tempo de branqueamento. A temperatura de branqueamento e a cantidade de peróxido de hidróxeno son os principais factores que afectan o efecto de branqueamento. Co aumento gradual dos datos dos dous factores da temperatura de branqueo e da cantidade de peróxido de hidróxeno, a brancura da polpa de algodón aumenta gradualmente e a viscosidade diminúe gradualmente. Considerando o custo de produción, a capacidade do equipamento e a calidade do produto de forma global, a temperatura de branqueamento do peróxido de hidróxeno determínase en 80°C, e a dosificación de peróxido de hidróxeno é do 5%. Ao mesmo tempo, segundo os resultados experimentais, o tempo de branqueamento do peróxido de hidróxeno ten pouca influencia no efecto de branqueamento e o tempo de branqueamento do peróxido de hidróxeno é seleccionado como 80 minutos.

Segundo o proceso de branqueamento de peróxido de hidróxeno seleccionado, o laboratorio realizou un gran número de experimentos de verificación repetidos e os resultados experimentais mostran que os parámetros experimentais poden cumprir os requisitos establecidos.

3. Conclusión

Segundo os requisitos do cliente, a través da proba de factor único e da proba ortogonal, combinada coa capacidade real do equipo e o custo de produción da empresa, os parámetros do proceso de produción de pasta de alta viscosidade para éter de celulosa determínanse do seguinte xeito: (1) Proceso de cocción: uso 9 % de álcali, cociña A temperatura é de 115°C, e o tempo de espera é de 70 minutos. (2) Proceso de branqueo: na sección de pre-cloración, a dosificación de cloro dispoñible para o branqueo é de 0,03-0,04 g/L; na sección de peróxido de hidróxeno, a temperatura de branqueo é de 80°C, a dosificación de peróxido de hidróxeno é do 5% e o tempo de branqueamento é de 80 minutos; Sección de tratamento de ácidos, segundo o proceso convencional da empresa.

Pasta de alta viscosidade paraéter de celulosaé unha pasta de algodón especial con ampla aplicación e alto valor engadido. En base a un gran número de experimentos, a empresa desenvolveu de forma independente o proceso de produción de pasta de alta viscosidade para éter de celulosa. Na actualidade, a pasta de alta viscosidade para éter de celulosa converteuse nunha das principais variedades de produción da empresa Kima Chemical, e a calidade do produto foi unánimemente recoñecida e eloxiada polos clientes nacionais e estranxeiros.