Résumé:Yo nan lòd yo ranplase sispansyon alkòl polyvinyl (PVA) ki pa degradab la, yo te prepare tij chanv seluloz etè-idroksipropil methylcellulose nan dechè agrikòl chanv pye, epi melanje ak lanmidon espesifik pou prepare sispansyon an. Polyester-koton melanje fil T/C65/35 14.7 tex te gwosè ak pèfòmans gwosè li yo te teste. Pwosesis pwodiksyon optimal nan hydroxypropyl methylcellulose te jan sa a: fraksyon nan mas nan lye te 35%; rapò a konpresyon nan seluloz alkali te 2.4; Rapò volim likid nan metàn ak oksid pwopilèn se 7: 3; delye ak izopropanol; presyon reyaksyon an se 2 . 0MPa. Gwosè a prepare pa melanje hydroxypropyl methylcellulose ak lanmidon espesifik gen pi ba COD epi li pi zanmitay anviwònman an, ak tout endikatè gwosè ka ranplase gwosè PVA.
Mo kle:pye chanv; chanv tij seluloz etè; alkòl polivinil; dimensionnement etè seluloz
0.Prefas
Lachin se youn nan peyi yo ki gen relativman rich resous pay. Pwodiksyon rekòt la se plis pase 700 milyon tònn, ak pousantaj itilizasyon pay se sèlman 3% chak ane. Yon gwo kantite resous pay pa te itilize. Paille se yon materyèl rich natirèl lignocellulosic anvan tout koreksyon, ki ka itilize nan manje, angrè, dérivés seluloz ak lòt pwodwi.
Kounye a, polisyon dlo ize desizing nan pwosesis pwodiksyon twal la vin youn nan pi gwo sous polisyon. Demand chimik oksijèn PVA trè wo. Apre dlo ize endistriyèl ki te pwodwi pa PVA nan pwosesis enprime ak kolore yo egzeyate nan rivyè a, li pral anpeche oswa menm detwi respirasyon òganis akwatik yo. Anplis, PVA agrave liberasyon ak migrasyon metal lou nan sediman nan kò dlo, sa ki lakòz pwoblèm anviwònman ki pi grav. Pou fè rechèch sou ranplase PVA ak sispansyon vèt, li nesesè pa sèlman satisfè kondisyon yo nan pwosesis la dimensionnement, men tou, pou misyon pou minimize polisyon nan dlo ak lè pandan pwosesis la dimensionnement.
Nan etid sa a, chanv pye seluloz etè-hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) te prepare soti nan pye chanv dechè agrikòl, ak pwosesis pwodiksyon li yo te diskite. Epi melanje hydroxypropyl methylcellulose ak gwosè lanmidon espesifik kòm gwosè pou gwosè, konpare ak gwosè PVA, epi diskite sou pèfòmans gwosè li yo.
1. Eksperyans
1 . 1 Materyèl ak enstriman
Tij chanv, Heilongjiang; polyestè-koton melanje fil T/C65/3514.7 tex; pwòp tèt ou-fè chanv pye seluloz etè-hydroxypropyl methylcellulose; FS-101, modifye lanmidon, PVA-1799, PVA-0588, Liaoning Zhongze Group Chaoyang Textile co, Ltd.; propanol, klas prim; oksid pwopilèn, asid acetic glacial, idroksid sodyòm, izopropanol, analiz pi bon kalite; klori methyl, nitwojèn pite segondè.
GSH-3L Kettle reyaksyon, JRA-6 dijital ekspozisyon mayetik brase beny dlo, DHG-9079A chofaj elektrik konstan tanperati siye fou, IKARW-20 anlè mekanik agitateur, ESS-1000 echantiyon machin gwosè, YG 061 / PC elektwonik sèl mèt fòs fil , LFY-109B enfòmatik fil fwotman tèsteur.
1.2 Preparasyon hydroxypropyl methylcellulose
1. 2. 1 Preparasyon fib alkali
Divize pye ble chanv la, kraze l nan 20 may ak yon pulverizeur, ajoute poud ble chanv la nan 35% solisyon akeuz NaOH, epi tranpe l nan tanperati chanm pou 1 . 5 ~ 2 . 0h. Peze fib alkali enpreye a pou rapò mas alkali, seluloz, ak dlo se 1. 2:1. 2:1.
1. 2. 2 Reyaksyon eterifikasyon
Jete seluloz alkali ki prepare a nan chodyè reyaksyon an, ajoute 100 mL izopropanol kòm diluan, ajoute likid 140 mL klori methyl ak 60 mL oksid pwopilèn, vakyòm, epi mete presyon sou 2 . 0 MPa, tou dousman ogmante tanperati a a 45 ° C pou 1-2 èdtan, epi reyaji nan 75 ° C pou 1-2 èdtan pou prepare hydroxypropyl methylcellulose.
1. 2. 3 Post-traitement
Ajiste pH eterifye seluloz la ak asid acetic glacial a 6 . 5 ~ 7 . 5, lave ak propanol twa fwa, epi seche nan yon fou nan 85 ° C.
1.3 Pwosesis pwodiksyon hydroxypropyl methylcellulose
1. 3. 1 Enfliyans vitès wotasyon sou preparasyon etè seluloz
Anjeneral reyaksyon eterifikasyon an se yon reyaksyon etewojèn soti nan andedan an nan andedan an. Si pa gen okenn pouvwa ekstèn, li difisil pou ajan eterifikasyon an antre nan kristalizasyon nan seluloz la, kidonk li nesesè konplètman konbine ajan eterifikasyon an ak seluloz la pa vle di nan brase. Nan etid sa a, yo te itilize yon reaktè ki wo-presyon brase. Apre repete eksperyans ak demonstrasyon, vitès wotasyon chwazi a te 240-350 r / min.
1. 3. 2 Efè konsantrasyon alkali sou preparasyon etè seluloz
Alkali ka detwi estrikti nan kontra enfòmèl ant nan seluloz fè li anfle, epi lè anfle nan rejyon an amorphe ak rejyon an kristal gen tandans yo dwe konsistan, eterifikasyon an ap kontinye san pwoblèm. Nan pwosesis pwodiksyon an nan seluloz etè, kantite lajan an nan alkali yo itilize nan pwosesis la alkalizasyon seluloz gen yon gwo enfliyans sou efikasite nan eterifikasyon nan pwodwi eterifikasyon ak degre nan sibstitisyon nan gwoup yo. Nan pwosesis preparasyon hydroxypropyl methylcellulose, kòm konsantrasyon nan lye ogmante, kontni an nan gwoup methoxyl ogmante tou; Kontrèman, lè konsantrasyon nan lye diminye, idroksipropil methylcellulose Kontni baz la pi gwo. Kontni gwoup methoxy a dirèkteman pwopòsyonèl ak konsantrasyon lye; kontni idroksipropil la se envès pwopòsyonèl ak konsantrasyon nan lye. Yo te chwazi fraksyon mas NaOH kòm 35% apre tès repete.
1. 3. 3 Efè alkali seluloz peze rapò sou preparasyon an nan etè seluloz
Objektif la nan peze fib alkali se kontwole kontni an dlo nan seluloz alkali. Lè rapò a peze twò piti, kontni dlo a ogmante, konsantrasyon nan lye diminye, to eterifikasyon an diminye, ak ajan eterifikasyon an idrolize ak reyaksyon segondè ogmante. , efikasite eterifikasyon an redwi anpil. Lè rapò a peze twò gwo, kontni dlo a diminye, seluloz la pa ka anfle, epi pa gen okenn reyaksyon, ak ajan eterifikasyon an pa ka konplètman kontakte ak seluloz alkali a, ak reyaksyon an se inegal. Apre anpil tès ak konparezon peze, li te detèmine ke rapò a mas nan alkali, dlo ak seluloz te 1. 2:1. 2:1.
1. 3. 4 Efè tanperati sou preparasyon etè seluloz
Nan pwosesis pou prepare hydroxypropyl methylcellulose, premye kontwole tanperati a nan 50-60 °C epi kenbe li nan yon tanperati konstan pou 2 èdtan. Reyaksyon idroksipropilasyon an ka fèt nan apeprè 30 ℃, ak pousantaj reyaksyon idroksipropilasyon an ogmante anpil nan 50 ℃; dousman ogmante tanperati a a 75 ℃, epi kontwole tanperati a pou 2 èdtan. Nan 50 ° C, reyaksyon an methylation diman reyaji, nan 60 ° C, to reyaksyon an se ralanti, ak nan 75 ° C, pousantaj reyaksyon an methylation anpil akselere.
Preparasyon hydroxypropyl methylcellulose ak kontwòl tanperati milti-etap ka pa sèlman kontwole balans gwoup methoxyl ak hydroxypropyl, men tou, ede diminye reyaksyon segondè ak apre tretman, epi jwenn pwodwi ki gen estrikti rezonab.
1. 3. 5 Efè rapò dòz ajan eterifikasyon sou preparasyon etè seluloz
Piske hydroxypropyl methylcellulose se yon tipik etè melanje ki pa iyonik, gwoup methyl ak idroksipropil yo ranplase sou diferan chenn macromolecular hydroxypropyl methylcellulose, se sa ki diferan C nan chak pozisyon bag glikoz. Nan lòt men an, rapò distribisyon methyl ak idroksipropil gen pi gwo dispèsyon ak owaza. Solibilite dlo a nan HPMC gen rapò ak kontni an nan gwoup methoxy. Lè kontni an nan gwoup methoxy ba, li ka fonn nan alkali fò. Kòm kontni an methoxyl ogmante, li vin pi sansib a anfle dlo. Pi wo kontni an metoksid, pi bon solubility dlo a, epi li ka fòmile nan sispansyon.
Kantite ajan eterifyan klori methyl ak oksid pwopilèn gen yon enpak dirèk sou kontni an nan methoxyl ak hydroxypropyl. Yo nan lòd yo prepare hydroxypropyl methylcellulose ak bon solubility dlo, yo te chwazi rapò volim likid nan klori methyl ak oksid pwopilèn kòm 7:3.
1.3.6 Pwosesis pwodiksyon optimal hydroxypropyl methylcellulose
Ekipman reyaksyon an se yon reyaktè ki wo-presyon brase; vitès wotasyon an se 240-350 r / min; fraksyon mas nan lye se 35%; rapò a konpresyon nan seluloz alkali se 2. 4; Hydroxypropoxylation nan 50 ° C pou 2 èdtan, methoxylation nan 75 ° C pou 2 èdtan; ajan eterifikasyon klori methyl ak pwopilèn oksid volim likid rapò 7:3; vakyòm; presyon 2. 0 MPa; diluant se izopropanol.
2. Deteksyon ak aplikasyon
2.1 SEM nan seluloz chanv ak seluloz alkali
Konpare seluloz chanv ki pa trete ak seluloz chanv trete ak 35% NaOH, li ka klèman jwenn ke seluloz alkalize a gen plis fant sifas, pi gwo sifas, pi wo aktivite ak pi fasil reyaksyon eterifikasyon.
2.2 Detèminasyon Spectroskopi enfrawouj
Seluloz la ekstrè nan pye chanv apre tretman ak spectre enfrawouj HPMC prepare nan seluloz pye chanv. Pami yo, gwoup la absòpsyon fò ak lajè nan 3295 cm -1 se gwoup la absòpsyon Vibration etann nan gwoup hydroxyl asosyasyon HPMC, gwoup la absòpsyon nan 1250 ~ 1460 cm -1 se gwoup la absòpsyon nan CH, CH2 ak CH3, ak absòpsyon. band nan 1600 cm -1 se bann absòpsyon dlo nan gwoup absòpsyon polymère. Gwoup absòpsyon nan 1025cm -1 se gwoup absòpsyon C — O — C nan polymère a.
2.3 Detèminasyon Viskozite
Pran echantiyon etè seluloz tij Cannabis ki prepare a epi ajoute li nan yon bèk pou prepare yon solisyon akeuz 2%, brase li byen, mezire viskozite li yo ak estabilite viskozite ak yon viskozitè, epi mezire viskozite an mwayèn pou 3 fwa. Viskozite echantiyon etè seluloz tij Cannabis prepare te 11 . 8 mPa·s.
2.4 Dimensionnement aplikasyon
2.4.1 Konfigirasyon lisier
Sispansyon an te prepare nan 1000mL nan yon sispansyon ak yon fraksyon mas 3.5%, brase respire ak yon mixer, ak Lè sa a, mete yo nan yon beny dlo ak chofe a 95 ° C pou 1 èdtan. An menm tan an, sonje ke veso pou kwit manje kaka a ta dwe byen sele pou anpeche konsantrasyon sispansyon an ogmante akòz evaporasyon dlo.
2.4.2 pH fòmilasyon sispansyon, miscibilite ak COD
Melanje hydroxypropyl methyl cellulose ak gwosè lanmidon espesifik pou prepare sispansyon (1# ~ 4#), epi konpare ak sispansyon fòmil PVA (0#) pou analize pH, miscibilite ak COD. Polyester-koton melanje fil T/C65/3514.7 tex te gwosè sou machin nan echantiyon ESS1000 gwosè, ak pèfòmans gwosè li yo te analize.
Li ka wè ke endijèn chanv tij seluloz etè a ak gwosè lanmidon espesifik 3 # yo se fòmilasyon an gwosè pi bon: 25% chanv tij seluloz etè, 65% lanmidon modifye ak 10% FS-101.
Tout done gwosè yo konparab ak done gwosè PVA yo, ki endike ke gwosè melanje hydroxypropyl methylcellulose ak lanmidon espesifik gen bon pèfòmans gwosè; pH li pi pre net; hydroxypropyl methylcellulose ak lanmidon espesifik COD (17459.2 mg / L) nan gwosè a melanje espesifik lanmidon te siyifikativman pi ba pase sa yo ki nan gwosè a PVA (26448.0 mg / L), ak pèfòmans nan pwoteksyon anviwònman an te bon.
3. Konklizyon
Pwosesis pwodiksyon pi bon pou prepare chanv pye seluloz etè-hydroxypropyl methylcellulose pou dimensionnement se jan sa a: yon gwo-presyon brase raktor ak yon vitès wotasyon nan 240-350 r / min, yon fraksyon mas nan lye nan 35%, ak yon rapò konpresyon. nan seluloz alkali 2.4, tanperati methylation a se 75 ℃, ak tanperati hydroxypropylation se 50 ℃, chak kenbe pou 2 èdtan, rapò volim likid nan klori methyl ak oksid pwopilèn se 7:3, vakyòm, presyon reyaksyon an se 2.0 MPa, isopropanol se diluan an.
Chanv tij seluloz etè te itilize ranplase gwosè PVA pou dimensionnement, ak rapò a gwosè optimal te: 25% chanv tij seluloz etè, 65% lanmidon modifye ak 10% FS-101. PH sispansyon an se 6.5 ak COD (17459.2 mg/L) siyifikativman pi ba pase sispansyon PVA (26448.0 mg/L), ki montre bon pèfòmans nan anviwònman an.
Chanv tij seluloz etè te itilize pou dimensionnement olye de gwosè PVA pou dimensionnement polyestè-koton melanje fil T/C 65/3514.7tex. Endèks gwosè a ekivalan. Nouvo etè seluloz tij chanv la ak gwosè melanje lanmidon modifye ka ranplase gwosè PVA.
Tan poste: Feb-20-2023