Nyersanyag a cellulóz-éterhez

A nagy viszkozitású cellulóz-éter cellulóz gyártási folyamatát tanulmányozták. Szóba került a főzést és a fehérítést befolyásoló főbb tényezők a nagy viszkozitású cellulózgyártás folyamatában. Az ügyfél igényei szerint, egytényezős vizsgálaton és ortogonális vizsgálati módszeren keresztül, kombinálva a vállalat tényleges berendezéskapacitásával, a gyártási folyamat nagy viszkozitású paramétereivelfinomított pamutpép nyersanyagcellulóz-éterhez határozottak. Ezzel a gyártási eljárással a fehérség a magas viszkozitásúkifinomultcellulóz-éterhez előállított gyapotpép az≥85%, a viszkozitása pedig az≥1800 ml/g.

Kulcsszavak: nagy viszkozitású pép cellulóz-éterhez; gyártási folyamat; főzés; fehérítés

A cellulóz a természetben a legnagyobb mennyiségben előforduló és megújuló természetes polimer vegyület. Sokféle forrásból áll, alacsony ára és környezetbarát. Cellulóz-származékok sorozata nyerhető kémiai módosítással. A cellulóz-éter egy polimer vegyület, amelyben a cellulóz glükóz egység hidroxilcsoportjában a hidrogént szénhidrogéncsoport helyettesíti. Éterezés után a cellulóz vízben, híg lúgoldatban és szerves oldószerben oldódik, és hőre lágyul. Kína a világ legnagyobb cellulóz-éter gyártója és fogyasztója, éves átlagos növekedési üteme meghaladja a 20%-ot. Sokféle kiváló teljesítményű cellulóz-éter létezik, és széles körben használják az építőiparban, a cement-, kőolaj-, élelmiszer-, textil-, mosó-, festék-, gyógyszer-, papír- és elektronikai alkatrészek gyártásában és más iparágakban.

A származékok, például a cellulóz-éter területének gyors fejlődésével az előállításhoz szükséges alapanyagok iránti igény is növekszik. A cellulóz-étergyártás fő nyersanyagai a pamutpép, a fapép, a bambuszpép stb. Ezek közül a pamut a legmagasabb cellulóztartalmú természetes termék a természetben, hazám pedig nagy gyapottermelő ország, így a pamutpép ideális alapanyag a cellulóz-éter előállításához. Kizárólag bevezetett külföldi speciális berendezések és technológia a speciális cellulózgyártáshoz, alacsony hőmérsékletű, alacsony lúgtartalmú főzést, zöld folyamatos fehérítési gyártási technológiát, a gyártási folyamat teljesen automatikus vezérlését, a folyamatvezérlési pontosság elérte ugyanazon iparág fejlett szintjét itthon és külföldön . A cég hazai és külföldi vásárlók kérésére nagy viszkozitású pamutpéppel végzett kutatás-fejlesztési kísérleteket cellulóz-éterhez, és a mintákat a vásárlók kedvezően fogadták.

1. Kísérlet

1.1 Nyersanyagok

A cellulóz-éterhez való nagy viszkozitású cellulóznak meg kell felelnie a magas fehérség, a magas viszkozitás és az alacsony porosság követelményeinek. A cellulóz-éterhez való nagy viszkozitású pamutpép jellemzőire tekintettel mindenekelőtt a nyersanyagok, valamint a magas érettségű, nagy viszkozitású, háromszál nélküli, alacsony gyapotmaggal rendelkező pamutszálak kiválasztásánál szigorú ellenőrzést végeztünk. a hajótest tartalmát választották ki alapanyagként. A fenti pamutszálak szerint A különböző mutatók követelményei szerint Xinjiangban elhatározták, hogy pamutszálakat használnak nyersanyagként a cellulóz-éterhez való nagy viszkozitású cellulóz előállításához. A Xinjiang kasmír minőségi mutatói a következők: viszkozitás≥2000 ml/g, érettség≥70%, kénsavban oldhatatlan anyag≤6,0%, hamutartalom≤1,7%.

1.2 Műszerek és gyógyszerek

Kísérleti berendezések: PL-100 elektromos főzőedény (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), műszer állandó hőmérsékletű vízfürdő (Longkou Electric Furnace Factory), PHSJ 3F precíziós pH-mérő (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kapilláris viszkoziméter, WSB～2 fehérségmérő (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Kísérleti gyógyszerek: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Feldolgozási útvonal

Pamut szálak→lúgos főzés→mosás→pépesítés→fehérítés (beleértve a savas kezelést is)→pépgyártás→késztermék→index tesztelés

1.4 Kísérleti tartalom

A főzési folyamat a tényleges gyártási folyamaton alapul, nedves anyag-előkészítési és lúgos főzési módszerekkel. Egyszerűen tisztítsa meg és távolítsa el a mennyiségi pamutszálakat, a folyadék arányának és a felhasznált lúg mennyiségének megfelelően adja hozzá a kiszámított lúgot, keverje össze teljesen a pamutszálakat és a lúgot, tegye egy főzőtartályba, és főzze különböző főzési hőmérsékletek és tartási idők szerint. Főzd meg. A pépet főzés után megmossák, felverik és fehérítik későbbi felhasználás céljából.

Fehérítési folyamat: az olyan paramétereket, mint a cellulózkoncentráció és a pH-érték közvetlenül a berendezés tényleges kapacitásának és a fehérítési rutinoknak megfelelően választják ki, és a releváns paramétereket, mint például a fehérítőszer mennyiségét, kísérletekkel tárgyalják.

A fehérítés három szakaszra oszlik: (1) Hagyományos klórozás előtti fehérítés, állítsa be a pép koncentrációját 3-ra, adjon hozzá savat, hogy a pép pH-értékét 2,2-2,3-ra állítsa, adjon hozzá bizonyos mennyiségű nátrium-hipokloritot a fehérítéshez. szobahőmérsékleten 40 percig. (2) Hidrogén-peroxidos szekció fehérítése, állítsa be a cellulózkoncentrációt 8%-ra, adjon hozzá nátrium-hidroxidot a zagy lúgosításához, adjon hozzá hidrogén-peroxidot és végezze el a fehérítést egy bizonyos hőmérsékleten (a hidrogén-peroxid fehérítő rész bizonyos mennyiségű stabilizáló nátrium-szilikátot ad hozzá). A fajlagos fehérítési hőmérsékletet, a hidrogén-peroxid adagolását és a fehérítési időt kísérletekkel tárták fel. (3) Savas kezelési szakasz: állítsa be a pépkoncentrációt 6%-ra, adjon hozzá sav- és fémion-eltávolító segédanyagokat a savas kezeléshez, ennek a szakasznak a folyamatát a vállalat hagyományos speciális pamutpép gyártási eljárása szerint hajtják végre, és az adott folyamat nem nem kell tovább kísérletileg tárgyalni.

A kísérleti folyamat során a fehérítés minden egyes lépése beállítja a pép koncentrációját és pH-ját, bizonyos arányú fehérítő reagenst ad hozzá, a pépet és a fehérítő reagenst egyenletesen összekeveri egy polietilén műanyag zárt zacskóban, majd állandó hőmérsékletű vízfürdőbe helyezi az állandó hőmérséklet érdekében. fehérítés meghatározott ideig. A fehérítés folyamata 10 percenként vegye ki a közepes zagyot, keverje össze és gyúrja egyenletesen, hogy biztosítsa a fehérítés egyenletességét. A fehérítés minden egyes szakasza után vízzel mossuk, majd továbblép a fehérítés következő szakaszába.

1.5 Zagyanalízis és kimutatás

A GB/T8940.2-2002 és a GB/T7974-2002 szabványt használtuk az iszapos fehérségminták előkészítésére, illetve fehérségmérésére; Az iszap viszkozitásának mérésére a GB/T1548-2004 szabványt használtuk.

2. Eredmények és megbeszélés

2.1 Célelemzés

Az ügyfelek igényei szerint a cellulóz-éterhez használt nagy viszkozitású cellulóz fő műszaki mutatói a következők: fehérség≥85%, viszkozitás≥1800 ml/g,α-cellulóz≥90%, hamutartalom≤0,1%, vas≤12 mg /kg stb. A cég speciális pamutpép gyártásában szerzett sokéves tapasztalata szerint a megfelelő főzési, mosási és savas kezelési körülmények szabályozásával a fehérítési folyamatban,α-cellulóz, hamu, vastartalom és egyéb mutatók, a tényleges gyártás során könnyen teljesíthető a követelmények. Ezért a kísérleti fejlesztés középpontjában a fehérség és a viszkozitás áll.

2.2 Főzési folyamat

A főzési folyamat lényege, hogy bizonyos főzési hőmérsékleten és nyomáson nátrium-hidroxiddal roncsolják a rost elsődleges falát úgy, hogy a pamutszálak vízben és lúgban oldódó nem cellulóz szennyeződései, zsír és viasz feloldódjanak, és tartalmaα- a cellulóz megnövekedett. . A főzési folyamat során a cellulóz makromolekuláris láncainak hasadása miatt a polimerizáció mértéke és a viszkozitás csökken. Ha a főzési fok túl enyhe, a pépet nem főzik meg alaposan, a későbbi fehérítés gyenge lesz, és a termék minősége instabil lesz; Ha a főzési fok túl nehéz, a cellulóz molekulaláncok hevesen depolimerizálódnak, és a viszkozitás túl alacsony lesz. A hígtrágya fehéríthetőségi és viszkozitási index követelményeit átfogóan figyelembe véve megállapítható, hogy a hígtrágya viszkozitása főzés után≥1900 ml/g, és a fehérség az≥55%.

A főzési hatást befolyásoló fő tényezők: a felhasznált lúg mennyisége, a főzési hőmérséklet és a tartási idő szerint az ortogonális vizsgálati módszerrel végeznek kísérleteket a megfelelő főzési folyamat körülményeinek kiválasztására.

Az ortogonális vizsgálati eredmények rendkívül rossz adatai szerint a három tényező hatása a főzési hatásra a következő: főzési hőmérséklet > lúgmennyiség > tartási idő. A főzési hőmérséklet és a lúg mennyisége nagyban befolyásolja a pamutpép viszkozitását és fehérségét. A főzési hőmérséklet és a lúg mennyiségének növekedésével a fehérség hajlamos nőni, a viszkozitás viszont csökkenni. A nagy viszkozitású pép előállításához mérsékelt főzési körülményeket kell alkalmazni, amennyire csak lehetséges, a fehérség biztosítása mellett. Ezért a kísérleti adatokkal együtt a főzési hőmérséklet 115°C, a felhasznált lúg mennyisége pedig 9%. A tartási idő hatása a három tényező között viszonylag gyengébb, mint a másik két tényezőé. Mivel ez a főzés alacsony lúgtartalmú és alacsony hőmérsékletű főzési módszert alkalmaz, a főzés egyenletességének növelése és a főzési viszkozitás stabilitásának biztosítása érdekében a tartási idő 70 perc. Ezért az A2B2C3 kombinációt határozták meg a legjobb főzési eljárásnak a nagy viszkozitású péphez. A gyártási folyamat körülményei között a kész pép fehérsége 55,3%, viszkozitása 1945 ml/g.

2.3 Fehérítési eljárás

2.3.1 Előklórozási eljárás

Az előklórozási szakaszban nagyon kis mennyiségű nátrium-hipokloritot adnak a gyapotpéphez, hogy a gyapotpépben lévő lignint klórozott ligninné alakítsák és feloldják. Az előklórozási szakaszban végzett fehérítés után a zagy viszkozitását ellenőrizni kell, hogy≥1850 ml/g, és a fehérség≥63%.

Ebben a részben a nátrium-hipoklorit mennyisége a fő tényező, amely befolyásolja a fehérítő hatást. A rendelkezésre álló klór megfelelő mennyiségének feltárása érdekében az egyfaktoros vizsgálati módszerrel 5 párhuzamos kísérletet végeztünk egyidejűleg. Különböző mennyiségű nátrium-hipoklorit hozzáadásával a zagyba a hatékony klór a zagyban A klórtartalom rendre 0,01 g/l, 0,02 g/l, 0,03 g/l, 0,04 g/l, 0,05 g/l volt. Fehérítés után a viszkozitás és a BaiDu.

A pamutpép fehérségének és viszkozitásának a rendelkezésre álló klór mennyiségével történő változásából megállapítható, hogy a rendelkezésre álló klór növekedésével a pamutpép fehérsége fokozatosan növekszik, a viszkozitása pedig fokozatosan csökken. Ha a rendelkezésre álló klór mennyisége 0,01 g/l és 0,02 g/l, a pamutpép fehérsége≤63%; ha a rendelkezésre álló klór mennyisége 0,05 g/l, a pamutpép viszkozitása≤1850mL/g, ami nem felel meg az előklórozási követelményeknek. Szegmensfehérítés ellenőrző jelzőfény követelményei. Ha a rendelkezésre álló klór mennyisége 0,03 g/l és 0,04 g/l, akkor a fehérítés utáni viszkozitás 1885 ml/g, fehérség 63,5%, viszkozitás 1854 ml/g, fehérség 64,8%. Az adagolási tartomány összhangban van az előklórozási szakaszban lévő fehérítés ellenőrző indikátoraival, így előzetesen meghatározásra került, hogy ebben a szakaszban a rendelkezésre álló klóradag 0,03-0,04 g/l.

2.3.2 Hidrogén-peroxid fázisú fehérítési folyamatok kutatása

A hidrogén-peroxidos fehérítés a fehérítési folyamat legfontosabb fehérítési szakasza a fehérség javítása érdekében. Ezt a szakaszt követően a fehérítési folyamat befejezéséhez savas kezelést végeznek. A savas kezelési szakasz, valamint az azt követő papírgyártási és -formázó szakasz nincs hatással a pép viszkozitására, és legalább 2%-kal növelheti a fehérséget. Ezért a végső nagy viszkozitású cellulóz szabályozási indexkövetelményei szerint a hidrogén-peroxidos fehérítési szakasz indexszabályozási követelményei a viszkozitás.≥1800 ml/g és fehérség≥83%.

A hidrogén-peroxidos fehérítést befolyásoló fő tényezők a hidrogén-peroxid mennyisége, a fehérítés hőmérséklete és a fehérítési idő. A nagy viszkozitású cellulóz fehérségi és viszkozitási követelményeinek teljesítése érdekében a fehérítő hatást befolyásoló három tényezőt ortogonális vizsgálati módszerrel elemeztük, hogy meghatározzuk a megfelelő hidrogén-peroxidos fehérítési folyamat paramétereit.

Az ortogonális teszt extrém eltérési adatai alapján megállapítható, hogy a három tényező hatása a fehérítő hatásra: fehérítési hőmérséklet > hidrogén-peroxid adagolás > fehérítési idő. A fehérítési hatást leginkább a fehérítési hőmérséklet és a hidrogén-peroxid mennyisége befolyásolja. A fehérítési hőmérséklet és a hidrogén-peroxid mennyisége két tényező adatainak fokozatos növekedésével a pamutpép fehérsége fokozatosan növekszik, a viszkozitása pedig fokozatosan csökken. A gyártási költségeket, a berendezés kapacitását és a termék minőségét átfogóan figyelembe véve a hidrogén-peroxid fehérítési hőmérsékletet 80 °C-ban határozzuk meg.°C, és a hidrogén-peroxid adagja 5%. Ugyanakkor a kísérleti eredmények szerint a hidrogén-peroxid fehérítési ideje csekély mértékben befolyásolja a fehérítő hatást, a hidrogén-peroxid egylépcsős fehérítési ideje 80 perc.

A kiválasztott hidrogén-peroxid fokozatú fehérítési eljárás szerint a laboratórium nagyszámú ismételt verifikációs kísérletet végzett, és a kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a kísérleti paraméterek megfelelnek a kitűzött célkövetelményeknek.

3. Következtetés

A vevő igényei szerint egytényezős teszttel és ortogonális teszttel, a vállalat tényleges berendezéskapacitásával és gyártási költségével kombinálva a nagy viszkozitású cellulóz-éter cellulóz gyártási folyamatának paramétereit az alábbiak szerint határozzák meg: (1) Főzési folyamat: 9. % lúg, főzzük A hőmérséklet 115°C-on, a tartási idő pedig 70 perc. (2) Fehérítési eljárás: az előklórozási szakaszban a fehérítéshez rendelkezésre álló klór mennyisége 0,03-0,04 g/l; a hidrogén-peroxid szakaszban a fehérítési hőmérséklet 80 °C°C, a hidrogén-peroxid adagolása 5%, a fehérítési idő 80 perc; Savas kezelési szakasz, a cég hagyományos eljárása szerint.

Magas viszkozitású cellulózcellulóz-éteregy speciális pamutpép, széles körű felhasználással és magas hozzáadott értékkel. A nagyszámú kísérlet alapján a vállalat önállóan fejlesztette ki a nagy viszkozitású cellulóz-éter gyártási folyamatát. Jelenleg a nagy viszkozitású cellulóz-éter cellulóz a Kima Chemical vállalat egyik fő gyártási fajtája lett, és a termék minőségét a hazai és külföldi vásárlók egyöntetűen elismerték és dicsérték.