Ágrip:Til þess að koma í stað óbrjótanlegra pólývínýlalkóhóls (PVA) slurrys, var hampi stöngulsellulósa eter-hýdroxýprópýl metýlsellulósa unnin úr landbúnaðarúrgangi hampi stönglum og blandað saman við sérstaka sterkju til að undirbúa slurry. Pólýester-bómullarblandað garn T/C65/35 14,7 tex var í stærð og stærðarframmistöðu þess prófuð. Besta framleiðsluferlið hýdroxýprópýlmetýlsellulósa var sem hér segir: Massahlutfall lúts var 35%; þjöppunarhlutfall alkalísellulósa var 2,4; Rúmmálshlutfall vökva metans og própýlenoxíðs er 7:3; þynnt með ísóprópanóli; hvarfþrýstingurinn er 2. 0MPa. Stærðin sem er útbúin með því að blanda hýdroxýprópýl metýlsellulósa og sértækri sterkju hefur lægri COD og er umhverfisvænni og allir stærðarvísar geta komið í stað PVA stærð.
Lykilorð:hampi stilkur; hampi stilkur sellulósa eter; pólývínýlalkóhól; sellulósa eter stærð
0.Formáli
Kína er eitt þeirra landa með tiltölulega ríkar hálmauðlindir. Uppskeruframleiðslan er meira en 700 milljónir tonna og nýting hálms er aðeins 3% á hverju ári. Mikið magn af hálmi hefur ekki verið nýtt. Hálm er ríkt náttúrulegt hráefni sem hægt er að nota í fóður, áburð, sellulósaafleiður og aðrar vörur.
Sem stendur er mengun frárennslis í textílframleiðslunni orðin ein stærsti mengunarvaldurinn. Efnafræðileg súrefnisþörf PVA er mjög mikil. Eftir að iðnaðarafrennsli sem framleitt er af PVA í prentunar- og litunarferlinu er losað í ána mun það hindra eða jafnvel eyðileggja öndun vatnalífvera. Þar að auki eykur PVA losun og flæði þungmálma í setlögum í vatnshlotum, sem veldur alvarlegri umhverfisvandamálum. Til að framkvæma rannsóknir á því að skipta út PVA fyrir græna slurry er nauðsynlegt ekki aðeins að uppfylla kröfur límunarferlisins heldur einnig að lágmarka mengun vatns og lofts meðan á límunarferlinu stendur.
Í þessari rannsókn var hampi stöngulsellulósa eter-hýdroxýprópýl metýlsellulósa (HPMC) útbúinn úr landbúnaðarúrgangi hampi stilkar og framleiðsluferli hans var rætt. Og blandaðu hýdroxýprópýl metýlsellulósa og sérstakri sterkjustærð sem stærð fyrir stærð, berðu saman við PVA stærð og ræddu stærðarframmistöðu þess.
1. Tilraun
1 . 1 Efni og hljóðfæri
Hampi stilkur, Heilongjiang; pólýester-bómullar blandað garn T/C65/3514.7 tex; sjálfgerður hampi stilkur sellulósa eter-hýdroxýprópýl metýlsellulósa; FS-101, breytt sterkja, PVA-1799, PVA-0588, Liaoning Zhongze Group Chaoyang Textile Co., Ltd.; própanól, úrvalsflokkur; própýlenoxíð, ísediksýra, natríumhýdroxíð, ísóprópanól, greiningarhreint; metýlklóríð, mjög hreint köfnunarefni.
GSH-3L hvarfketill, JRA-6 stafrænn skjá segulhrærandi vatnsbað, DHG-9079A rafmagnshitandi þurrkunarofn með stöðugum hita, IKARW-20 vélrænni hrærivél fyrir ofan, ESS-1000 sýnishornsvél, YG 061/PC rafrænn styrkleikamælir fyrir stakt garn, LFY-109B tölvutækur slitprófari fyrir garn.
1.2 Framleiðsla á hýdroxýprópýl metýlsellulósa
1. 2. 1 Undirbúningur alkalítrefja
Kljúfið hampstöngulinn, myljið hann í 20 möskva með mulningi, bætið hampstöngulduftinu í 35% NaOH vatnslausn og leggið það í bleyti við stofuhita í 1 . 5 ~ 2. 0 klst. Kreistu gegndreyptu basutrefjarnar þannig að massahlutfall basa, sellulósa og vatns sé 1,2:1. 2:1.
1. 2. 2 Eterunarviðbrögð
Henda tilbúnum alkalísellulósa í hvarfketilinn, bæta við 100 ml af ísóprópanóli sem þynningarefni, bæta við vökva 140 ml af metýlklóríði og 60 ml af própýlenoxíði, ryksuga og setja þrýsting í 2 . 0 MPa, hækka hitastigið hægt í 45°C í 1-2 klukkustundir og hvarfast við 75°C í 1-2 klukkustundir til að búa til hýdroxýprópýl metýlsellulósa.
1. 2. 3 Eftirvinnsla
Stillið sýrustig eteraðs sellulósaetersins með ísediki í 6 . 5 ~ 7. 5, þvegið með própanóli þrisvar sinnum og þurrkað í ofni við 85°C.
1.3 Framleiðsluferli hýdroxýprópýlmetýlsellulósa
1. 3. 1 Áhrif snúningshraða á framleiðslu á sellulósaeter
Venjulega eru eterunarviðbrögð misleit viðbrögð innan frá og inn. Ef það er ekki utanaðkomandi afl er erfitt fyrir eterunarmiðilinn að komast inn í kristöllun sellulósans, svo það er nauðsynlegt að sameina eterunarmiðilinn að fullu með sellulósanum með því að hræra. Í þessari rannsókn var notaður háþrýstihrærður reactor. Eftir endurteknar tilraunir og sýnikennslu var valinn snúningshraði 240-350 sn./mín.
1. 3. 2 Áhrif basastyrks á framleiðslu á sellulósaeter
Alkali getur eyðilagt þétta uppbyggingu sellulósa til að láta hann bólgna, og þegar bólga á formlausa svæðinu og kristallaða svæðinu hefur tilhneigingu til að vera í samræmi, gengur etergunin vel áfram. Í framleiðsluferli sellulósaeters hefur magn af basa sem notað er í sellulósa basaferlinu mikil áhrif á eterunarhagkvæmni eterunarafurða og hversu mikil skipting hópa er. Í undirbúningsferli hýdroxýprópýlmetýlsellulósa, þegar styrkur lúts eykst, eykst innihald metoxýlhópa einnig; öfugt, þegar styrkur lúts minnkar, er hýdroxýprópýl metýlsellulósa. Basainnihaldið er stærra. Innihald metoxýhóps er í réttu hlutfalli við styrk lúts; innihald hýdroxýprópýls er í öfugu hlutfalli við styrk lúts. Massahlutfall NaOH var valið sem 35% eftir endurteknar prófanir.
1. 3. 3 Áhrif alkalísellulósapressunarhlutfalls á framleiðslu á sellulósaeter
Tilgangurinn með því að pressa alkalítrefjar er að stjórna vatnsinnihaldi alkalísellulósa. Þegar pressunarhlutfallið er of lítið eykst vatnsinnihaldið, styrkur lúts minnkar, eterunarhraði minnkar og eterunarefnið er vatnsrofið og hliðarhvörf aukast. , er hagkvæmni eterunar verulega minnkað. Þegar pressunarhlutfallið er of stórt minnkar vatnsinnihaldið, sellulósa getur ekki bólgnað og hefur enga hvarfvirkni og eterunarmiðillinn getur ekki snert alkalísellulósa að fullu og hvarfið er ójafnt. Eftir margar prófanir og pressusamanburð kom í ljós að massahlutfall basa, vatns og sellulósa var 1,2:1. 2:1.
1. 3. 4 Áhrif hitastigs á framleiðslu á sellulósaeter
Í því ferli að undirbúa hýdroxýprópýl metýlsellulósa skaltu fyrst stjórna hitastigi við 50-60 °C og halda því við stöðugt hitastig í 2 klukkustundir. Hýdroxýprópýlerunarhvarfið er hægt að framkvæma við um það bil 30 ℃ og hýdroxýprópýleringarhvarfið eykst mjög við 50 ℃; Hækkaðu hitastigið hægt í 75 ℃ og stjórnaðu hitastigi í 2 klukkustundir. Við 50°C bregst metýlerunarhvarfið varla við, við 60°C er hvarfhraði hægur og við 75°C er metýlerunarhvarfinu mjög hraðað.
Undirbúningur hýdroxýprópýlmetýlsellulósa með fjölþrepa hitastýringu getur ekki aðeins stjórnað jafnvægi metoxýl- og hýdroxýprópýlhópa, heldur einnig hjálpað til við að draga úr aukaverkunum og eftirmeðferð og fá vörur með hæfilegri uppbyggingu.
1. 3. 5 Áhrif skammtahlutfalls eterunarefnis á framleiðslu á sellulósaeter
Þar sem hýdroxýprópýl metýlsellulósa er dæmigerður ójónaður blandaður eter, eru metýl- og hýdroxýprópýlhóparnir skipt út á mismunandi hýdroxýprópýlmetýlsellulósa stórsameindakeðjur, það er mismunandi C í hverri glúkósahringsstöðu. Aftur á móti hefur dreifingarhlutfall metýls og hýdroxýprópýls meiri dreifingu og tilviljun. Vatnsleysni HPMC tengist innihaldi metoxýhóps. Þegar innihald metoxýhóps er lágt er hægt að leysa það upp í sterkum basa. Eftir því sem metoxýlinnihaldið eykst verður það næmari fyrir vatnsbólgu. Því hærra sem metoxýinnihaldið er, því betra er vatnsleysni, og það er hægt að móta það í slurry.
Magn eterunarefnisins metýlklóríðs og própýlenoxíðs hefur bein áhrif á innihald metoxýls og hýdroxýprópýls. Til þess að framleiða hýdroxýprópýl metýlsellulósa með góðri vatnsleysni var vökvarúmmálshlutfall metýlklóríðs og própýlenoxíðs valið sem 7:3.
1.3.6 Besta framleiðsluferlið hýdroxýprópýlmetýlsellulósa
Hvarfbúnaðurinn er háþrýstihrært reactor; snúningshraði er 240-350 r/mín; massahlutfall lúts er 35%; þjöppunarhlutfall alkalísellulósa er 2,4; Hýdroxýprópoxýlering við 50°C í 2 klukkustundir, metoxýlering við 75°C í 2 klukkustundir; eterunarmiðill metýlklóríð og própýlenoxíð vökvahlutfall 7:3; tómarúm; þrýstingur 2. 0 MPa; þynningarefni er ísóprópanól.
2. Uppgötvun og beiting
2.1 SEM af hampi sellulósa og alkalí sellulósa
Samanburður á ómeðhöndluðum hampi sellulósa og hampi sellulósa meðhöndlaður með 35% NaOH, má greinilega finna að basíski sellulósa hefur fleiri yfirborðssprungur, stærra yfirborð, meiri virkni og auðveldara eterunarviðbrögð.
2.2 Innrauð litrófsgreining
Sellulósa sem dreginn er út úr hampstönglum eftir meðhöndlun og innrauða litróf HPMC framleitt úr hampstöngulsellulósa. Meðal þeirra er sterka og breitt frásogsbandið við 3295 cm -1 teygjanlegt titringsgleypni hýdroxýlhóps HPMC tengsla hýdroxýlhópsins, frásogsbandið við 1250 ~ 1460 cm -1 er frásogsband CH, CH2 og CH3, og frásogið band við 1600 cm -1 er frásogsband vatns í fjölliða frásogsbandinu. Frásogsbandið við 1025cm -1 er frásogsband C — O — C í fjölliðunni.
2.3 Seigjuákvörðun
Taktu tilbúna kannabisstöngulsellulósa-etersýnin og bætið því í bikarglas til að útbúa 2% vatnslausn, hrærið vandlega, mælið seigju þess og seigjustöðugleika með seigjumæli og mældu meðalseigjuna 3 sinnum. Seigja tilbúna kannabisstönguls sellulósa etersýnisins var 11 . 8 mPa·s.
2.4 Stærðarumsókn
2.4.1 Uppsetning slurrys
Grugglausnin var útbúin í 1000mL af grugglausn með 3,5% massahlutfalli, hrært jafnt með hrærivél og síðan sett í vatnsbað og hitað í 95°C í 1 klst. Á sama tíma skaltu athuga að kvoðaeldunarílátið ætti að vera vel lokað til að koma í veg fyrir að styrkur slurrys aukist vegna vatnsgufunar.
2.4.2 Sýrublöndun pH, blandanleiki og COD
Blandið hýdroxýprópýl metýlsellulósa og sérstakri sterkjustærð til að undirbúa slurry (1#~4#), og berið saman við PVA formúlu slurry (0#) til að greina pH, blandanleika og COD. Pólýester-bómullarblandað garn T/C65/3514.7 tex var stærðarsniðið á ESS1000 sýnisstærðarvélinni og stærðarárangur þess var greind.
Það má sjá að heimatilbúinn hampstöngulsellulósaeter og sérstakur sterkjustærð 3 # eru ákjósanlegasta stærðarsamsetningin: 25% hampistöngulsellulósaeter, 65% breytt sterkja og 10% FS-101.
Öll stærðargögn eru sambærileg við stærðargögn af PVA-stærð, sem gefur til kynna að blönduð stærð hýdroxýprópýlmetýlsellulósa og sérstakra sterkju hafi góða stærðarafköst; pH þess er nær hlutlausu; hýdroxýprópýl metýlsellulósa og sértæk sterkja COD (17459,2 mg/L) í tilteknu sterkjublönduðu stærðinni var marktækt lægri en PVA stærðin (26448,0 mg/L) og umhverfisverndarárangur var góður.
3. Niðurstaða
Ákjósanlegasta framleiðsluferlið til að undirbúa hampstöngulsellulósa eter-hýdroxýprópýl metýlsellulósa til stærðargreiningar er sem hér segir: hrært reactor með háþrýstingi með snúningshraða 240-350 sn./mín., 35% massahlutfall af lút og þjöppunarhlutfall. af alkalísellulósa 2.4, metýleringarhitastigið er 75 ℃ og hýdroxýprópýlerunarhitastigið er 50 ℃, hvor um sig haldið í 2 klukkustundir, vökvarúmmálshlutfall metýlklóríðs og própýlenoxíðs er 7:3, lofttæmi, hvarfþrýstingurinn er 2,0 MPa, ísóprópanól er þynningarefnið.
Hampstöngulsellulósaeter var notaður til að skipta um PVA-stærð fyrir stærðargreiningu og ákjósanlegasta stærðarhlutfallið var: 25% hampistöngulsellulósaeter, 65% breytt sterkja og 10% FS-101. Sýrugildi slurrys er 6,5 og COD (17459,2 mg/L) er marktækt lægra en PVA slurry (26448,0 mg/L), sem sýnir góða umhverfisáhrif.
Hampstöngulsellulósaeter var notaður til að stærð í stað PVA stærð til að stærð pólýester-bómullarblönduðgarnsins T/C 65/3514.7tex. Stærðarvísitalan er jafngild. Nýja hampistöngul sellulósa eter og breytt sterkju blandað stærð getur komið í stað PVA stærð.
Pósttími: 20-2-2023