ნედლეული ცელულოზის ეთერისთვის

შესწავლილი იქნა ცელულოზის ეთერისთვის მაღალი სიბლანტის რბილობის წარმოების პროცესი. განხილული იქნა ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ სამზარეულოსა და გათეთრებაზე მაღალი სიბლანტის რბილობის წარმოების პროცესში. დამკვეთის მოთხოვნების შესაბამისად, ერთი ფაქტორიანი ტესტის და ორთოგონალური ტესტის მეთოდით, კომპანიის ფაქტობრივი აღჭურვილობის სიმძლავრესთან ერთად, წარმოების პროცესის მაღალი სიბლანტის პარამეტრებიდახვეწილი ბამბარბილობი ნედლეულიცელულოზის ეთერისთვის განისაზღვრება. ამ წარმოების პროცესის გამოყენებით, სითეთრე მაღალი სიბლანტეადახვეწილიცელულოზის ეთერისთვის წარმოებული ბამბის რბილობი არის≥85%, ხოლო სიბლანტე არის≥1800 მლ/გ.

საკვანძო სიტყვები: მაღალი სიბლანტის რბილობი ცელულოზის ეთერისთვის; წარმოების პროცესი; სამზარეულო; გაუფერულება

ცელულოზა ბუნებაში ყველაზე გავრცელებული და განახლებადი ბუნებრივი პოლიმერული ნაერთია. მას აქვს წყაროების ფართო სპექტრი, დაბალი ფასი და გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა. ცელულოზის წარმოებულების სერია შეიძლება მიღებულ იქნას ქიმიური მოდიფიკაციის გზით. ცელულოზის ეთერი არის პოლიმერული ნაერთი, რომელშიც წყალბადი ჰიდროქსილის ჯგუფში ცელულოზის გლუკოზის ერთეულზე იცვლება ნახშირწყალბადის ჯგუფით. ეთერიფიკაციის შემდეგ ცელულოზა ხსნადია წყალში, განზავებულ ტუტე ხსნარში და ორგანულ გამხსნელში და აქვს თერმოპლასტიურობა. ჩინეთი ცელულოზის ეთერის უმსხვილესი მწარმოებელი და მომხმარებელია მსოფლიოში, საშუალო წლიური ზრდის ტემპით 20%-ზე მეტი. ცელულოზის ეთერების მრავალი სახეობაა შესანიშნავი ეფექტურობით და ისინი ფართოდ გამოიყენება სამშენებლო, ცემენტის, ნავთობის, საკვების, ტექსტილის, სარეცხი საშუალებების, საღებავის, მედიცინის, ქაღალდის და ელექტრონული კომპონენტების და სხვა ინდუსტრიებში.

ისეთი წარმოებულების დარგის სწრაფი განვითარებით, როგორიცაა ცელულოზის ეთერი, ასევე იზრდება მოთხოვნა ნედლეულზე მისი წარმოებისთვის. ცელულოზის ეთერის წარმოების ძირითადი ნედლეული არის ბამბის რბილობი, ხის რბილობი, ბამბუკის რბილობი და ა. იდეალური ნედლეული ცელულოზის ეთერის წარმოებისთვის. ექსკლუზიურად დანერგილი უცხოური სპეციალური აღჭურვილობა და ტექნოლოგია სპეციალური ცელულოზის წარმოებისთვის, იყენებს დაბალი ტემპერატურის დაბალი ტუტე მომზადების, მწვანე უწყვეტი გაუფერულების წარმოების ტექნოლოგიას, წარმოების პროცესის სრულად ავტომატურ კონტროლს, პროცესის კონტროლის სიზუსტე მიაღწია იმავე ინდუსტრიის მოწინავე დონეს სახლში და მის ფარგლებს გარეთ. . მომხმარებელთა მოთხოვნით სახლში და საზღვარგარეთ, კომპანიამ ჩაატარა კვლევისა და განვითარების ექსპერიმენტები ცელულოზის ეთერისთვის მაღალი სიბლანტის ბამბის რბილობზე და ნიმუშები კარგად იქნა მიღებული მომხმარებლების მიერ.

1. ექსპერიმენტი

1.1 ნედლეული

ცელულოზის ეთერისთვის მაღალი სიბლანტის რბილობი უნდა აკმაყოფილებდეს მაღალი სითეთრის, მაღალი სიბლანტისა და დაბალი მტვრის მოთხოვნებს. ცელულოზის ეთერისთვის მაღალი სიბლანტის ბამბის რბილობის მახასიათებლების გათვალისწინებით, უპირველეს ყოვლისა, მკაცრი კონტროლი განხორციელდა ნედლეულის შერჩევაზე და ბამბის ტილოები მაღალი სიმწიფის, მაღალი სიბლანტის, სამძაფის გარეშე და დაბალი ბამბის თესლით. ნედლეულად შეირჩა კორპუსის შემცველობა. ზემოაღნიშნული ბამბის ლიტრის მიხედვით, სხვადასხვა ინდიკატორის მოთხოვნების მიხედვით, განისაზღვრება სინძიანგში ბამბის ლიტრის გამოყენება, როგორც ნედლეული ცელულოზის ეთერისთვის მაღალი სიბლანტის რბილობის წარმოებისთვის. სინძიანის ქაშმირის ხარისხის მაჩვენებლებია: სიბლანტე≥2000 მლ/გ, სიმწიფე≥70%, გოგირდმჟავას უხსნადი ნივთიერება≤6.0%, ნაცარი შემცველობა≤1.7%.

1.2 ინსტრუმენტები და მედიკამენტები

ექსპერიმენტული მოწყობილობა: PL-100 ელექტრო ქვაბი (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), ხელსაწყოს მუდმივი ტემპერატურის წყლის აბაზანა (Longkou Electric Furnace Factory), PHSJ 3F ზუსტი pH მრიცხველი (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), კაპილარული ვისკომეტრი, WSB～2 სითეთრის მეტრი (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

ექსპერიმენტული პრეპარატები: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 პროცესის მარშრუტი

ბამბის ლიტრი→ტუტე სამზარეულო→სარეცხი→პულპინგი→გაუფერულება (მათ შორის მჟავა მკურნალობა)→რბილობის დამზადება→მზა პროდუქტი→ინდექსის ტესტირება

1.4 ექსპერიმენტული შინაარსი

მომზადების პროცესი ეფუძნება წარმოების რეალურ პროცესს, სველი მასალის მომზადებისა და ტუტე მომზადების მეთოდების გამოყენებით. უბრალოდ გაწმინდეთ და ამოიღეთ რაოდენობრივი ბამბის ლიტრი, დაუმატეთ გამოთვლილი წიწაკა სითხის თანაფარდობისა და გამოყენებული ტუტეს ოდენობის მიხედვით, სრულად აურიეთ ბამბის ლიტრი და წიწაკა, მოათავსეთ საცხობ ავზში და მოხარშეთ სხვადასხვა ტემპერატურისა და შენახვის დროის მიხედვით. მოხარშეთ. რბილობი მომზადების შემდეგ ირეცხება, სცემეს და გაუფერულდება შემდგომი გამოყენებისთვის.

გაუფერულების პროცესი: პარამეტრები, როგორიცაა რბილობი კონცენტრაცია და pH მნიშვნელობა, პირდაპირ შეირჩევა აღჭურვილობის რეალური სიმძლავრისა და გაუფერულების რუტინის მიხედვით, და შესაბამისი პარამეტრები, როგორიცაა მათეთრებელი აგენტის რაოდენობა, განიხილება ექსპერიმენტებით.

გაუფერულება დაყოფილია სამ ეტაპად: (1) ჩვეულებრივი წინასწარი ქლორირების სტადიის გაუფერულება, რბილობის კონცენტრაციის რეგულირება 3%-მდე, მჟავას დამატება რბილობის pH მნიშვნელობის 2,2-2,3-მდე გასაკონტროლებლად, ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის გარკვეული რაოდენობა გაუფერულებლად. ოთახის ტემპერატურაზე 40 წუთის განმავლობაში. (2) წყალბადის ზეჟანგით განყოფილების გაუფერულება, რბილობის კონცენტრაციის კორექტირება 8%-მდე, დაამატეთ ნატრიუმის ჰიდროქსიდი ნატრიუმის ტუტეზე, დაამატეთ წყალბადის ზეჟანგი და განახორციელეთ გაუფერულება გარკვეულ ტემპერატურაზე (წყალბადის ზეჟანგით გაუფერულების განყოფილება ამატებს ნატრიუმის სილიკატის სტაბილიზატორის გარკვეულ რაოდენობას). სპეციფიკური გაუფერულების ტემპერატურა, წყალბადის ზეჟანგის დოზა და გაუფერულების დრო შესწავლილი იქნა ექსპერიმენტებით. (3) მჟავით დამუშავების განყოფილება: შეცვალეთ რბილობის კონცენტრაცია 6% -მდე, დაამატეთ მჟავა და ლითონის იონების მოცილების დამხმარე საშუალებები მჟავა დამუშავებისთვის, ამ განყოფილების პროცესი ხორციელდება კომპანიის ჩვეულებრივი სპეციალური ბამბის რბილობი წარმოების პროცესის მიხედვით და კონკრეტული პროცესი აკეთებს არ არის საჭირო შემდგომი ექსპერიმენტულად განხილვა.

ექსპერიმენტის პროცესში, გათეთრების ყოველი ეტაპი არეგულირებს რბილობის კონცენტრაციას და pH-ს, ამატებს მათეთრებელ რეაგენტს, რბილობასა და მათეთრებელ რეაგენტს თანაბრად ურევს პოლიეთილენის პლასტმასის დალუქულ პარკში და დებს მუდმივი ტემპერატურის წყლის აბაზანაში მუდმივი ტემპერატურისთვის. გათეთრება განსაზღვრული დროით. გაუფერულების პროცესი ყოველ 10 წუთში ერთხელ გამოიღეთ საშუალო ზომის ნამცხვარი, აურიეთ და თანაბრად მოზილეთ გათეთრების ერთგვაროვნების უზრუნველსაყოფად. გათეთრების ყოველი ეტაპის შემდეგ ირეცხება წყლით, შემდეგ გადადის გათეთრების შემდეგ ეტაპზე.

1.5 ნალექის ანალიზი და გამოვლენა

GB/T8940.2-2002 და GB/T7974-2002 გამოიყენებოდა, შესაბამისად, ნალექის სითეთრის ნიმუშების მომზადებისა და სითეთრის გასაზომად; GB/T1548-2004 გამოიყენებოდა ნალექის სიბლანტის გასაზომად.

2. შედეგები და დისკუსია

2.1 სამიზნე ანალიზი

მომხმარებელთა საჭიროებების მიხედვით, ცელულოზის ეთერისთვის მაღალი სიბლანტის რბილობის ძირითადი ტექნიკური მაჩვენებლებია: სითეთრე.≥85%, სიბლანტე≥1800 მლ/გ,α-ცელულოზა≥90%, ნაცარი შემცველობა≤0.1%, რკინა≤12 მგ/კგ და ა.შ. კომპანიის მრავალწლიანი გამოცდილებიდან გამომდინარე ბამბის სპეციალური რბილობის წარმოებაში, გათეთრების პროცესში მომზადების შესაბამისი პირობების, რეცხვისა და მჟავით დამუშავების პირობების კონტროლით,α-ცელულოზა, ნაცარი, რკინის შემცველობა და სხვა მაჩვენებლები, ადვილია რეალურ წარმოებაში მოთხოვნების დაკმაყოფილება. ამიტომ, სითეთრე და სიბლანტე აღებულია, როგორც ამ ექსპერიმენტული განვითარების ფოკუსი.

2.2 მომზადების პროცესი

მომზადების პროცესი არის ბოჭკოს პირველადი კედლის განადგურება ნატრიუმის ჰიდროქსიდით გარკვეული მომზადების ტემპერატურისა და წნეხის ქვეშ, ისე, რომ წყალში ხსნადი და ტუტეში ხსნადი არაცელულოზის მინარევები, ცხიმი და ცვილი ბამბის ტილოებში იხსნება და შინაარსიα- ცელულოზა გაიზარდა. . მომზადების პროცესში ცელულოზის მაკრომოლეკულური ჯაჭვების გაწყვეტის გამო პოლიმერიზაციის ხარისხი მცირდება და სიბლანტე მცირდება. თუ მოხარშვის ხარისხი ძალიან მსუბუქია, რბილობი საფუძვლიანად არ მოიხარშება, შემდგომი გაუფერულება იქნება ცუდი და პროდუქტის ხარისხი არასტაბილური; თუ მომზადების ხარისხი ძალიან მძიმეა, ცელულოზის მოლეკულური ჯაჭვები ძლიერ დეპოლიმერიზდება და სიბლანტე იქნება ძალიან დაბალი. ხსნარის გაუფერულებლობისა და სიბლანტის ინდექსის მოთხოვნების ყოვლისმომცველი გათვალისწინებით, განისაზღვრება, რომ მოხარშვის შემდეგ ნადუღის სიბლანტე არის≥1900 მლ/გ და სითეთრე არის≥55%.

ძირითადი ფაქტორების მიხედვით, რომლებიც გავლენას ახდენენ მომზადების ეფექტზე: გამოყენებული ტუტეს რაოდენობა, მომზადების ტემპერატურა და შენახვის დრო, ორთოგონალური ტესტის მეთოდი გამოიყენება ექსპერიმენტების ჩასატარებლად, მომზადების პროცესის შესაბამისი პირობების შესარჩევად.

ორთოგონალური ტესტის შედეგების უკიდურესად ცუდი მონაცემების მიხედვით, სამი ფაქტორის გავლენა მომზადების ეფექტზე შემდეგია: ხარშვის ტემპერატურა > ტუტე რაოდენობა > შენახვის დრო. მომზადების ტემპერატურა და ტუტეს რაოდენობა დიდ გავლენას ახდენს ბამბის რბილობის სიბლანტესა და სითეთრეზე. ხარშვის ტემპერატურისა და ტუტეს რაოდენობის მატებასთან ერთად, სითეთრე იზრდება, მაგრამ სიბლანტე კლებულობს. მაღალი სიბლანტის რბილობის წარმოებისთვის, სითეთრის უზრუნველსაყოფად მაქსიმალურად უნდა იქნას მიღებული ზომიერი მომზადების პირობები. ამიტომ, ექსპერიმენტულ მონაცემებთან ერთად, ხარშვის ტემპერატურაა 115°C, ხოლო გამოყენებული ტუტეების რაოდენობა 9%. დროის შეკავების ეფექტი სამ ფაქტორს შორის შედარებით სუსტია, ვიდრე დანარჩენი ორი ფაქტორის. ვინაიდან ეს კერძი იყენებს დაბალ ტუტე და დაბალ ტემპერატურაზე მომზადების მეთოდს, მომზადების ერთგვაროვნების გაზრდის და მომზადების სიბლანტის სტაბილურობის უზრუნველსაყოფად, შენახვის დრო არჩეულია 70 წუთით. ამიტომ, კომბინაცია A2B2C3 განისაზღვრა, რომ იყო საუკეთესო მომზადების პროცესი მაღალი სიბლანტის რბილობისთვის. წარმოების პროცესის პირობებში საბოლოო რბილობის სითეთრე იყო 55,3%, სიბლანტე კი 1945 მლ/გ.

2.3 გაუფერულების პროცესი

2.3.1 წინასწარი ქლორირებადი პროცესი

წინასწარი ქლორირების განყოფილებაში, ძალიან მცირე რაოდენობით ნატრიუმის ჰიპოქლორიტი ემატება ბამბის რბილობს, რათა ბამბის რბილობში არსებული ლიგინი გარდაიქმნას ქლორირებული ლიგნინად და დაიშალა. გათეთრების შემდეგ ქლორამდელ სტადიაზე, უნდა კონტროლდებოდეს ნალექის სიბლანტე.≥1850 მლ/გ და სითეთრე≥63%.

ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის რაოდენობა არის მთავარი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს მათეთრებელ ეფექტზე ამ ნაწილში. ხელმისაწვდომი ქლორის შესაბამისი რაოდენობის გამოსაკვლევად გამოყენებული იქნა ერთი ფაქტორიანი ტესტის მეთოდი ერთდროულად 5 პარალელური ექსპერიმენტის ჩასატარებლად. ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის სხვადასხვა რაოდენობით დამატების შედეგად, ეფექტური ქლორი ხსნარში ქლორის შემცველობა იყო შესაბამისად 0.01 გ/ლ, 0.02 გ/ლ, 0.03 გ/ლ, 0.04 გ/ლ, 0.05 გ/ლ. გათეთრების შემდეგ, სიბლანტე და BaiDu.

ბამბის რბილობის სითეთრისა და სიბლანტის არსებული ქლორის რაოდენობასთან დაკავშირებული ცვლილებებიდან ჩანს, რომ ხელმისაწვდომი ქლორის მატებასთან ერთად ბამბის რბილობის სითეთრე თანდათან იზრდება, სიბლანტე კი თანდათან მცირდება. როდესაც ხელმისაწვდომი ქლორის რაოდენობაა 0.01 გ/ლ და 0.02 გ/ლ, ბამბის რბილობი სითეთრეა.≤63%; როდესაც ხელმისაწვდომი ქლორის რაოდენობაა 0,05 გ/ლ, ბამბის რბილობის სიბლანტე არის≤1850მლ/გ, რომელიც არ აკმაყოფილებს ქლორირებამდე მოთხოვნებს. სეგმენტების გაუფერულების კონტროლის ინდიკატორის მოთხოვნები. როდესაც ხელმისაწვდომი ქლორის რაოდენობაა 0,03გ/ლ და 0,04გ/ლ, გათეთრების შემდეგ მაჩვენებლებია სიბლანტე 1885მლ/გ, სითეთრე 63,5% და სიბლანტე 1854მლ/გ, სითეთრე 64,8%. დოზირების დიაპაზონი შეესაბამება გაუფერულების კონტროლის ინდიკატორების მოთხოვნებს წინასწარი ქლორაციის განყოფილებაში, ამიტომ წინასწარ დადგენილია, რომ ქლორის ხელმისაწვდომი დოზა ამ განყოფილებაში არის 0,03-0,04 გ/ლ.

2.3.2 წყალბადის პეროქსიდის სტადიის გაუფერულების პროცესის კვლევა

წყალბადის ზეჟანგით გაუფერულება გათეთრების პროცესში ყველაზე მნიშვნელოვანი გათეთრების ეტაპია სითეთრის გასაუმჯობესებლად. ამ ეტაპის შემდეგ ტარდება მჟავით დამუშავების ეტაპი გაუფერულების პროცესის დასასრულებლად. მჟავით დამუშავების სტადიას პლუს ქაღალდის დამზადებისა და ფორმირების შემდგომი ეტაპი არ ახდენს გავლენას რბილობის სიბლანტეზე და შეუძლია გაზარდოს სითეთრე მინიმუმ 2%-ით. ამიტომ, საბოლოო მაღალი სიბლანტის რბილობის საკონტროლო ინდექსის მოთხოვნების მიხედვით, წყალბადის ზეჟანგით გაუფერულების ეტაპის ინდექსის კონტროლის მოთხოვნები განისაზღვრება სიბლანტედ.≥1800 მლ/გ და სითეთრე≥83%.

ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ წყალბადის ზეჟანგით გაუფერულებაზე, არის წყალბადის ზეჟანგის რაოდენობა, გაუფერულების ტემპერატურა და გათეთრების დრო. მაღალი ბლანტი რბილობის სითეთრისა და სიბლანტის მოთხოვნების მისაღწევად, გათეთრების ეფექტზე მოქმედი სამი ფაქტორი გაანალიზდა ორთოგონალური ტესტის მეთოდით წყალბადის ზეჟანგით გაუფერულების პროცესის შესაბამისი პარამეტრების დასადგენად.

ორთოგონალური ტესტის უკიდურესი სხვაობის მონაცემების მეშვეობით აღმოჩნდა, რომ სამი ფაქტორის გავლენა გაუფერულების ეფექტზე არის: გაუფერულების ტემპერატურა > წყალბადის ზეჟანგის დოზა > გაუფერულების დრო. გაუფერულების ტემპერატურა და წყალბადის ზეჟანგის რაოდენობა არის ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ გაუფერულების ეფექტზე. გაუფერულების ტემპერატურის ორი ფაქტორისა და წყალბადის ზეჟანგის რაოდენობის მონაცემების თანდათანობით მატებასთან ერთად ბამბის რბილობის სითეთრე თანდათან იზრდება, სიბლანტე კი თანდათან მცირდება. წარმოების ღირებულების, აღჭურვილობის სიმძლავრის და პროდუქტის ხარისხის ყოვლისმომცველი გათვალისწინებით, წყალბადის ზეჟანგით გაუფერულების ტემპერატურა განისაზღვრება 80°C, ხოლო წყალბადის ზეჟანგი დოზაა 5%. ამავდროულად, ექსპერიმენტული შედეგების მიხედვით, წყალბადის ზეჟანგის გაუფერულების დრო მცირე გავლენას ახდენს მათეთრებელ ეფექტზე, ხოლო წყალბადის ზეჟანგის ერთსაფეხურიანი გაუფერულების დრო შერჩეულია 80 წუთი.

შერჩეული წყალბადის ზეჟანგით სტადიის გაუფერულების პროცესის მიხედვით, ლაბორატორიამ ჩაატარა დიდი რაოდენობით განმეორებითი გადამოწმების ექსპერიმენტები და ექსპერიმენტული შედეგები აჩვენებს, რომ ექსპერიმენტულ პარამეტრებს შეუძლიათ დააკმაყოფილონ დასახული სამიზნე მოთხოვნები.

3. დასკვნა

დამკვეთის მოთხოვნების მიხედვით, ერთი ფაქტორიანი ტესტის და ორთოგონალური ტესტის საშუალებით, კომპანიის ფაქტობრივი აღჭურვილობის სიმძლავრესთან და წარმოების ღირებულებასთან ერთად, ცელულოზის ეთერისთვის მაღალი სიბლანტის რბილობის წარმოების პროცესის პარამეტრები განისაზღვრება შემდეგნაირად: (1) მომზადების პროცესი: გამოიყენეთ 9. % ტუტე, მოხარშეთ ტემპერატურა 115°C, ხოლო ჩატარების დრო 70 წუთია. (2) გაუფერულების პროცესი: წინასწარი ქლორირების განყოფილებაში გასათეთრებლად ხელმისაწვდომი ქლორის დოზაა 0,03-0,04 გ/ლ; წყალბადის ზეჟანგის განყოფილებაში გაუფერულების ტემპერატურაა 80°C, წყალბადის ზეჟანგის დოზაა 5%, ხოლო გაუფერულების დრო 80 წუთი; მჟავით დამუშავების განყოფილება, კომპანიის ჩვეულებრივი პროცესის მიხედვით.

მაღალი სიბლანტის რბილობი ამისთვისცელულოზის ეთერიარის სპეციალური ბამბის რბილობი ფართო გამოყენების და მაღალი დამატებითი ღირებულებით. დიდი რაოდენობით ექსპერიმენტების საფუძველზე, კომპანიამ დამოუკიდებლად შეიმუშავა ცელულოზის ეთერისთვის მაღალი სიბლანტის რბილობის წარმოების პროცესი. ამჟამად, ცელულოზის ეთერისთვის მაღალი სიბლანტის რბილობი გახდა Kima Chemical კომპანიის ერთ-ერთი მთავარი წარმოების სახეობა, ხოლო პროდუქტის ხარისხი ერთხმად იქნა აღიარებული და მოწონებული მომხმარებლების მიერ სახლში და მის ფარგლებს გარეთ.