Целлюлозын эфирийн түүхий эд

Целлюлозын эфирийн өндөр зуурамтгай целлюлозын үйлдвэрлэлийн процессыг судалсан. Өндөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлозыг үйлдвэрлэх явцад хоол хийх, цайруулахад нөлөөлдөг гол хүчин зүйлсийг авч үзсэн. Хэрэглэгчийн шаардлагын дагуу нэг хүчин зүйлийн туршилт, ортогональ туршилтын аргаар компанийн бодит тоног төхөөрөмжийн хүчин чадал, өндөр зуурамтгай чанар бүхий үйлдвэрлэлийн процессын параметрүүдийг хослуулсан.цэвэршүүлсэн хөвөннухаш түүхий эдцеллюлозын эфирийн хувьд тодорхойлогдож байна. Энэхүү үйлдвэрлэлийн процессыг ашиглан өндөр зуурамтгай чанар бүхий цагаанцэвэршүүлсэнцеллюлозын эфирээр гаргаж авсан хөвөнгийн целлюлоз нь≥85%, зуурамтгай чанар нь≥1800 мл/г.

Түлхүүр үгс: целлюлозын эфирийн өндөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлоз; үйлдвэрлэлийн үйл явц; хоол хийх; цайруулах

Целлюлоз бол байгальд хамгийн элбэг бөгөөд нөхөн сэргээгдэх байгалийн полимер нэгдэл юм. Энэ нь олон төрлийн эх үүсвэр, хямд үнэ, байгаль орчинд ээлтэй. Химийн өөрчлөлтөөр хэд хэдэн целлюлозын деривативыг гаргаж авах боломжтой. Целлюлозын эфир нь целлюлозын глюкозын нэгжийн гидроксил бүлгийн устөрөгчийг нүүрсустөрөгчийн бүлгээр сольдог полимер нэгдэл юм. Эфиржилтийн дараа целлюлоз нь ус, шингэрүүлсэн шүлтийн уусмал, органик уусгагчд уусдаг, термопластик шинж чанартай байдаг. Хятад улс нь целлюлозын эфирийн хамгийн том үйлдвэрлэгч, хэрэглэгч бөгөөд жилийн дундаж өсөлтийн хурд нь 20 гаруй хувь юм. Маш сайн гүйцэтгэлтэй олон төрлийн целлюлозын эфирүүд байдаг бөгөөд тэдгээр нь барилга, цемент, газрын тос, хүнс, нэхмэл, угаалгын нунтаг, будаг, эм, цаас, электрон эд анги болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг.

Целлюлозын эфир зэрэг деривативын салбар хурдацтай хөгжихийн хэрээр түүнийг үйлдвэрлэх түүхий эдийн эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байна. Целлюлозын эфир үйлдвэрлэх үндсэн түүхий эд нь хөвөнгийн целлюлоз, модны нухаш, хулсны целлюлоз гэх мэт бөгөөд эдгээрийн дотроос хөвөн бол байгальд хамгийн их целлюлоз агуулсан байгалийн гаралтай бүтээгдэхүүн бөгөөд манай улс хөвөн үйлдвэрлэгч томоохон орон учраас хөвөнгийн целлюлоз целлюлозын эфир үйлдвэрлэх хамгийн тохиромжтой түүхий эд. Тусгай целлюлоз үйлдвэрлэх гадаадын тусгай тоног төхөөрөмж, технологийг дагнан нэвтрүүлсэн, бага температурт шүлт багатай хоол хийх, ногоон тасралтгүй цайруулах үйлдвэрлэлийн технологийг нэвтрүүлсэн, үйлдвэрлэлийн процессыг бүрэн автоматаар удирдаж, үйл явцын хяналтын нарийвчлал нь дотоод болон гадаадад ижил салбарын дэвшилтэт түвшинд хүрсэн. . Тус компани дотоод гадаадын үйлчлүүлэгчдийнхээ хүсэлтээр целлюлозын эфирийн өндөр зуурамтгай чанар бүхий хөвөнгийн целлюлозын судалгаа, хөгжүүлэлтийн туршилтыг хийж, дээжийг нь худалдан авагчдын талархлыг хүлээсэн.

1. Туршилт хийх

1.1 Түүхий эд

Целлюлозын эфирийн өндөр наалдамхай целлюлоз нь өндөр цагаан, өндөр зуурамтгай чанар, тоосжилт багатай байх шаардлагыг хангасан байх шаардлагатай. Целлюлозын эфирийн өндөр зуурамтгай чанар бүхий хөвөнгийн целлюлозын онцлогийг харгалзан, юуны түрүүнд түүхий эд, хөвөн хөвөнгийн өндөр боловсорч гүйцсэн, зуурамтгай чанар өндөртэй, гурван судалтай, хөвөн багатай үрийг сонгоход хатуу хяналт тавьсан. их биений агуулгыг түүхий эдээр сонгосон. Дээрх хөвөн хөвөнгийн дагуу Янз бүрийн үзүүлэлтийн шаардлагын дагуу целлюлозын эфирийн өндөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлоз үйлдвэрлэх түүхий эд болох хөвөн хөвөнг Шинжаанд ашиглахаар шийдсэн. Шинжааны ноолуурын чанарын үзүүлэлтүүд нь: зуурамтгай чанар≥2000 мл/г, боловсрох хугацаа≥70%, хүхрийн хүчилд уусдаггүй бодис≤6.0%, үнсний агууламжтай≤1.7%.

1.2 Багаж хэрэгсэл, эм

Туршилтын тоног төхөөрөмж: PL-100 цахилгаан тогоо (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), багаж хэрэгслийн тогтмол температурт усан халаагуур (Longkou цахилгаан зуухны үйлдвэр), PHSJ 3F нарийн рН хэмжигч (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Капилляр вискозиметр, WSB～2 цагаан өнгийн хэмжигч (Жинан Санчуан Жунгшиши

Laboratory Instrument Co., Ltd).

Туршилтын эмүүд: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Үйл явцын маршрут

Хөвөн даавуу→шүлтлэг хоол хийх→угаах→нунтаглах→цайруулах (хүчиллэг эмчилгээ орно)→нухаш хийх→бэлэн бүтээгдэхүүн→индексийн туршилт

1.4 Туршилтын агуулга

Хоол хийх процесс нь нойтон материал бэлтгэх, шүлтлэг хоол хийх аргыг ашиглан бодит үйлдвэрлэлийн процесс дээр суурилдаг. Зүгээр л тоо хэмжээний хөвөн даавууг цэвэрлэж, зайлуулж, шингэний харьцаа болон ашигласан шүлтийн хэмжээгээр тооцоолсон шүлтлэгийг нэмж, хөвөн хөвөн, шүлтлэгийг бүрэн хольж, чанах саванд хийж, өөр өөр хоол хийх температур, хадгалах хугацааны дагуу чанана. Хоол хий. Хоол хийж дууссаны дараа целлюлозыг угааж, цохиж, дараа нь хэрэглэхийн тулд цайруулна.

Цайруулах үйл явц: Целлюлозын концентраци, рН-ийн утга зэрэг параметрүүдийг төхөөрөмжийн бодит хүчин чадал, цайруулах горимын дагуу шууд сонгож, цайруулах бодисын хэмжээ зэрэг холбогдох параметрүүдийг туршилтаар хэлэлцдэг.

Цайруулагчийг гурван үе шатанд хуваадаг: (1) Уламжлалт хлоржуулалтын өмнөх үе шаттай цайруулах, целлюлозын концентрацийг 3% хүртэл тохируулах, целлюлозын рН-ийг 2.2-2.3 болгохын тулд хүчил нэмж, цайруулахдаа тодорхой хэмжээний натрийн гипохлорит нэмнэ. өрөөний температурт 40 минут байлгана. (2) Устөрөгчийн хэт ислийн хэсгийг цайруулах, целлюлозын концентрацийг 8% байхаар тохируулж, зутанг шүлтжүүлэхийн тулд натрийн гидроксидыг нэмж, устөрөгчийн хэт исэл нэмж, тодорхой температурт цайруулах ажлыг гүйцэтгэнэ (устөрөгчийн хэт исэл цайруулах хэсэгт тодорхой хэмжээний тогтворжуулагч натрийн силикат нэмнэ). Туршилтаар цайруулах тусгай температур, устөрөгчийн хэт ислийн тун, цайруулах хугацааг судалсан. (3) Хүчил боловсруулах хэсэг: целлюлозын концентрацийг 6% хүртэл тохируулж, хүчиллэг боловсруулалтанд хүчил ба металлын ионыг арилгахад туслах бодис нэмнэ, энэ хэсгийн үйл явц нь компанийн уламжлалт тусгай хөвөн целлюлозын үйлдвэрлэлийн процессын дагуу явагддаг бөгөөд тодорхой процесс нь үүнийг хийдэг. цаашид туршилтаар хэлэлцэх шаардлагагүй.

Туршилтын явцад цайруулах үе шат бүрд целлюлозын концентраци болон рН-ийг тохируулж, тодорхой хэмжээгээр цайруулах бодис нэмж, целлюлоз болон цайруулах бодисыг полиэтилен битүүмжилсэн уутанд жигд хольж, тогтмол температуртай усан халаагуурт тогтмол температурт хийнэ. тодорхой хугацаанд цайруулах. Цайруулах үйл явц Дунд зэргийн зутанг 10 минут тутамд гаргаж, хольж, жигд зуурч, цайруулах жигд байдлыг хангана. Цайруулах үе шат бүрийн дараа усаар угааж, дараа нь цайруулах дараагийн шат руу шилждэг.

1.5 Булингийн шинжилгээ ба илрүүлэх

Булингийн цайралтын дээжийг бэлтгэх, цагаан байдлыг хэмжихэд GB/T8940.2-2002 ба GB/T7974-2002-ыг тус тус ашигласан; GB/T1548-2004-ийг зутан зуурамтгай чанарыг хэмжихэд ашигласан.

2. Үр дүн ба хэлэлцүүлэг

2.1 Зорилтот шинжилгээ

Хэрэглэгчдийн хэрэгцээ шаардлагад нийцүүлэн целлюлозын эфирийн өндөр наалдамхай целлюлозын үндсэн техникийн үзүүлэлтүүд нь: цагаан байдал≥85%, зуурамтгай чанар≥1800 мл/г,α- целлюлоз≥90%, үнсний агууламж≤0.1%, төмөр≤12 мг/кг гэх мэт. Тус компанийн олон жилийн туршлагыг харгалзан тусгай хөвөн целлюлозыг үйлдвэрлэхэд тохирсон хоол хийх нөхцөл, угаах, цайруулах явцад хүчиллэг боловсруулалтын нөхцлийг хянаж,α-целлюлоз, үнс, төмрийн агууламж болон бусад үзүүлэлтүүд нь бодит үйлдвэрлэлд тавигдах шаардлагыг хангахад хялбар байдаг. Тиймээс энэхүү туршилтын боловсруулалтын гол зорилго нь цагаан байдал ба зуурамтгай чанарыг авч үздэг.

2.2 Хоол хийх үйл явц

Хоол хийх процесс нь тодорхой хоол хийх температур, даралтын дор шилэн эсийн анхдагч ханыг натрийн гидроксидоор устгаж, хөвөн дэх усанд уусдаг, шүлтэнд уусдаггүй целлюлозын хольц, өөх тос, лавыг уусгаж, агуулгаα- целлюлоз нэмэгддэг. . Хоол хийх явцад целлюлозын макромолекулын гинж задрахаас болж полимержилтын зэрэг буурч, зуурамтгай чанар нь буурдаг. Хэрэв хоол хийх зэрэг нь хэтэрхий хөнгөн байвал целлюлозыг сайтар чанаж болохгүй, дараагийн цайруулах нь муу, бүтээгдэхүүний чанар тогтворгүй болно; хэрвээ хоол хийх зэрэг нь хэтэрхий хүнд байвал целлюлозын молекулын гинж нь хүчтэй деполимержих ба зуурамтгай чанар нь хэтэрхий бага байх болно. Савны цайруулах чанар, зуурамтгай чанар зэрэгт тавигдах шаардлагыг иж бүрнээр нь авч үзвэл жигнэсний дараах зутангийн зуурамтгай чанар≥1900 мл/г, цагаан өнгөтэй байна≥55%.

Хоол хийх нөлөөнд нөлөөлдөг гол хүчин зүйлсийн дагуу: ашигласан шүлтийн хэмжээ, хоол хийх температур, хадгалах хугацаа зэрэг нь хоол хийх үйл явцын тохирох нөхцлийг сонгох туршилт хийхэд ортогональ туршилтын аргыг ашигладаг.

Ортогональ туршилтын үр дүнгийн маш муу мэдээллээс үзэхэд хоол хийх нөлөөнд гурван хүчин зүйлийн нөлөөлөл дараах байдалтай байна: хоол хийх температур > шүлтийн хэмжээ > хадгалах хугацаа. Хоол хийх температур ба шүлтийн хэмжээ нь хөвөн целлюлозын зуурамтгай чанар, цагаан байдалд ихээхэн нөлөөлдөг. Хоол хийх температур болон шүлтийн хэмжээ ихсэх тусам цагаан байдал нэмэгдэх боловч зуурамтгай чанар буурах хандлагатай байдаг. Өндөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлозыг үйлдвэрлэхийн тулд цагаан байдлыг хангахын зэрэгцээ хоол хийх дунд зэргийн нөхцлийг аль болох ашиглах хэрэгтэй. Тиймээс туршилтын өгөгдөлтэй хослуулан хоол хийх температур 115 байна°C ба ашигласан шүлтийн хэмжээ 9% байна. Гурван хүчин зүйлийн дунд цаг барих нөлөө нь бусад хоёр хүчин зүйлээс харьцангуй сул байна. Энэхүү хоол нь шүлт багатай, бага температурт хоол хийх аргыг ашигладаг тул хоол хийх жигд байдлыг нэмэгдүүлэх, хоол хийх зуурамтгай чанарыг тогтвортой байлгахын тулд хоол хийх хугацааг 70 минутаар сонгосон. Тиймээс A2B2C3 хослол нь зуурамтгай чанар өндөртэй целлюлозыг хамгийн сайн хоол хийх процесс гэж тодорхойлсон. Үйлдвэрлэлийн процессын нөхцөлд эцсийн целлюлозын цагаан байдал 55.3%, зуурамтгай чанар нь 1945 мл/г байв.

2.3 Цайруулах үйл явц

2.3.1 Урьдчилан хлоржуулах үйл явц

Урьдчилан хлоржуулах хэсэгт маш бага хэмжээний натрийн гипохлоритыг хөвөнгийн целлюлозонд нэмж, хөвөн дэх лигнинийг хлоржуулсан лигнин болгон хувиргаж, уусгана. Урьдчилан хлоржуулах шатанд цайруулсны дараа зутангийн зуурамтгай чанарыг хянах шаардлагатай.≥1850 мл/г, цагаан өнгөтэй≥63%.

Натрийн гипохлоритын хэмжээ нь энэ хэсэгт цайруулах нөлөө үзүүлэх гол хүчин зүйл юм. Боломжтой хлорын зохих хэмжээг судлахын тулд нэг хүчин зүйлийн туршилтын аргыг нэгэн зэрэг 5 зэрэгцээ туршилт хийсэн. Энэ зутан дахь натрийн гипохлоритыг өөр өөр хэмжээгээр нэмснээр зутан дахь үр дүнтэй хлор Хлорын агууламж 0.01 г/л, 0.02 г/л, 0.03 г/л, 0.04 г/л, 0.05 г/л байна. Цайруулагчийн дараа зуурамтгай чанар болон BaiDu.

Хөвөнгийн целлюлозын цагаан, зуурамтгай чанар нь байгаа хлорын хэмжээнээс хамаарч өөрчлөгдөж буй хлорын хэмжээ ихсэх тусам хөвөнгийн целлюлозын цагаан байдал аажмаар нэмэгдэж, зуурамтгай чанар нь аажмаар буурч байгааг харж болно. Боломжтой хлорын хэмжээ 0.01 г/л ба 0.02 г/л байвал хөвөнгийн целлюлозын цагаан байдал≤63%; Боломжтой хлорын хэмжээ 0.05 г/л байвал хөвөнгийн зуурамтгай чанар≤1850мл/г, энэ нь хлоржуулалтын өмнөх шаардлагыг хангахгүй байна. Сегментийн цайруулах хяналтын үзүүлэлтийн шаардлага. Боломжтой хлорын хэмжээ 0.03г/л ба 0.04г/л байх үед цайруулсаны дараах үзүүлэлтүүд нь зуурамтгай чанар 1885мл/г, цагаан нь 63.5%, зуурамтгай чанар 1854мл/г, цагаан нь 64.8% байна. Тунгийн хүрээ нь хлоржуулахын өмнөх хэсгийн цайруулагчийн хяналтын үзүүлэлтүүдийн шаардлагад нийцэж байгаа тул энэ хэсэгт байгаа хлорын тунг 0.03-0.04г/л байхаар урьдчилсан байдлаар тогтоосон.

2.3.2 Устөрөгчийн хэт ислийн үе шат цайруулах процессын судалгаа

Устөрөгчийн хэт исэлээр цайруулах нь цайралтыг сайжруулахын тулд цайруулах үйл явцын хамгийн чухал цайруулах үе шат юм. Энэ үе шат дууссаны дараа цайруулах процессыг дуусгахын тулд хүчиллэг эмчилгээний үе шатыг явуулдаг. Хүчиллэг боловсруулалтын үе шатыг нэмээд дараагийн цаас хийх, хэлбэржүүлэх үе шат нь целлюлозын зуурамтгай чанарт ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй бөгөөд цагаан байдлыг дор хаяж 2% нэмэгдүүлэх боломжтой. Тиймээс эцсийн өндөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын хяналтын индексийн шаардлагын дагуу устөрөгчийн хэт исэл цайруулах үе шатны индексийн хяналтын шаардлагыг зуурамтгай чанар гэж тодорхойлдог.≥1800 мл/г ба цагаан өнгөтэй≥83%.

Устөрөгчийн хэт исэл цайруулахад нөлөөлдөг гол хүчин зүйлүүд нь устөрөгчийн хэт ислийн хэмжээ, цайруулах температур, цайруулах хугацаа юм. Өндөр наалдамхай целлюлозын цагаан, зуурамтгай байдлын шаардлагыг хангахын тулд устөрөгчийн хэт ислийн цайруулах үйл явцын тохирох параметрүүдийг тодорхойлохын тулд цайруулах нөлөөнд нөлөөлж буй гурван хүчин зүйлийг ортогональ туршилтын аргаар шинжилэв.

Ортогональ туршилтын хэт ялгаатай өгөгдлүүдээс харахад цайруулах нөлөөнд гурван хүчин зүйлийн нөлөөлөл нь: цайруулах температур > устөрөгчийн хэт ислийн тун > цайруулах хугацаа. Цайруулах температур ба устөрөгчийн хэт ислийн хэмжээ нь цайруулах нөлөөнд нөлөөлдөг гол хүчин зүйл юм. Цайруулах температур ба устөрөгчийн хэт ислийн хоёр хүчин зүйлийн өгөгдөл аажмаар нэмэгдэх тусам хөвөнгийн целлюлозын цагаан байдал аажмаар нэмэгдэж, зуурамтгай чанар нь аажмаар буурдаг. Үйлдвэрлэлийн өртөг, тоног төхөөрөмжийн хүчин чадал, бүтээгдэхүүний чанарыг иж бүрнээр нь авч үзвэл устөрөгчийн хэт исэл цайруулах температурыг 80 хэм байна.°C, устөрөгчийн хэт ислийн тун нь 5% байна. Үүний зэрэгцээ туршилтын үр дүнгээс үзэхэд устөрөгчийн хэт ислийн цайруулах хугацаа нь цайруулах үйлчилгээнд бага нөлөө үзүүлдэг бөгөөд устөрөгчийн хэт ислийн нэг үе шаттай цайруулах хугацааг 80 минутаар сонгосон байна.

Сонгосон устөрөгчийн хэт ислийн үе шаттай цайруулах үйл явцын дагуу лаборатори олон тооны давтан баталгаажуулах туршилтуудыг явуулсан бөгөөд туршилтын үр дүнгээс харахад туршилтын үзүүлэлтүүд нь тогтоосон зорилтот шаардлагыг хангаж чадна.

3. Дүгнэлт

Хэрэглэгчийн шаардлагын дагуу нэг хүчин зүйлийн туршилт, ортогональ туршилтаар компанийн бодит тоног төхөөрөмжийн хүчин чадал, үйлдвэрлэлийн өртөгтэй хослуулан целлюлозын эфирийн өндөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын үйлдвэрлэлийн процессын параметрүүдийг дараах байдлаар тодорхойлно: (1) Хоол хийх үйл явц: ашиглах 9 шүлтийн %, тогооч Температур нь 115 байна°C, барих хугацаа нь 70 минут. (2) Цайруулах үйл явц: урьдчилан хлоржуулах хэсэгт цайруулах боломжтой хлорын тун нь 0.03-0.04 г/л; устөрөгчийн хэт ислийн хэсэгт цайруулах температур 80 байна°C, устөрөгчийн хэт ислийн тун нь 5%, цайруулах хугацаа 80 минут; Компанийн уламжлалт процессын дагуу хүчил боловсруулах хэсэг.

Өндөр зуурамтгай чанар бүхий нухашцеллюлозын эфирөргөн хэрэглээтэй, нэмүү өртөг өндөртэй тусгай хөвөн целлюлоз юм. Олон тооны туршилтын үндсэн дээр тус компани целлюлозын эфирийн өндөр наалдамхай целлюлозын үйлдвэрлэлийн процессыг бие даан боловсруулсан. Одоогийн байдлаар целлюлозын эфирийн өндөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлоз нь Kima Chemical компанийн үйлдвэрлэлийн гол сортуудын нэг болсон бөгөөд бүтээгдэхүүний чанарыг дотоод гадаадын үйлчлүүлэгчид санал нэгтэй хүлээн зөвшөөрч, сайшааж байна.