Bahan mentah untuk Eter Selulosa

Proses penghasilan pulpa kelikatan tinggi untuk eter selulosa telah dikaji. Faktor utama yang mempengaruhi memasak dan pelunturan dalam proses pengeluaran pulpa berkelikatan tinggi telah dibincangkan. Mengikut keperluan pelanggan, melalui ujian faktor tunggal dan kaedah ujian ortogon, digabungkan dengan kapasiti peralatan sebenar syarikat, parameter proses pengeluaran kelikatan tinggikapas haluspulpa bahan mentahuntuk eter selulosa ditentukan. Menggunakan proses pengeluaran ini, keputihan yang tinggi kelikatandiperhalusipulpa kapas yang dihasilkan untuk selulosa eter ialah≥85%, dan kelikatan adalah≥1800 mL/g.

Kata kunci: pulpa kelikatan tinggi untuk eter selulosa; proses pengeluaran; memasak; pelunturan

Selulosa adalah sebatian polimer semula jadi yang paling banyak dan boleh diperbaharui dalam alam semula jadi. Ia mempunyai pelbagai sumber, harga rendah, dan mesra alam. Satu siri derivatif selulosa boleh diperoleh melalui pengubahsuaian kimia. Eter selulosa ialah sebatian polimer di mana hidrogen dalam kumpulan hidroksil pada unit glukosa selulosa digantikan oleh kumpulan hidrokarbon. Selepas pengeteran, selulosa larut dalam air, larutan alkali cair dan pelarut organik, dan mempunyai termoplastik. China ialah pengeluar dan pengguna eter selulosa terbesar di dunia, dengan kadar pertumbuhan tahunan purata lebih daripada 20%. Terdapat banyak jenis eter selulosa dengan prestasi cemerlang, dan ia digunakan secara meluas dalam pembinaan, simen, petroleum, makanan, tekstil, detergen, cat, ubat, pembuatan kertas dan komponen elektronik dan industri lain.

Dengan perkembangan pesat bidang derivatif seperti selulosa eter, permintaan terhadap bahan mentah untuk pengeluarannya juga semakin meningkat. Bahan mentah utama untuk pengeluaran eter selulosa ialah pulpa kapas, pulpa kayu, pulpa buluh, dll. Antaranya, kapas adalah produk semula jadi dengan kandungan selulosa tertinggi dalam alam semula jadi, dan negara saya adalah negara pengeluar kapas yang besar, jadi pulpa kapas adalah bahan mentah yang sesuai untuk penghasilan eter selulosa. Peralatan dan teknologi khas asing yang diperkenalkan secara eksklusif untuk pengeluaran selulosa khas, mengamalkan masakan beralkali rendah suhu rendah, teknologi pengeluaran pelunturan berterusan hijau, kawalan proses pengeluaran automatik sepenuhnya, ketepatan kawalan proses telah mencapai tahap lanjutan industri yang sama di dalam dan luar negara . Atas permintaan pelanggan di dalam dan luar negara, syarikat itu telah menjalankan eksperimen penyelidikan dan pembangunan ke atas pulpa kapas berkelikatan tinggi untuk eter selulosa, dan sampel telah diterima dengan baik oleh pelanggan.

1. Eksperimen

1.1 Bahan mentah

Pulpa kelikatan tinggi untuk selulosa eter perlu memenuhi keperluan keputihan tinggi, kelikatan tinggi dan kehabukan rendah. Memandangkan ciri-ciri pulpa kapas berkelikatan tinggi untuk eter selulosa, pertama sekali, kawalan ketat telah dijalankan ke atas pemilihan bahan mentah, dan linters kapas dengan kematangan yang tinggi, kelikatan tinggi, tiada tiga filamen, dan biji kapas rendah. kandungan badan kapal dipilih sebagai bahan mentah. Menurut linters kapas di atas Mengikut keperluan pelbagai penunjuk, ia bertekad untuk menggunakan linters kapas di Xinjiang sebagai bahan mentah untuk pengeluaran pulpa berkelikatan tinggi untuk eter selulosa. Penunjuk kualiti kasmir Xinjiang ialah: kelikatan≥2000 mL/g, matang≥70%, asid sulfurik bahan tidak larut≤6.0%, kandungan abu≤1.7%.

1.2 Instrumen dan ubat-ubatan

Peralatan eksperimen: Periuk memasak elektrik PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), mandian air suhu malar instrumen (Kilang Relau Elektrik Longkou), meter pH ketepatan PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Viskometer kapilari, WSB～2 meter keputihan (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Ubat eksperimen: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Laluan proses

Lapis kapas→masakan beralkali→membasuh→pulpa→pelunturan (termasuk rawatan asid)→pembuatan pulpa→produk siap→ujian indeks

1.4 Kandungan eksperimen

Proses memasak adalah berdasarkan proses pengeluaran sebenar, menggunakan penyediaan bahan basah dan kaedah memasak beralkali. Cukup bersihkan dan keluarkan serpihan kapas kuantitatif, tambah lye yang dikira mengikut nisbah cecair dan jumlah alkali yang digunakan, campurkan sepenuhnya serpihan kapas dan lye, masukkan ke dalam tangki memasak, dan masak mengikut suhu memasak dan masa pegangan yang berbeza. masak la. Pulpa selepas dimasak dibasuh, dipukul dan diluntur untuk kegunaan kemudian.

Proses pelunturan: parameter seperti kepekatan pulpa dan nilai pH dipilih secara langsung mengikut kapasiti sebenar peralatan dan rutin pelunturan, dan parameter yang berkaitan seperti jumlah agen pelunturan dibincangkan melalui eksperimen.

Pemutihan dibahagikan kepada tiga peringkat: (1) Pemutihan peringkat pra-pengklorinan konvensional, laraskan kepekatan pulpa kepada 3%, tambah asid untuk mengawal nilai pH pulpa kepada 2.2-2.3, tambah sejumlah natrium hipoklorit untuk peluntur pada suhu bilik selama 40 minit. (2) Pemutihan bahagian hidrogen peroksida, laraskan kepekatan pulpa menjadi 8%, tambah natrium hidroksida untuk mengalkalikan buburan, tambah hidrogen peroksida dan jalankan pelunturan pada suhu tertentu (bahagian pelunturan hidrogen peroksida menambah sejumlah penstabil natrium silikat ). Suhu pelunturan khusus, dos hidrogen peroksida dan masa pelunturan telah diterokai melalui eksperimen. (3) Bahagian rawatan asid: laraskan kepekatan pulpa kepada 6%, tambahkan bantuan penyingkiran asid dan ion logam untuk rawatan asid, proses bahagian ini dijalankan mengikut proses pengeluaran pulpa kapas khas konvensional syarikat, dan proses khusus tidak tidak perlu lagi dibincangkan secara eksperimen.

Semasa proses eksperimen, setiap peringkat pelunturan melaraskan kepekatan pulpa dan pH, menambah bahagian tertentu reagen pelunturan, mencampurkan pulpa dan reagen peluntur secara sekata dalam beg plastik polietilena yang dimeteraikan, dan meletakkannya dalam tab mandi air suhu malar untuk suhu malar. pelunturan untuk masa tertentu. Proses pelunturan Keluarkan buburan sederhana setiap 10 minit, gaul dan uli sehingga sekata untuk memastikan keseragaman pelunturan. Selepas setiap peringkat pelunturan, ia dibasuh dengan air, dan kemudian meneruskan ke peringkat pelunturan seterusnya.

1.5 Analisis dan pengesanan buburan

GB/T8940.2-2002 dan GB/T7974-2002 masing-masing digunakan untuk penyediaan dan pengukuran keputihan bagi sampel keputihan buburan; GB/T1548-2004 digunakan untuk pengukuran kelikatan buburan.

2. Keputusan dan perbincangan

2.1 Analisis sasaran

Mengikut keperluan pelanggan, penunjuk teknikal utama pulpa kelikatan tinggi untuk eter selulosa ialah: keputihan≥85%, kelikatan≥1800 mL/g,α-selulosa≥90%, kandungan abu≤0.1%, besi≤12 mg /kg dsb. Mengikut pengalaman bertahun-tahun syarikat dalam pengeluaran pulpa kapas khas, dengan mengawal keadaan memasak yang sesuai, mencuci dan keadaan rawatan asid dalam proses pelunturan,α-selulosa, abu, kandungan besi dan penunjuk lain, ia adalah mudah untuk memenuhi keperluan dalam pengeluaran sebenar. Oleh itu, keputihan dan kelikatan diambil sebagai fokus pembangunan eksperimen ini.

2.2 Proses memasak

Proses memasak adalah untuk memusnahkan dinding utama serat dengan natrium hidroksida di bawah suhu dan tekanan memasak tertentu, supaya kekotoran bukan selulosa yang larut dalam air dan alkali, lemak dan lilin dalam serpihan kapas dibubarkan, dan kandungan daripadaα-selulosa meningkat. . Disebabkan oleh belahan rantai makromolekul selulosa semasa proses memasak, tahap pempolimeran berkurangan dan kelikatan berkurangan. Sekiranya tahap memasak terlalu ringan, pulpa tidak akan dimasak dengan teliti, pelunturan seterusnya akan menjadi lemah, dan kualiti produk akan menjadi tidak stabil; jika tahap memasak terlalu berat, rantai molekul selulosa akan terdepolimer dengan kuat dan kelikatan akan menjadi terlalu rendah. Memandangkan secara menyeluruh keperluan kebolehlunturan dan indeks kelikatan buburan, ditentukan bahawa kelikatan buburan selepas dimasak adalah≥1900 mL/g, dan keputihannya adalah≥55%.

Mengikut faktor utama yang mempengaruhi kesan memasak: jumlah alkali yang digunakan, suhu memasak, dan masa penahanan, kaedah ujian ortogon digunakan untuk menjalankan eksperimen untuk memilih keadaan proses memasak yang sesuai.

Menurut data keputusan ujian ortogon yang sangat lemah, pengaruh tiga faktor pada kesan memasak adalah seperti berikut: suhu memasak > jumlah alkali > masa penahanan. Suhu memasak dan jumlah alkali mempunyai pengaruh yang besar terhadap kelikatan dan keputihan pulpa kapas. Dengan peningkatan suhu memasak dan jumlah alkali, keputihan cenderung meningkat, tetapi kelikatan cenderung berkurangan. Untuk penghasilan pulpa berkelikatan tinggi, keadaan memasak yang sederhana hendaklah diguna pakai sebaik mungkin sambil memastikan keputihan. Oleh itu, dalam kombinasi dengan data eksperimen, suhu memasak ialah 115°C, dan jumlah alkali yang digunakan ialah 9%. Kesan masa penahanan di antara ketiga-tiga faktor itu secara relatifnya lebih lemah daripada dua faktor yang lain. Memandangkan masakan ini menggunakan kaedah memasak beralkali rendah dan bersuhu rendah, untuk meningkatkan keseragaman masakan dan memastikan kestabilan kelikatan memasak, masa penahanan dipilih sebagai 70 minit. Oleh itu, gabungan A2B2C3 ditentukan sebagai proses memasak terbaik untuk pulpa berkelikatan tinggi. Di bawah keadaan proses pengeluaran, keputihan pulpa akhir ialah 55.3%, dan kelikatan ialah 1945 mL/g.

2.3 Proses pelunturan

2.3.1 Proses pra-pengklorinan

Dalam bahagian pra-pengklorinan, sejumlah kecil natrium hipoklorit ditambah kepada pulpa kapas untuk menukar lignin dalam pulpa kapas kepada lignin berklorin dan dilarutkan. Selepas pelunturan dalam peringkat pra-pengklorinan, kelikatan buburan mesti dikawal untuk menjadi≥1850 mL/g, dan keputihan≥63%.

Jumlah natrium hipoklorit adalah faktor utama yang mempengaruhi kesan pelunturan dalam bahagian ini. Untuk meneroka jumlah klorin yang ada yang sesuai, kaedah ujian faktor tunggal telah digunakan untuk menjalankan 5 eksperimen selari pada masa yang sama. Dengan menambah jumlah natrium hipoklorit yang berbeza dalam buburan, klorin berkesan dalam buburan Kandungan klorin ialah 0.01 g/L, 0.02 g/L, 0.03 g/L, 0.04 g/L, 0.05 g/L masing-masing. Selepas pelunturan, kelikatan dan BaiDu.

Daripada perubahan keputihan dan kelikatan pulpa kapas dengan jumlah klorin yang ada, didapati bahawa dengan peningkatan klorin yang ada, keputihan pulpa kapas meningkat secara beransur-ansur, dan kelikatan secara beransur-ansur berkurangan. Apabila jumlah klorin yang ada ialah 0.01g/L dan 0.02g/L, keputihan pulpa kapas adalah≤63%; apabila jumlah klorin yang ada ialah 0.05g/L, kelikatan pulpa kapas adalah≤1850mL/g, yang tidak memenuhi keperluan pra-pengklorinan. Keperluan penunjuk kawalan pelunturan segmen. Apabila jumlah klorin yang ada ialah 0.03g/L dan 0.04g/L, penunjuk selepas pelunturan ialah kelikatan 1885mL/g, keputihan 63.5% dan kelikatan 1854mL/g, keputihan 64.8%. Julat dos adalah selaras dengan keperluan penunjuk kawalan pelunturan dalam bahagian pra-pengklorinan, jadi ia ditentukan secara awal bahawa dos klorin yang tersedia dalam bahagian ini ialah 0.03-0.04g/L.

2.3.2 Penyelidikan proses pelunturan peringkat hidrogen peroksida

Pemutihan hidrogen peroksida adalah peringkat pelunturan yang paling penting dalam proses pelunturan untuk meningkatkan keputihan. Selepas peringkat ini, satu peringkat rawatan asid dijalankan untuk melengkapkan proses pelunturan. Peringkat rawatan asid ditambah peringkat pembuatan dan pembentukan kertas berikutnya tidak mempunyai kesan ke atas kelikatan pulpa, dan boleh meningkatkan keputihan sekurang-kurangnya 2%. Oleh itu, mengikut keperluan indeks kawalan pulpa kelikatan tinggi akhir, keperluan kawalan indeks peringkat pelunturan hidrogen peroksida ditentukan sebagai kelikatan.≥1800 mL/g dan keputihan≥83%.

Faktor utama yang mempengaruhi pelunturan hidrogen peroksida ialah jumlah hidrogen peroksida, suhu pelunturan, dan masa pelunturan. Untuk mencapai keperluan keputihan dan kelikatan pulpa likat tinggi, tiga faktor yang mempengaruhi kesan pelunturan dianalisis dengan kaedah ujian ortogon untuk menentukan parameter proses pelunturan hidrogen peroksida yang sesuai.

Melalui data perbezaan melampau ujian ortogonal, didapati pengaruh tiga faktor terhadap kesan pelunturan ialah: suhu pelunturan > dos hidrogen peroksida > masa pelunturan. Suhu pelunturan dan jumlah hidrogen peroksida adalah faktor utama yang mempengaruhi kesan pelunturan. Dengan peningkatan beransur-ansur data dua faktor suhu pelunturan dan jumlah hidrogen peroksida, keputihan pulpa kapas meningkat secara beransur-ansur, dan kelikatan secara beransur-ansur berkurangan. Memandangkan kos pengeluaran, kapasiti peralatan dan kualiti produk secara menyeluruh, suhu pelunturan hidrogen peroksida ditentukan sebagai 80°C, dan dos hidrogen peroksida ialah 5%. Pada masa yang sama, menurut keputusan eksperimen, masa pelunturan hidrogen peroksida mempunyai sedikit pengaruh ke atas kesan pelunturan, dan masa pelunturan satu peringkat hidrogen peroksida dipilih sebagai 80 minit.

Mengikut proses pelunturan peringkat hidrogen peroksida yang dipilih, makmal telah menjalankan sejumlah besar eksperimen pengesahan berulang, dan keputusan eksperimen menunjukkan bahawa parameter eksperimen dapat memenuhi keperluan sasaran yang ditetapkan.

3. Kesimpulan

Mengikut keperluan pelanggan, melalui ujian faktor tunggal dan ujian ortogonal, digabungkan dengan kapasiti peralatan sebenar syarikat dan kos pengeluaran, parameter proses pengeluaran pulpa kelikatan tinggi untuk eter selulosa ditentukan seperti berikut: (1) Proses memasak: gunakan 9 % alkali, masak Suhu ialah 115°C, dan masa penahanan ialah 70 minit. (2) Proses pelunturan: dalam bahagian pra-pengklorinan, dos klorin yang tersedia untuk pelunturan ialah 0.03-0.04 g/L; dalam bahagian hidrogen peroksida, suhu pelunturan ialah 80°C, dos hidrogen peroksida ialah 5%, dan masa pelunturan ialah 80 minit; Bahagian rawatan asid, mengikut proses konvensional syarikat.

Pulpa kelikatan tinggi untuketer selulosaadalah pulpa kapas khas dengan aplikasi yang luas dan nilai tambah yang tinggi. Berdasarkan sejumlah besar eksperimen, syarikat itu secara bebas membangunkan proses pengeluaran pulpa kelikatan tinggi untuk eter selulosa. Pada masa ini, pulpa berkelikatan tinggi untuk selulosa eter telah menjadi salah satu jenis pengeluaran utama syarikat Kima Chemical, dan kualiti produk telah diiktiraf sebulat suara dan dipuji oleh pelanggan di dalam dan luar negara.