हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर साइजको तयारी र साइजिङमा यसको प्रयोग

सार:गैर-डिग्रेडेबल पोलिभिनिल अल्कोहल (PVA) स्लरी प्रतिस्थापन गर्न, हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर-हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज कृषि फोहोर हेम्प स्टकबाट तयार गरिएको थियो, र स्लरी तयार गर्न विशिष्ट स्टार्चसँग मिसाइएको थियो। पलिएस्टर-कटन मिश्रित धागो T/C65/35 14.7 टेक्सको आकार थियो र यसको साइजिङ प्रदर्शन परीक्षण गरिएको थियो। hydroxypropyl methylcellulose को इष्टतम उत्पादन प्रक्रिया निम्नानुसार थियो: lye को मास अंश 35% थियो; अल्काली सेलुलोज को कम्प्रेसन अनुपात 2.4 थियो; मिथेन र प्रोपाइलिन अक्साइडको तरल मात्रा अनुपात 7 : 3 छ; isopropanol संग पतला; प्रतिक्रिया दबाव 2 छ। 0MPa। हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज र विशिष्ट स्टार्च मिसाएर तयार गरिएको साइजमा कम सीओडी हुन्छ र यो बढी वातावरणमैत्री हुन्छ, र सबै साइजिङ सूचकहरूले PVA साइजलाई प्रतिस्थापन गर्न सक्छन्।

मुख्य शब्दहरू:भांगको डाँठ; हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर; polyvinyl रक्सी; सेल्युलोज ईथर साइजिङ

0.प्रस्तावना

चीन अपेक्षाकृत धनी पराल स्रोत भएको देश हो। बाली उत्पादन 700 मिलियन टन भन्दा बढी छ, र पराल को उपयोग दर प्रति वर्ष 3% मात्र छ। ठूलो मात्रामा परालको स्रोतको उपयोग हुन सकेको छैन । स्ट्र एक समृद्ध प्राकृतिक lignocellulosic कच्चा माल हो, जुन फिड, मल, सेल्युलोज डेरिभेटिभ र अन्य उत्पादनहरु मा प्रयोग गर्न सकिन्छ।

हाल, कपडा उत्पादन प्रक्रियामा फोहोर पानी प्रदूषण डिसाइजिंग सबैभन्दा ठूलो प्रदूषण स्रोतहरू मध्ये एक भएको छ। PVA को रासायनिक अक्सिजन माग धेरै उच्च छ। प्रिन्टिङ र डाइङ प्रक्रियामा PVA द्वारा उत्पादन गरिएको औद्योगिक फोहोर पानी नदीमा छोडेपछि, यसले जलीय जीवहरूको श्वासप्रश्वासलाई रोक्छ वा नष्ट गर्दछ। यसबाहेक, PVA ले पानीको निकायहरूमा तलछटहरूमा भारी धातुहरूको उत्सर्जन र स्थानान्तरणलाई बढाउँछ, जसले थप गम्भीर वातावरणीय समस्याहरू निम्त्याउँछ। PVA लाई हरियो स्लरीको साथ प्रतिस्थापन गर्न अनुसन्धान गर्न, साइजिङ प्रक्रियाको आवश्यकताहरू पूरा गर्न मात्र होइन, तर साइजिङ प्रक्रियाको क्रममा पानी र हावाको प्रदूषणलाई पनि कम गर्न आवश्यक छ।

यस अध्ययनमा, हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर-हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज (एचपीएमसी) कृषि फोहोर हेम्प स्ट्याकबाट तयार गरिएको थियो, र यसको उत्पादन प्रक्रियामा छलफल गरिएको थियो। र साइजिङको लागि साइजको रूपमा हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज र विशिष्ट स्टार्च साइज मिलाउनुहोस्, PVA साइजसँग तुलना गर्नुहोस्, र यसको साइजिङ कार्यसम्पादनबारे छलफल गर्नुहोस्।

1. प्रयोग

१. 1 सामग्री र उपकरणहरू

हेम्प स्टक, Heilongjiang; पलिएस्टर-कपास मिश्रित धागो T/C65/3514.7 टेक्स; स्व-निर्मित हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर-हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मेथाइलसेलुलोज; FS-101, परिमार्जित स्टार्च, PVA-1799, PVA-0588, Liaoning Zhongze Group Chaoyang Textile Co., Ltd.; propanol, प्रीमियम ग्रेड; प्रोपाइलिन अक्साइड, ग्लेशियल एसिटिक एसिड, सोडियम हाइड्रोक्साइड, आइसोप्रोपनोल, विश्लेषणात्मक शुद्ध; मिथाइल क्लोराइड, उच्च शुद्धता नाइट्रोजन।

GSH-3L प्रतिक्रिया केतली, JRA-6 डिजिटल डिस्प्ले चुम्बकीय हलचल पानी बाथ, DHG-9079A विद्युत ताप स्थिर तापमान सुख्खा ओभन, IKARW-20 ओभरहेड मेकानिकल आन्दोलक, ESS-1000 नमूना साइजिङ मेसिन, YG 061/PC इलेक्ट्रोनिक एकल धागो बल मिटर, LFY-109B कम्प्यूटरीकृत धागो घर्षण परीक्षक।

1.2 हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोजको तयारी

1. 2. 1 क्षार फाइबर को तयारी

हेम्पको डाँठलाई विभाजित गर्नुहोस्, यसलाई पल्भराइजरले 20 मेसहरूमा कुच्नुहोस्, हेम्प स्टक पाउडरलाई 35% NaOH जलीय घोलमा थप्नुहोस्, र यसलाई कोठाको तापक्रममा १ को लागि भिजाउनुहोस्। ५ ~ २ ० घन्टा क्षार, सेलुलोज र पानीको मास अनुपात १. २:१ होस् भनेर गर्भवती अल्काली फाइबरलाई निचोड्नुहोस्। २:१।

1. 2. 2 Etherification प्रतिक्रिया

तयार क्षार सेल्युलोजलाई प्रतिक्रिया केतलीमा फ्याँक्नुहोस्, 100 एमएल आइसोप्रोपोनोललाई पातलो रूपमा थप्नुहोस्, तरल पदार्थ 140 एमएल मिथाइल क्लोराइड र 60 एमएल प्रोपाइलिन अक्साइड थप्नुहोस्, भ्याकुमाइज गर्नुहोस्, र 2 मा दबाब दिनुहोस्। 0 MPa, बिस्तारै 1-2 घण्टाको लागि तापमान 45°C मा बढाउनुहोस्, र 1-2 घण्टाको लागि 75°C मा प्रतिक्रिया दिनुहोस् हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज तयार गर्न।

1. 2. 3 पोस्ट-प्रोसेसिङ

ग्लेशियल एसिटिक एसिडसँग इथरफाइड सेल्युलोज ईथरको pH लाई 6 मा समायोजन गर्नुहोस्। ५ ~ ७ 5, प्रोपानोलले तीन पटक धोइन्छ, र 85 डिग्री सेल्सियसमा ओभनमा सुकाइन्छ।

1.3 हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोजको उत्पादन प्रक्रिया

1. 3. 1 सेल्युलोज ईथर को तयारी मा घूर्णन गति को प्रभाव

सामान्यतया ईथरिफिकेशन प्रतिक्रिया भित्री भित्रबाट एक विषम प्रतिक्रिया हो। यदि त्यहाँ कुनै बाह्य शक्ति छैन भने, इथरिफिकेशन एजेन्टलाई सेल्युलोजको क्रिस्टलाइजेशनमा प्रवेश गर्न गाह्रो हुन्छ, त्यसैले हलचलको माध्यमबाट सेल्युलोजसँग इथरिफिकेशन एजेन्टलाई पूर्ण रूपमा संयोजन गर्न आवश्यक छ। यस अध्ययनमा, एक उच्च-दबाव हलचल रिएक्टर प्रयोग गरिएको थियो। बारम्बार प्रयोगहरू र प्रदर्शनहरू पछि, चयन गरिएको रोटेशनल गति 240-350 r/min थियो।

1. 3. 2 सेल्युलोज ईथर को तयारी मा क्षार एकाग्रता को प्रभाव

क्षारले सेल्युलोजको कम्प्याक्ट संरचनालाई फुल्नको लागि नष्ट गर्न सक्छ, र जब आकारहीन क्षेत्र र क्रिस्टलीय क्षेत्रको सूजन एकैसाथ हुन्छ, ईथरिफिकेशन सहज रूपमा अगाडि बढ्छ। सेल्युलोज ईथरको उत्पादन प्रक्रियामा, सेल्युलोज क्षारीकरण प्रक्रियामा प्रयोग हुने क्षारको मात्राले इथरिफिकेशन उत्पादनहरूको ईथरिफिकेशन दक्षता र समूहहरूको प्रतिस्थापनको डिग्रीमा ठूलो प्रभाव पार्छ। हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोजको तयारी प्रक्रियामा, लाइको एकाग्रता बढ्दै जाँदा, मेथोक्सिल समूहहरूको सामग्री पनि बढ्छ; यसको विपरीत, जब लाइको एकाग्रता घट्छ, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज आधार सामग्री ठूलो हुन्छ। मेथोक्सी समूहको सामग्री लाइको एकाग्रतासँग प्रत्यक्ष समानुपातिक छ; hydroxypropyl को सामग्री लाइ को एकाग्रता को विपरीत समानुपातिक छ। बारम्बार परीक्षण पछि NaOH को सामूहिक अंश 35% को रूपमा चयन गरिएको थियो।

1. 3. 3 सेल्युलोज ईथर को तयारी मा क्षार सेल्युलोज प्रेसिंग अनुपात को प्रभाव

अल्काली फाइबर थिच्नुको उद्देश्य क्षार सेल्युलोजको पानीको सामग्रीलाई नियन्त्रण गर्नु हो। जब थिच्ने अनुपात धेरै सानो हुन्छ, पानीको मात्रा बढ्छ, लाइको एकाग्रता घट्छ, इथरिफिकेशन दर घट्छ, र इथरिफिकेशन एजेन्ट हाइड्रोलाइज्ड हुन्छ र साइड प्रतिक्रियाहरू बढ्छ। , ईथरिफिकेशन दक्षता धेरै कम छ। जब थिच्ने अनुपात धेरै ठूलो हुन्छ, पानीको मात्रा घट्छ, सेल्युलोज सुन्न सकिँदैन, र कुनै प्रतिक्रियाशीलता हुँदैन, र इथरिफिकेशन एजेन्टले क्षार सेल्युलोजसँग पूर्ण रूपमा सम्पर्क गर्न सक्दैन, र प्रतिक्रिया असमान हुन्छ। धेरै परीक्षण र दबाब तुलना पछि, यो क्षार, पानी र सेल्युलोज को मास अनुपात 1. 2: 1 थियो भनेर निर्धारण गरियो। २:१।

1. 3. 4 सेल्युलोज ईथर को तयारी मा तापमान को प्रभाव

हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज तयार गर्ने प्रक्रियामा, पहिले ५०-६० डिग्री सेल्सियसमा तापक्रम नियन्त्रण गर्नुहोस् र यसलाई २ घण्टासम्म स्थिर तापक्रममा राख्नुहोस्। हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशन प्रतिक्रिया लगभग 30 ℃ मा गर्न सकिन्छ, र 50 ℃ मा hydroxypropylation प्रतिक्रिया दर धेरै बढ्छ; बिस्तारै तापमान 75 ℃ मा बढाउनुहोस्, र 2 घण्टाको लागि तापमान नियन्त्रण गर्नुहोस्। 50 डिग्री सेल्सियसमा, मेथिलेसन प्रतिक्रियाले शायदै प्रतिक्रिया गर्छ, 60 डिग्री सेल्सियसमा, प्रतिक्रिया दर ढिलो हुन्छ, र 75 डिग्री सेल्सियसमा, मेथिलेसन प्रतिक्रिया दर धेरै छिटो हुन्छ।

बहु-चरण तापमान नियन्त्रणको साथ हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोजको तयारीले मेथोक्सिल र हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूको सन्तुलनलाई मात्र नियन्त्रण गर्न सक्दैन, तर साइड प्रतिक्रियाहरू र पोस्ट-ट्रीटमेन्ट कम गर्न, र उचित संरचनाको साथ उत्पादनहरू प्राप्त गर्न मद्दत गर्दछ।

1. 3. 5 सेल्युलोज ईथर को तयारी मा इथरिफिकेशन एजेन्ट खुराक अनुपात को प्रभाव

हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज एक विशिष्ट गैर-आयनिक मिश्रित ईथर भएकोले, मिथाइल र हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरू विभिन्न हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज म्याक्रोमोलेकुलर चेनहरूमा प्रतिस्थापित हुन्छन्, अर्थात् प्रत्येक ग्लुकोज रिंग स्थितिमा फरक C। अर्कोतर्फ, मिथाइल र हाइड्रोक्सीप्रोपाइलको वितरण अनुपातमा अधिक फैलावट र अनियमितता छ। HPMC को पानी घुलनशीलता methoxy समूह को सामग्री संग सम्बन्धित छ। जब मेथोक्सी समूहको सामग्री कम हुन्छ, यसलाई बलियो क्षारमा विघटन गर्न सकिन्छ। मेथोक्सिल सामग्री बढ्दै जाँदा, यो पानी सुन्नको लागि अधिक संवेदनशील हुन्छ। मेथोक्सी सामग्री जति उच्च हुन्छ, पानीको घुलनशीलता राम्रो हुन्छ, र यसलाई स्लरीमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ।

मेथाइल क्लोराइड र प्रोपाइलिन अक्साइडको मात्राले मेथोक्सिल र हाइड्रोक्साइप्रोपाइलको सामग्रीमा प्रत्यक्ष प्रभाव पार्छ। राम्रो पानी घुलनशीलताको साथ हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज तयार गर्न, मिथाइल क्लोराइड र प्रोपाइलिन अक्साइडको तरल मात्रा अनुपात 7:3 को रूपमा चयन गरिएको थियो।

1.3.6 hydroxypropyl methylcellulose को इष्टतम उत्पादन प्रक्रिया

प्रतिक्रिया उपकरण एक उच्च-दबाव हलचल रिएक्टर हो; घूर्णन गति 240-350 आर / मिनेट छ; लाइ को जन अंश 35% छ; अल्काली सेल्युलोज को कम्प्रेसन अनुपात 2. 4; २ घण्टाको लागि ५० डिग्री सेल्सियसमा हाइड्रोक्सीप्रोपोक्सिलेशन, २ घण्टाको लागि ७५ डिग्री सेल्सियसमा मेथोक्सिलेसन; इथरिफिकेशन एजेन्ट मिथाइल क्लोराइड र प्रोपाइलिन अक्साइड तरल मात्रा अनुपात 7:3; वैक्यूम; दबाब 2। ० एमपीए; diluent isopropanol छ।

2. पत्ता लगाउने र आवेदन

2.1 हेम्प सेल्युलोज र अल्काली सेलुलोजको SEM

उपचार नगरिएको हेम्प सेल्युलोज र 35% NaOH सँग उपचार गरिएको हेम्प सेल्युलोजको तुलना गर्दा, यो स्पष्ट रूपमा फेला पार्न सकिन्छ कि क्षारीय सेल्युलोजमा अधिक सतह दरार, ठूलो सतह क्षेत्र, उच्च गतिविधि र सजिलो ईथरिफिकेशन प्रतिक्रिया छ।

2.2 इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी निर्धारण

उपचार पछि भांगको डाँठबाट निकालिएको सेलुलोज र हेम्प स्टक सेल्युलोजबाट तयार गरिएको HPMC को इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम। ती मध्ये, 3295 सेमी -1 मा बलियो र चौडा अवशोषण ब्यान्ड HPMC एसोसिएसन हाइड्रोक्सिल समूहको स्ट्रेचिङ भाइब्रेसन अवशोषण ब्यान्ड हो, 1250 ~ 1460 सेमी -1 मा अवशोषण ब्यान्ड CH, CH3 र CH2 को अवशोषण ब्यान्ड हो। 1600 cm मा ब्यान्ड -1 पोलिमर अवशोषण ब्यान्डमा पानीको अवशोषण ब्यान्ड हो। 1025cm -1 मा अवशोषण ब्यान्ड पोलिमरमा C — O — C को अवशोषण ब्यान्ड हो।

2.3 चिपचिपापन निर्धारण

तयार भांग स्टक सेल्युलोज ईथर नमूना लिनुहोस् र 2% जलीय समाधान तयार गर्न बीकरमा थप्नुहोस्, यसलाई राम्ररी हलचल गर्नुहोस्, भिस्कोमिटरको साथ यसको चिपचिपापन र चिपचिपापन स्थिरता मापन गर्नुहोस्, र 3 पटकको लागि औसत चिपचिपापन मापन गर्नुहोस्। तयार भांग स्टक सेल्युलोज ईथर नमूना को चिपचिपापन 11 थियो। ८ mpa·s।

2.4 साइजिङ आवेदन

2.4.1 स्लरी कन्फिगरेसन

3.5% को द्रव्यमान अंशको साथ 1000mL मा स्लरी तयार गरियो, मिक्सरसँग समान रूपमा हलचल गरियो, र त्यसपछि पानीको नुहाउने ठाउँमा राखियो र 1 घन्टाको लागि 95 डिग्री सेल्सियसमा ततियो। एकै समयमा, ध्यान दिनुहोस् कि पल्प पकाउने कन्टेनरलाई पानीको वाष्पीकरणको कारणले स्लरीको एकाग्रतालाई रोक्नको लागि राम्रोसँग बन्द गर्नुपर्छ।

2.4.2 स्लरी फॉर्म्युलेसन pH, मिसिबिलिटी र COD

हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज र स्पेसिफिक स्टार्च साइजलाई स्लरी (१#~४#) तयार गर्न मिलाउनुहोस्, र pH, मिसिबिलिटी र COD विश्लेषण गर्न PVA सूत्र स्लरी (०#) सँग तुलना गर्नुहोस्। पलिएस्टर-कटन मिश्रित धागो T/C65/3514.7 टेक्स ESS1000 नमूना साइजिङ मेसिनमा साइज गरिएको थियो, र यसको साइजिङ प्रदर्शन विश्लेषण गरिएको थियो।

यो देख्न सकिन्छ कि घरेलु हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर र विशिष्ट स्टार्च साइज 3 # इष्टतम आकारको सूत्र हो: 25% हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर, 65% परिमार्जित स्टार्च र 10% FS-101।

सबै साइजिङ डाटा PVA साइजको साइजिङ डाटासँग तुलना गर्न सकिन्छ, हाइड्रॉक्साइप्रोपाइल मेथाइलसेल्युलोज र विशिष्ट स्टार्चको मिश्रित साइजमा राम्रो साइजिङ प्रदर्शन छ भनेर संकेत गर्दछ; यसको pH तटस्थ को नजिक छ; hydroxypropyl methylcellulose र विशिष्ट स्टार्च विशिष्ट स्टार्च मिश्रित साइजको COD (17459.2 mg/L) PVA साइज (26448.0 mg/L) भन्दा उल्लेखनीय रूपमा कम थियो, र वातावरण संरक्षण कार्यसम्पादन राम्रो थियो।

3. निष्कर्ष

हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर-हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मेथाइलसेलुलोज साइजिङको लागि तयार गर्नको लागि इष्टतम उत्पादन प्रक्रिया निम्नानुसार छ: 240-350 r/min को रोटेशन गतिको साथ एक उच्च-दबाव स्टाइर्ड रिएक्टर, 35% को लाइको ठूलो अंश, र एक कम्प्रेसन अनुपात। अल्काली सेल्युलोज २.४ को, मिथाइलेशन तापमान ७५ डिग्री सेल्सियस र हाइड्रोक्साइप्रोपाइलेशन तापमान ५० डिग्री सेल्सियस, प्रत्येकलाई २ घण्टासम्म कायम राखिन्छ, मिथाइल क्लोराइड र प्रोपाइलिन अक्साइडको तरल मात्रा अनुपात ७:३, भ्याकुम, प्रतिक्रिया दबाव २.० एमपीए, isopropanol पातलो हो।

हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर PVA आकार बदल्नको लागि प्रयोग गरिएको थियो, र इष्टतम आकार अनुपात थियो: 25% हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर, 65% परिमार्जित स्टार्च र 10% FS-101। स्लरीको pH 6.5 छ र COD (17459.2 mg/L) PVA स्लरी (26448.0 mg/L) भन्दा धेरै कम छ, राम्रो वातावरणीय प्रदर्शन देखाउँदै।

हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर PVA साइजको सट्टा पलिएस्टर-कटन मिश्रित धागो T/C 65/3514.7tex को आकार दिनको लागि प्रयोग गरिएको थियो। साइजिङ सूचकांक बराबर छ। नयाँ हेम्प स्टक सेल्युलोज ईथर र परिमार्जित स्टार्च मिश्रित आकारले PVA आकारलाई प्रतिस्थापन गर्न सक्छ।