Råmateriale for celluloseeter

Produksjonsprosessen av høyviskos masse for celluloseeter ble studert. Hovedfaktorene som påvirker koking og bleking i prosessen med høyviskos masseproduksjon ble diskutert. I henhold til kundens krav, gjennom enkeltfaktortest og ortogonal testmetode, kombinert med selskapets faktiske utstyrskapasitet, produksjonsprosessparametere med høy viskositetraffinert bomullfruktkjøtt råstofffor celluloseeter er bestemt. Ved hjelp av denne produksjonsprosessen, hvitheten av høy viskositetraffinertbomullsmasse produsert for celluloseeter er≥85 %, og viskositeten er≥1800 ml/g.

Stikkord: høyviskositetsmasse for celluloseeter; produksjonsprosessen; matlaging; bleking

Cellulose er den mest tallrike og fornybare naturlige polymerforbindelsen i naturen. Den har et bredt spekter av kilder, lav pris og miljøvennlighet. En rekke cellulosederivater kan oppnås gjennom kjemisk modifikasjon. Celluloseeter er en polymerforbindelse der hydrogenet i hydroksylgruppen på celluloseglukoseenheten er erstattet med en hydrokarbongruppe. Etter foretring er cellulose løselig i vann, fortynnet alkaliløsning og organisk løsningsmiddel, og har termoplastisitet. Kina er verdens største produsent og forbruker av celluloseeter, med en gjennomsnittlig årlig vekstrate på mer enn 20 %. Det finnes mange typer celluloseetere med utmerket ytelse, og de er mye brukt i konstruksjon, sement, petroleum, mat, tekstil, vaskemiddel, maling, medisin, papirproduksjon og elektroniske komponenter og andre industrier.

Med den raske utviklingen av feltet av derivater som celluloseeter, øker også etterspørselen etter råvarer til produksjonen. De viktigste råvarene for produksjon av celluloseeter er bomullsmasse, tremasse, bambusmasse, etc. Blant dem er bomull det naturlige produktet med det høyeste celluloseinnholdet i naturen, og mitt land er et stort bomullsproduserende land, så bomullsmasse er et ideelt råmateriale for produksjon av celluloseeter. Eksklusivt introdusert utenlandsk spesialutstyr og teknologi for spesiell celluloseproduksjon, tar i bruk lavtemperatur lav-alkali matlaging, grønn kontinuerlig bleking produksjonsteknologi, helautomatisk kontroll av produksjonsprosessen, prosesskontrollnøyaktighet har nådd det avanserte nivået av samme industri i inn- og utland . På forespørsel fra kunder i inn- og utland har selskapet gjennomført forsknings- og utviklingsforsøk på høyviskos bomullsmasse for celluloseeter, og prøvene har blitt godt mottatt av kundene.

1. Eksperiment

1.1 Råvarer

Masse med høy viskositet for celluloseeter må oppfylle kravene til høy hvithet, høy viskositet og lav støvhet. Med tanke på egenskapene til høyviskøs bomullsmasse for celluloseeter, ble det først og fremst utført streng kontroll med valg av råvarer, og bomullslinters med høy modenhet, høy viskositet, ingen trefilament og lavt bomullsfrø skroginnhold ble valgt som råstoff. I henhold til ovennevnte bomullslinters I henhold til kravene til forskjellige indikatorer, er det fast bestemt på å bruke bomullslinters i Xinjiang som råmateriale for produksjon av høyviskositetsmasse for celluloseeter. Kvalitetsindikatorene til Xinjiang kashmir er: viskositet≥2000 ml/g, modenhet≥70 %, svovelsyre uløselig materiale≤6,0 %, askeinnhold≤1,7 %.

1.2 Instrumenter og medisiner

Eksperimentelt utstyr: PL-100 elektrisk kokegryte (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), instrument konstant temperatur vannbad (Longkou Electric Furnace Factory), PHSJ 3F presisjons pH-meter (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kapillærviskosimeter, WSB～2 hvithetsmåler (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Eksperimentelle legemidler: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Prosessrute

Bomull linters→alkalisk matlaging→vask→pulping→bleking (inkludert syrebehandling)→masseproduksjon→ferdig produkt→indekstesting

1.4 Eksperimentelt innhold

Kokeprosessen er basert på selve produksjonsprosessen, ved bruk av våtmateriale og alkaliske kokemetoder. Bare rengjør og fjern de kvantitative bomullslinters, tilsett den beregnede luten i henhold til væskeforholdet og mengden alkali som brukes, bland bomullslinters og lut helt, legg dem i en koketank og kok i henhold til forskjellige koketemperaturer og holdetider Kok den. Massen etter koking vaskes, piskes og blekes for senere bruk.

Blekeprosess: parametere som massekonsentrasjon og pH-verdi velges direkte i henhold til faktisk kapasitet på utstyret og blekerutiner, og relevante parametere som mengde blekemiddel diskuteres gjennom forsøk.

Bleking er delt inn i tre stadier: (1) Konvensjonell pre-kloreringstrinn bleking, juster massekonsentrasjonen til 3 %, tilsett syre for å kontrollere pH-verdien til massen til 2,2-2,3, tilsett en viss mengde natriumhypokloritt for å bleke kl. romtemperatur i 40 minutter. (2) Bleking av hydrogenperoksidseksjonen, juster massekonsentrasjonen til 8 %, tilsett natriumhydroksid for å alkalisere slurryen, tilsett hydrogenperoksid og utfør bleking ved en viss temperatur (hydrogenperoksidblekeseksjonen tilsetter en viss mengde stabilisator natriumsilikat). Den spesifikke bleketemperaturen, hydrogenperoksiddoseringen og bleketiden ble utforsket gjennom eksperimenter. (3) Syrebehandlingsseksjon: juster massekonsentrasjonen til 6%, tilsett syre- og metallionfjerningshjelpemidler for syrebehandling, prosessen i denne seksjonen utføres i henhold til selskapets konvensjonelle spesialproduksjonsprosess for bomullsmasse, og den spesifikke prosessen gjør det trenger ikke å bli ytterligere eksperimentelt diskutert.

Under eksperimentprosessen justerer hvert blekestadium massekonsentrasjonen og pH, tilsetter en viss andel blekereagens, blander massen og blekereagenset jevnt i en forseglet plastpose av polyetylen, og legger den i et vannbad med konstant temperatur for konstant temperatur. bleking i en bestemt tid. Blekeprosessen Ta ut den medium slurryen hvert 10. minutt, bland og elt den jevnt for å sikre jevn bleking. Etter hvert blekestadium vaskes det med vann, og fortsetter deretter til neste blekingstadium.

1.5 Slurryanalyse og deteksjon

GB/T8940.2-2002 og GB/T7974-2002 ble brukt til henholdsvis klargjøring og hvithetsmåling av slurry-hvithetsprøver; GB/T1548-2004 ble brukt til måling av slurry-viskositet.

2. Resultater og diskusjon

2.1 Målanalyse

I henhold til kundenes behov er de viktigste tekniske indikatorene for høyviskositetsmasse for celluloseeter: hvithet≥85 %, viskositet≥1800 ml/g,α-cellulose≥90 %, askeinnhold≤0,1 %, jern≤12 mg /kg etc. Ifølge selskapets mangeårige erfaring med produksjon av spesiell bomullsmasse, ved å kontrollere passende kokeforhold, vaske- og syrebehandlingsforhold i blekeprosessen,α-cellulose, aske, jerninnhold og andre indikatorer, er det enkelt å oppfylle kravene i faktisk produksjon. Derfor blir hvitheten og viskositeten tatt som fokus for denne eksperimentelle utviklingen.

2.2 Kokeprosess

Kokeprosessen er å ødelegge den primære veggen av fiberen med natriumhydroksid under en viss koketemperatur og trykk, slik at de vannløselige og alkaliløselige ikke-cellulose-urenhetene, fett og voks i bomullslinters blir oppløst, og innholdet iα-cellulose økes. . På grunn av spaltningen av makromolekylære cellulosekjeder under kokeprosessen, reduseres polymerisasjonsgraden og viskositeten reduseres. Hvis kokegraden er for lett, vil ikke massen bli tilberedt grundig, den påfølgende blekingen vil være dårlig, og produktkvaliteten vil være ustabil; hvis kokegraden er for tung, vil cellulosemolekylkjedene depolymeriseres voldsomt og viskositeten blir for lav. Ved å vurdere kravene til blekeevne og viskositetsindeks for slurryen, er det bestemt at viskositeten til slurryen etter koking er≥1900 mL/g, og hvitheten er≥55 %.

I henhold til hovedfaktorene som påvirker kokeeffekten: mengden alkali som brukes, koketemperaturen og holdetiden, brukes den ortogonale testmetoden til å utføre eksperimenter for å velge riktige kokeprosessbetingelser.

I henhold til de ekstremt dårlige dataene fra de ortogonale testresultatene, er påvirkningen av de tre faktorene på kokeeffekten som følger: koketemperatur > alkalimengde > holdetid. Koketemperaturen og mengden alkali har stor innflytelse på viskositeten og hvitheten til bomullsmasse. Med økningen av koketemperaturen og mengden alkali har hvitheten en tendens til å øke, men viskositeten har en tendens til å avta. For produksjon av høyviskositetsmasse bør moderate kokeforhold brukes så mye som mulig samtidig som hvithet sikres. Derfor, i kombinasjon med eksperimentelle data, er koketemperaturen 115 grader°C, og mengden alkali som brukes er 9%. Effekten av holdetid blant de tre faktorene er relativt svakere enn de to andre faktorene. Siden denne matlagingen bruker en kokemetode med lav alkali og lav temperatur, for å øke jevnheten i matlagingen og sikre stabiliteten til kokeviskositeten, velges holdetiden til 70 minutter. Derfor ble kombinasjonen A2B2C3 bestemt til å være den beste tilberedningsprosessen for høyviskos masse. Under produksjonsprosessbetingelsene var hvitheten til den endelige massen 55,3 %, og viskositeten var 1945 ml/g.

2.3 Blekeprosess

2.3.1 Forkloreringsprosess

I pre-kloreringsdelen tilsettes en svært liten mengde natriumhypokloritt til bomullsmassen for å omdanne ligninet i bomullsmassen til klorert lignin og løses opp. Etter bleking i forkloreringstrinnet må viskositeten til slurryen kontrolleres for å være≥1850 ml/g, og hvitheten≥63 %.

Mengden natriumhypokloritt er hovedfaktoren som påvirker blekeeffekten i denne delen. For å undersøke passende mengde tilgjengelig klor, ble enkeltfaktortestmetoden brukt til å utføre 5 parallelle eksperimenter samtidig. Ved å tilsette forskjellige mengder natriumhypokloritt i slurryen ble det effektive klor i slurryen. Klorinnholdet var henholdsvis 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L, 0,05 g/L. Etter bleking, viskositeten og BaiDu.

Fra endringene av bomullsmassehvithet og viskositet med mengden tilgjengelig klor, kan man finne at med økningen av tilgjengelig klor, øker hvitheten til bomullsmasse gradvis, og viskositeten avtar gradvis. Når mengden tilgjengelig klor er 0,01 g/l og 0,02 g/l, er hvitheten til bomullsmasse≤63%; når mengden tilgjengelig klor er 0,05 g/l, er viskositeten til bomullsmasse≤1850mL/g, som ikke oppfyller kravene til forklorering. Krav til segmentblekingskontrollindikator. Når mengden av tilgjengelig klor er 0,03g/L og 0,04g/L, er indikatorene etter bleking viskositet 1885mL/g, hvithet 63,5% og viskositet 1854mL/g, hvithet 64,8%. Doseringsområdet er i tråd med kravene til blekekontrollindikatorene i pre-kloreringsdelen, så det er foreløpig bestemt at tilgjengelig klordosering i denne delen er 0,03-0,04g/L.

2.3.2 Forskning i blekeprosessen på hydrogenperoksidstadiet

Hydrogenperoksidbleking er det viktigste blekestadiet i blekeprosessen for å forbedre hvitheten. Etter dette stadiet utføres et trinn med syrebehandling for å fullføre blekeprosessen. Syrebehandlingstrinnet pluss det påfølgende papirfremstillings- og formingstrinnet har ingen effekt på viskositeten til massen, og kan øke hvitheten med minst 2 %. Derfor, i henhold til kontrollindekskravene til den endelige høyviskositetsmassen, er indekskontrollkravene for hydrogenperoksidbleketrinnet bestemt til å være viskositet≥1800 ml/g og hvithet≥83 %.

De viktigste faktorene som påvirker hydrogenperoksidbleking er mengden hydrogenperoksid, bleketemperatur og bleketid. For å oppnå hvithets- og viskositetskravene til høyviskøs masse, ble de tre faktorene som påvirker blekeeffekten analysert ved ortogonal testmetode for å bestemme de passende parametrene for hydrogenperoksidblekeprosessen.

Gjennom de ekstreme forskjellsdataene til den ortogonale testen, er det funnet at påvirkningen av de tre faktorene på blekeeffekten er: bleketemperatur > hydrogenperoksiddosering > bleketid. Bleketemperaturen og mengden hydrogenperoksid er hovedfaktorene som påvirker blekeeffekten. Med den gradvise økningen av dataene for de to faktorene for bleketemperaturen og mengden hydrogenperoksid, øker hvitheten til bomullsmassen gradvis, og viskositeten reduseres gradvis. Tatt i betraktning produksjonskostnadene, utstyrskapasiteten og produktkvaliteten, er hydrogenperoksydbleketemperaturen bestemt til å være 80°C, og hydrogenperoksiddosen er 5%. Samtidig, ifølge de eksperimentelle resultatene, har bleketiden for hydrogenperoksyd liten innflytelse på blekeeffekten, og ett-trinns bleketiden for hydrogenperoksyd er valgt til 80 minutter.

I henhold til den valgte blekeprosessen for hydrogenperoksidstadiet har laboratoriet utført et stort antall gjentatte verifikasjonsforsøk, og de eksperimentelle resultatene viser at de eksperimentelle parameterne kan oppfylle de fastsatte målkravene.

3. Konklusjon

I henhold til kundens krav, gjennom enkeltfaktortest og ortogonal test, kombinert med selskapets faktiske utstyrskapasitet og produksjonskostnad, bestemmes produksjonsprosessparametrene for høyviskos masse for celluloseeter som følger: (1) Kokeprosess: bruk 9 % alkali, kok Temperaturen er 115°C, og holdetiden er 70 minutter. (2) Blekeprosess: i pre-kloreringsseksjonen er doseringen av tilgjengelig klor for bleking 0,03-0,04 g/L; i hydrogenperoksidseksjonen er bleketemperaturen 80°C, doseringen av hydrogenperoksid er 5 %, og bleketiden er 80 minutter; Syrebehandlingsseksjon, i henhold til selskapets konvensjonelle prosess.

Høyviskositetsmasse forcelluloseeterer en spesiell bomullsmasse med bred anvendelse og høy merverdi. På grunnlag av et stort antall eksperimenter utviklet selskapet uavhengig produksjonsprosessen for høyviskos masse for celluloseeter. For tiden har høyviskøs masse for celluloseeter blitt en av Kima Chemical-selskapets viktigste produksjonsvarianter, og produktkvaliteten har blitt enstemmig anerkjent og rost av kunder i inn- og utland.