Сырье для эфира целлюлозы

Изучен процесс производства высоковязкой целлюлозы из эфира целлюлозы. Рассмотрены основные факторы, влияющие на варку и отбеливание в процессе производства высоковязкой целлюлозы. В соответствии с требованиями заказчика, посредством однофакторного испытания и метода ортогональных испытаний в сочетании с фактической мощностью оборудования компании, параметры производственного процесса высокой вязкостирафинированный хлопокмякоть сырьедля эфира целлюлозы определены. Благодаря этому производственному процессу белизна высоковязкихизысканныйхлопковая масса, полученная из эфира целлюлозы,≥85%, а вязкость≥1800 мл/г.

Ключевые слова: пульпа высокой вязкости для эфира целлюлозы; производственный процесс; приготовление пищи; отбеливание

Целлюлоза является наиболее распространенным и возобновляемым природным полимерным соединением в природе. Он имеет широкий спектр источников, низкую цену и экологичность. Путем химической модификации можно получить ряд производных целлюлозы. Эфир целлюлозы представляет собой полимерное соединение, в котором водород в гидроксильной группе глюкозного звена целлюлозы заменен углеводородной группой. После этерификации целлюлоза растворима в воде, разбавленных растворах щелочей и органических растворителях и обладает термопластичностью. Китай является крупнейшим в мире производителем и потребителем эфира целлюлозы со среднегодовым темпом роста более 20%. Существует множество видов эфиров целлюлозы с превосходными характеристиками, и они широко используются в строительстве, цементе, нефтяной, пищевой, текстильной, моющей, лакокрасочной, медицинской, бумажной промышленности, производстве электронных компонентов и других отраслях промышленности.

С быстрым развитием области производных, таких как эфир целлюлозы, также растет спрос на сырье для его производства. Основным сырьем для производства эфира целлюлозы является хлопковая целлюлоза, древесная целлюлоза, бамбуковая целлюлоза и т. д. Среди них хлопок является натуральным продуктом с самым высоким содержанием целлюлозы в природе, а моя страна является крупным производителем хлопка, поэтому хлопковая целлюлоза идеальное сырье для производства эфира целлюлозы. Эксклюзивно представлено зарубежное специальное оборудование и технология для производства специальной целлюлозы, применяется низкотемпературная низкощелочная варка, технология непрерывного зеленого отбеливания, полностью автоматическое управление производственным процессом, точность управления процессом достигла передового уровня той же отрасли в стране и за рубежом. . По просьбе клиентов в стране и за рубежом компания провела исследования и разработки высоковязкой хлопковой целлюлозы для эфира целлюлозы, и образцы были хорошо приняты клиентами.

1. Экспериментируйте

1.1 Сырье

Пульпа высокой вязкости для эфира целлюлозы должна отвечать требованиям высокой белизны, высокой вязкости и низкой пылимости. Учитывая характеристики высоковязкой хлопковой массы для эфира целлюлозы, в первую очередь проводился строгий контроль при выборе сырья, а также хлопкового линта с высокой зрелостью, высокой вязкостью, отсутствием трехволоконных нитей и низким содержанием хлопковых семян. В качестве сырья было выбрано содержимое корпуса. Согласно вышеуказанному хлопковому линту. Согласно требованиям различных показателей, в Синьцзяне в качестве сырья для производства высоковязкой целлюлозы для эфира целлюлозы определено использование хлопкового линта. Показателями качества синьцзянского кашемира являются: вязкость.≥2000 мл/г, зрелость≥70%, нерастворимое в серной кислоте вещество≤6,0%, зольность≤1,7%.

1.2 Инструменты и лекарства

Экспериментальное оборудование: электрическая кастрюля PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), прибор с водяной баней постоянной температуры (Longkou Electric Furnace Factory), прецизионный pH-метр PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Капиллярный вискозиметр WSB～2 метра белизны (Цзинань Саньцюань Чжуншиши

Компания «Лабораторный прибор», ООО).

Экспериментальные препараты: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Маршрут процесса

Хлопковый линтер→щелочная кулинария→стирка→варка целлюлозы→отбеливание (включая кислотную обработку)→производство целлюлозы→готовый продукт→индексное тестирование

1.4 Экспериментальный контент

Процесс приготовления основан на реальном производственном процессе с использованием влажной подготовки материала и щелочных методов приготовления. Просто очистите и удалите количественные хлопковые линты, добавьте рассчитанный щелок в соответствии с соотношением жидкости и количеством используемой щелочи, полностью перемешайте хлопковые линты и щелочь, поместите их в резервуар для приготовления и готовьте в соответствии с различными температурами приготовления и временем выдержки. Приготовьте это. Мякоть после варки промывают, отбивают и отбеливают для дальнейшего использования.

Процесс отбеливания: такие параметры, как концентрация целлюлозы и значение pH, выбираются непосредственно в соответствии с фактической производительностью оборудования и процедур отбеливания, а соответствующие параметры, такие как количество отбеливающего агента, обсуждаются посредством экспериментов.

Отбеливание делится на три этапа: (1) Обычная стадия отбеливания перед хлорированием: доведите концентрацию целлюлозы до 3%, добавьте кислоту для контроля значения pH целлюлозы до 2,2-2,3, добавьте определенное количество гипохлорита натрия для отбеливания при комнатной температуре в течение 40 минут. (2) Секция отбеливания перекисью водорода, доведите концентрацию целлюлозы до 8%, добавьте гидроксид натрия для подщелачивания суспензии, добавьте перекись водорода и проведите отбеливание при определенной температуре (секция отбеливания перекисью водорода добавляет определенное количество стабилизатора силиката натрия). Конкретная температура отбеливания, дозировка перекиси водорода и время отбеливания были исследованы посредством экспериментов. (3) Секция кислотной обработки: отрегулируйте концентрацию целлюлозы до 6%, добавьте кислоту и средства для удаления ионов металлов для кислотной обработки. Процесс этой секции выполняется в соответствии с обычным специальным процессом производства хлопковой целлюлозы компании, и конкретный процесс не выполняется. не нуждается в дальнейшем экспериментальном обсуждении.

В ходе эксперимента на каждом этапе отбеливания регулируется концентрация и pH целлюлозы, добавляется определенная пропорция отбеливающего реагента, равномерно смешивается целлюлоза и отбеливающий реагент в полиэтиленовом пластиковом герметичном пакете и помещается на водяную баню с постоянной температурой. отбеливание в течение определенного времени. Процесс отбеливания Вынимайте среднюю суспензию каждые 10 минут, перемешивайте и разминайте ее равномерно, чтобы обеспечить равномерность отбеливания. После каждого этапа отбеливания его промывают водой, а затем приступают к следующему этапу отбеливания.

1.5 Анализ и обнаружение суспензии

GB/T8940.2-2002 и GB/T7974-2002 использовались для приготовления и измерения белизны образцов суспензии соответственно; GB/T1548-2004 использовался для измерения вязкости суспензии.

2. Результаты и обсуждение.

2.1 Целевой анализ

В соответствии с потребностями клиентов основными техническими показателями целлюлозы высокой вязкости для эфира целлюлозы являются: белизна.≥85%, вязкость≥1800 мл/г,α-целлюлоза≥90%, зольность≤0,1%, железо≤12 мг/кг и т. д. Согласно многолетнему опыту компании в производстве специальной хлопковой целлюлозы, путем контроля соответствующих условий варки, промывки и кислотной обработки в процессе отбеливания,α- содержание целлюлозы, золы, железа и других показателей позволяет легко удовлетворить требования реального производства. Поэтому в центре внимания данной экспериментальной разработки лежат белизна и вязкость.

2.2 Процесс приготовления

Процесс варки заключается в разрушении первичной стенки волокна гидроксидом натрия при определенной температуре и давлении варки, так что водорастворимые и щелочерастворимые нецеллюлозные примеси, жир и воск в хлопковом линте растворяются, а хлопковое линты растворяются. содержаниеα-Увеличено количество клетчатки. . За счет расщепления макромолекулярных цепей целлюлозы в процессе варки снижается степень полимеризации и снижается вязкость. При слишком легкой степени варки мякоть будет проварена некачественно, последующая отбелка будет плохой, качество продукта будет нестабильным; если степень приготовления слишком высокая, молекулярные цепи целлюлозы будут бурно деполимеризоваться, и вязкость будет слишком низкой. Всесторонне учитывая требования к отбеливаемости и индексу вязкости суспензии, установлено, что вязкость суспензии после варки составляет≥1900 мл/г, белизна≥55%.

По основным факторам, влияющим на эффект варки: количеству используемой щелочи, температуре варки и времени выдержки, методом ортогональных испытаний проводятся эксперименты по выбору подходящих условий процесса варки.

По крайне скудным данным результатов ортогональных испытаний влияние трех факторов на эффект варки следующее: температура варки > количество щелочи > время выдержки. Большое влияние на вязкость и белизну хлопковой массы оказывают температура варки и количество щелочи. С увеличением температуры варки и количества щелочи белизна имеет тенденцию к увеличению, а вязкость – к снижению. Для производства высоковязкой целлюлозы следует применять максимально умеренные условия варки с обеспечением белизны. Следовательно, в сочетании с экспериментальными данными температура варки составляет 115°С.°С, а количество используемой щелочи составляет 9%. Влияние времени выдержки среди трех факторов относительно слабее, чем у двух других факторов. Поскольку при этом приготовлении используется низкощелочной и низкотемпературный метод приготовления, для повышения однородности приготовления и обеспечения стабильности вязкости приготовления время выдержки выбрано равным 70 минут. Таким образом, комбинация A2B2C3 была определена как лучший процесс варки целлюлозы высокой вязкости. В условиях производственного процесса белизна конечной пульпы составила 55,3%, вязкость – 1945 мл/г.

2.3 Процесс отбеливания

2.3.1 Процесс предварительного хлорирования

В секции предварительного хлорирования к хлопковой пульпе добавляется очень небольшое количество гипохлорита натрия для преобразования лигнина в хлопковой пульпе в хлорированный лигнин и его растворения. После отбеливания на этапе предварительного хлорирования необходимо контролировать вязкость суспензии, чтобы она была≥1850 мл/г, белизна≥63%.

Количество гипохлорита натрия является основным фактором, влияющим на эффект отбеливания в этом разделе. Чтобы определить необходимое количество доступного хлора, был использован метод однофакторного тестирования для одновременного проведения 5 параллельных экспериментов. При добавлении в суспензию различных количеств гипохлорита натрия эффективное содержание хлора в суспензии составляло 0,01 г/л, 0,02 г/л, 0,03 г/л, 0,04 г/л, 0,05 г/л соответственно. После отбеливания вязкость и БайДу.

Из изменения белизны и вязкости хлопковой целлюлозы в зависимости от количества доступного хлора можно установить, что с увеличением доступного хлора белизна хлопковой целлюлозы постепенно увеличивается, а вязкость постепенно снижается. Когда количество доступного хлора составляет 0,01 г/л и 0,02 г/л, белизна хлопковой целлюлозы снижается.≤63%; когда количество доступного хлора составляет 0,05 г/л, вязкость хлопковой массы равна≤1850 мл/г, что не соответствует требованиям предварительного хлорирования. Требования к индикатору контроля обесцвечивания сегмента. При количестве доступного хлора 0,03 г/л и 0,04 г/л показатели после отбеливания: вязкость 1885 мл/г, белизна 63,5% и вязкость 1854 мл/г, белизна 64,8%. Диапазон дозировок соответствует требованиям контрольных показателей отбеливания на участке предварительного хлорирования, поэтому предварительно определяется доступная дозировка хлора на этом участке 0,03-0,04 г/л.

2.3.2 Исследование процесса отбеливания на стадии перекиси водорода

Отбеливание перекисью водорода является наиболее важным этапом процесса отбеливания для улучшения белизны. После этого этапа проводится этап кислотной обработки для завершения процесса отбеливания. Стадия кислотной обработки плюс последующая стадия изготовления бумаги и формования не влияют на вязкость целлюлозы и могут повысить белизну как минимум на 2%. Таким образом, в соответствии с требованиями к контрольному индексу конечной высоковязкой целлюлозы, требования к контролю индекса на стадии отбеливания перекисью водорода определяются как вязкость≥1800 мл/г и белизна≥83%.

Основными факторами, влияющими на отбеливание перекисью водорода, являются количество перекиси водорода, температура отбеливания и время отбеливания. Чтобы достичь требований к белизне и вязкости высоковязкой целлюлозы, три фактора, влияющие на эффект отбеливания, были проанализированы с помощью метода ортогональных испытаний для определения соответствующих параметров процесса отбеливания перекисью водорода.

По данным экстремальных разностей ортогонального теста обнаружено, что влияние трех факторов на эффект отбеливания следующее: температура отбеливания > дозировка перекиси водорода > время отбеливания. Температура отбеливания и количество перекиси водорода являются основными факторами, влияющими на эффект отбеливания. При постепенном увеличении данных двух факторов температуры отбеливания и количества перекиси водорода белизна хлопковой целлюлозы постепенно увеличивается, а вязкость постепенно снижается. Учитывая стоимость производства, мощность оборудования и качество продукции в целом, температура отбелки перекисью водорода определена равной 80°С.°С, а дозировка перекиси водорода составляет 5%. В то же время, согласно результатам экспериментов, время отбеливания перекисью водорода мало влияет на эффект отбеливания, а время одностадийного отбеливания перекисью водорода выбрано равным 80 минут.

В соответствии с выбранным процессом отбеливания перекисью водорода в лаборатории было проведено большое количество повторных проверочных экспериментов, и результаты экспериментов показывают, что параметры эксперимента могут соответствовать установленным целевым требованиям.

3. Заключение

В соответствии с требованиями заказчика, посредством однофакторного испытания и ортогонального испытания в сочетании с фактической мощностью оборудования и себестоимостью производства, параметры процесса производства высоковязкой целлюлозы для эфира целлюлозы определяются следующим образом: (1) Процесс варки: использовать 9 % щелочи, варить Температура 115°С, время выдержки 70 минут. (2) Процесс отбеливания: в секции предварительного хлорирования дозировка доступного хлора для отбеливания составляет 0,03-0,04 г/л; в отделении перекиси водорода температура отбеливания 80°С, дозировка перекиси водорода 5%, время отбеливания 80 минут; Секция кислотной обработки в соответствии с традиционным процессом компании.

Целлюлоза высокой вязкости дляэфир целлюлозыпредставляет собой специальную хлопковую целлюлозу широкого применения и с высокой добавленной стоимостью. На основе большого количества экспериментов компания самостоятельно разработала технологию производства высоковязкой целлюлозы для эфира целлюлозы. В настоящее время высоковязкая целлюлоза для эфира целлюлозы стала одним из основных видов продукции компании Kima Chemical, а качество продукции было единодушно признано и высоко оценено клиентами в стране и за рубежом.