Surovina pre éter celulózy

Študoval sa proces výroby buničiny s vysokou viskozitou pre éter celulózy. Diskutovalo sa o hlavných faktoroch ovplyvňujúcich varenie a bielenie v procese výroby buničiny s vysokou viskozitou. Podľa požiadaviek zákazníka, prostredníctvom jednofaktorového testu a ortogonálnej testovacej metódy v kombinácii so skutočnou kapacitou zariadenia spoločnosti, parametre výrobného procesu s vysokou viskozitourafinovaná bavlnadužina surovinypre éter celulózy sú určené. Pomocou tohto výrobného procesu, belosť s vysokou viskozitourafinovanébavlnená buničina vyrábaná pre éter celulózy je≥85% a viskozita je≥1800 ml/g.

kľúčové slová: buničina s vysokou viskozitou pre éter celulózy; výrobný proces; varenie; bielenie

Celulóza je najrozšírenejšia a obnoviteľná prírodná polymérna zlúčenina v prírode. Má širokú škálu zdrojov, nízku cenu a šetrnosť k životnému prostrediu. Chemickou modifikáciou možno získať rad derivátov celulózy. Éter celulózy je polymérna zlúčenina, v ktorej je vodík v hydroxylovej skupine na celulózovej glukózovej jednotke nahradený uhľovodíkovou skupinou. Po éterifikácii je celulóza rozpustná vo vode, zriedenom alkalickom roztoku a organickom rozpúšťadle a má termoplasticitu. Čína je najväčším svetovým výrobcom a spotrebiteľom celulózového éteru s priemernou ročnou mierou rastu viac ako 20 %. Existuje mnoho druhov celulózových éterov s vynikajúcim výkonom a sú široko používané v stavebníctve, cemente, rope, potravinách, textile, čistiacich prostriedkoch, farbách, medicíne, výrobe papiera a elektronických súčiastkach a iných priemyselných odvetviach.

S rýchlym rozvojom oblasti derivátov, ako je éter celulózy, sa zvyšuje aj dopyt po surovinách na jeho výrobu. Hlavnými surovinami na výrobu éteru celulózy sú bavlnená buničina, drevná buničina, bambusová buničina atď. Medzi nimi je bavlna prírodným produktom s najvyšším obsahom celulózy v prírode a moja krajina je veľkou krajinou produkujúcou bavlnu, takže bavlnená buničina je ideálna surovina na výrobu éteru celulózy. Exkluzívne zavedené zahraničné špeciálne zariadenia a technológie na výrobu špeciálnej celulózy, prijíma nízkoteplotné nízkoalkalické varenie, technológiu výroby zeleného kontinuálneho bielenia, plne automatické riadenie výrobného procesu, presnosť riadenia procesu dosiahla pokročilú úroveň toho istého odvetvia doma iv zahraničí . Na žiadosť zákazníkov doma aj v zahraničí spoločnosť uskutočnila výskumné a vývojové experimenty na vysokoviskóznej bavlnenej buničine pre celulózový éter a vzorky boli zákazníkmi dobre prijaté.

1. Experimentujte

1.1 Suroviny

Buničina s vysokou viskozitou pre éter celulózy musí spĺňať požiadavky vysokej belosti, vysokej viskozity a nízkej prašnosti. Vzhľadom na vlastnosti vysokoviskóznej bavlnenej buničiny pre celulózový éter sa v prvom rade vykonala prísna kontrola výberu surovín a bavlnených linterov s vysokou zrelosťou, vysokou viskozitou, bez troch vlákien a nízkym obsahom semien bavlny ako suroviny boli vybrané obsahy trupu. Podľa vyššie uvedených bavlnených linters Podľa požiadaviek rôznych ukazovateľov sa v Sin-ťiangu rozhodlo používať bavlnené linters ako surovinu na výrobu buničiny s vysokou viskozitou pre éter celulózy. Ukazovatele kvality kašmíru Xinjiang sú: viskozita≥2000 ml/g, zrelosť≥70 %, nerozpustná látka v kyseline sírovej≤6,0 %, obsah popola≤1,7 %.

1.2 Nástroje a lieky

Experimentálne vybavenie: elektrický hrniec na varenie PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), vodný kúpeľ prístroja s konštantnou teplotou (továreň na elektrické pece Longkou), presný pH meter PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kapilárny viskozimeter, WSB～2 meter belosti (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Experimentálne liečivá: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Procesná cesta

Bavlnené podložky→alkalické varenie→umývanie→rozvlákňovanie→bielenie (vrátane ošetrenia kyselinou)→výroba buničiny→hotový výrobok→indexové testovanie

1.4 Experimentálny obsah

Proces varenia je založený na skutočnom výrobnom procese s použitím mokrej prípravy materiálu a alkalických metód varenia. Jednoducho vyčistite a odstráňte kvantitatívne bavlnené žmolky, pridajte vypočítaný lúh podľa pomeru kvapaliny a množstva použitej zásady, úplne premiešajte bavlnené žmolky a lúh, vložte ich do varnej nádoby a varte podľa rôznych teplôt varenia a doby zdržania. Uvarte si to. Dužina sa po uvarení premyje, vyklepe a vybieli na neskoršie použitie.

Proces bielenia: parametre, ako je koncentrácia buničiny a hodnota pH, sa priamo vyberajú podľa skutočnej kapacity zariadenia a postupov bielenia a príslušné parametre, ako je množstvo bieliaceho činidla, sa diskutujú prostredníctvom experimentov.

Bielenie je rozdelené do troch etáp: (1) Konvenčné predchloračné štádium bielenia, upravte koncentráciu buničiny na 3 %, pridajte kyselinu na reguláciu hodnoty pH buničiny na 2,2-2,3, pridajte určité množstvo chlórnanu sodného na bielenie pri izbovej teplote počas 40 minút. (2) Bielenie sekcie peroxidom vodíka, upravte koncentráciu buničiny na 8 %, pridajte hydroxid sodný na alkalizáciu kalu, pridajte peroxid vodíka a vykonajte bielenie pri určitej teplote (sekcia bielenia peroxidom vodíka pridáva určité množstvo stabilizátora kremičitanu sodného). Špecifická teplota bielenia, dávkovanie peroxidu vodíka a čas bielenia boli skúmané prostredníctvom experimentov. (3) Sekcia spracovania kyselinou: upravte koncentráciu buničiny na 6%, pridajte pomocné prostriedky na odstraňovanie kyseliny a kovových iónov na úpravu kyselinou, proces tejto sekcie sa vykonáva podľa bežného výrobného procesu spoločnosti so špeciálnou bavlnenou buničinou a vykonáva sa špecifický proces. nie je potrebné ďalej experimentálne diskutovať.

Počas experimentu sa v každej fáze bielenia upraví koncentrácia buničiny a pH, pridá sa určitý podiel bieliaceho činidla, buničina a bieliace činidlo sa rovnomerne premiešajú v polyetylénovom plastovom zatavenom vrecku a vloží sa do vodného kúpeľa s konštantnou teplotou na konštantnú teplotu. bielenie po stanovenú dobu. Proces bielenia Každých 10 minút vyberte kašu média, premiešajte a premiešajte rovnomerne, aby ste zaistili rovnomernosť bielenia. Po každej fáze bielenia sa premyje vodou a potom sa pokračuje do ďalšej fázy bielenia.

1.5 Analýza a detekcia kalu

GB/T8940.2-2002 a GB/T7974-2002 sa použili na prípravu a meranie belosti vzoriek belosti suspenzie; GB/T1548-2004 sa použil na meranie viskozity suspenzie.

2. Výsledky a diskusia

2.1 Cieľová analýza

Podľa potrieb zákazníkov sú hlavnými technickými ukazovateľmi buničiny s vysokou viskozitou pre celulózový éter: belosť≥85%, viskozita≥1800 ml/g,α-celulóza≥90%, obsah popola≤0,1 %, železo≤12 mg /kg atď. Podľa dlhoročných skúseností spoločnosti s výrobou špeciálnej bavlnenej buničiny, riadením vhodných podmienok varenia, prania a kyslého spracovania v procese bielenia,α-celulóza, popol, obsah železa a ďalšie ukazovatele, je ľahké splniť požiadavky v skutočnej výrobe. Preto sa belosť a viskozita berú ako ťažisko tohto experimentálneho vývoja.

2.2 Proces varenia

Proces varenia spočíva v zničení primárnej steny vlákna hydroxidom sodným pri určitej teplote a tlaku varenia, takže vo vode rozpustné a v alkáliách rozpustné necelulózové nečistoty, tuk a vosk v bavlnených lintroch sa rozpustia a obsahα- je zvýšená celulóza. . V dôsledku štiepenia makromolekulárnych reťazcov celulózy počas procesu varenia sa znižuje stupeň polymerizácie a znižuje sa viskozita. Ak je stupeň varenia príliš nízky, dužina nebude dôkladne uvarená, následné bielenie bude slabé a kvalita produktu bude nestabilná; ak je stupeň varenia príliš vysoký, molekulové reťazce celulózy budú prudko depolymerizovať a viskozita bude príliš nízka. Pri komplexnom zvážení požiadaviek na bieliteľnosť a index viskozity kaše sa stanoví, že viskozita kaše po varení je≥1900 ml/g a belosť je≥55 %.

Podľa hlavných faktorov, ktoré ovplyvňujú efekt varenia: množstvo použitej alkálie, teplota varenia a doba zdržania, sa ortogonálna testovacia metóda používa na vykonávanie experimentov na výber vhodných podmienok procesu varenia.

Podľa extrémne zlých údajov výsledkov ortogonálneho testu je vplyv troch faktorov na efekt varenia nasledovný: teplota varenia > množstvo alkálií > doba zdržania. Teplota varenia a množstvo alkálií majú veľký vplyv na viskozitu a belosť bavlnenej buničiny. So zvyšujúcou sa teplotou varenia a množstvom alkálií má tendenciu stúpať belosť, ale viskozita má tendenciu klesať. Na výrobu buničiny s vysokou viskozitou by sa mali čo najviac prispôsobiť miernemu vareniu, pričom sa zabezpečí belosť. Preto v kombinácii s experimentálnymi údajmi je teplota varenia 115°C a množstvo použitej zásady je 9 %. Vplyv doby držania medzi týmito tromi faktormi je relatívne slabší ako účinok ostatných dvoch faktorov. Keďže pri tomto varení sa používa metóda varenia s nízkym obsahom alkálií a pri nízkej teplote, aby sa zvýšila rovnomernosť varenia a zabezpečila sa stabilita viskozity varenia, doba zdržania je zvolená na 70 minút. Preto bola kombinácia A2B2C3 určená ako najlepší spôsob varenia buničiny s vysokou viskozitou. Za podmienok výrobného procesu bola belosť finálnej buničiny 55,3 % a viskozita bola 1945 ml/g.

2.3 Proces bielenia

2.3.1 Proces predchlorácie

V predchloračnej sekcii sa do bavlnenej buničiny pridáva veľmi malé množstvo chlórnanu sodného, ​​aby sa lignín v bavlnenej buničine premenil na chlórovaný lignín a rozpustil sa. Po bielení v štádiu predchlórovania sa musí kontrolovať viskozita suspenzie, aby bola≥1850 ml/g a belosť≥63 %.

Množstvo chlórnanu sodného je v tejto časti hlavným faktorom ovplyvňujúcim bieliaci účinok. Aby sa preskúmalo vhodné množstvo dostupného chlóru, bola použitá jednofaktorová testovacia metóda na uskutočnenie 5 paralelných experimentov súčasne. Pridaním rôznych množstiev chlórnanu sodného do suspenzie bol účinný chlór v suspenzii Obsah chlóru bol 0,01 g/l, 0,02 g/l, 0,03 g/l, 0,04 g/l, resp. 0,05 g/l. Po bielení, viskozita a BaiDu.

Zo zmien belosti a viskozity bavlnenej buničiny s množstvom dostupného chlóru možno zistiť, že s nárastom dostupného chlóru sa belosť bavlnenej buničiny postupne zvyšuje a viskozita postupne klesá. Keď je množstvo dostupného chlóru 0,01 g/l a 0,02 g/l, belosť bavlnenej buničiny je≤63 %; keď je množstvo dostupného chlóru 0,05 g/l, viskozita bavlnenej buničiny je≤1850 ml/g, čo nespĺňa požiadavky na predchlórovanie. Požiadavky na kontrolný indikátor bielenia segmentov. Keď je množstvo dostupného chlóru 0,03 g/l a 0,04 g/l, indikátory po bielení sú viskozita 1885 ml/g, belosť 63,5 % a viskozita 1854 ml/g, belosť 64,8 %. Rozsah dávkovania je v súlade s požiadavkami kontrolných indikátorov bielenia v časti predchlórovania, preto je predbežne stanovené, že dostupná dávka chlóru v tejto časti je 0,03-0,04 g/l.

2.3.2 Výskum procesu bielenia v štádiu peroxidu vodíka

Bielenie peroxidom vodíka je najdôležitejšou fázou bielenia v procese bielenia na zlepšenie belosti. Po tomto stupni sa uskutoční stupeň kyslého spracovania na dokončenie procesu bielenia. Fáza kyslého spracovania plus následná fáza výroby papiera a formovania nemá žiadny vplyv na viskozitu buničiny a môže zvýšiť belosť najmenej o 2 %. Preto podľa požiadaviek na kontrolný index konečnej buničiny s vysokou viskozitou sú požiadavky na kontrolu indexu v stupni bielenia peroxidom vodíka určené ako viskozita≥1800 ml/g a belosť≥83 %.

Hlavné faktory ovplyvňujúce bielenie peroxidom vodíka sú množstvo peroxidu vodíka, teplota bielenia a doba bielenia. Aby sa dosiahli požiadavky na belosť a viskozitu vysoko viskóznej buničiny, analyzovali sa tri faktory ovplyvňujúce bieliaci účinok ortogonálnou testovacou metódou, aby sa určili vhodné parametre procesu bielenia peroxidom vodíka.

Prostredníctvom údajov o extrémnych rozdieloch ortogonálneho testu sa zistilo, že vplyv troch faktorov na bieliaci účinok je: teplota bielenia > dávka peroxidu vodíka > doba bielenia. Teplota bielenia a množstvo peroxidu vodíka sú hlavné faktory ovplyvňujúce bieliaci účinok. S postupným zvyšovaním údajov dvoch faktorov teploty bielenia a množstva peroxidu vodíka sa postupne zvyšuje belosť bavlnenej buničiny a postupne klesá viskozita. Vzhľadom na výrobné náklady, kapacitu zariadenia a komplexne kvalitu produktu je teplota bielenia peroxidom vodíka určená na 80°C a dávka peroxidu vodíka je 5 %. Zároveň podľa experimentálnych výsledkov má doba bielenia peroxidu vodíka malý vplyv na bieliaci účinok a doba jednostupňového bielenia peroxidu vodíka je zvolená na 80 minút.

Podľa zvoleného procesu bielenia v štádiu peroxidu vodíka laboratórium vykonalo veľké množstvo opakovaných overovacích experimentov a experimentálne výsledky ukazujú, že experimentálne parametre môžu spĺňať stanovené cieľové požiadavky.

3. Záver

Podľa požiadaviek zákazníka sa prostredníctvom jednofaktorového testu a ortogonálneho testu v kombinácii so skutočnou kapacitou zariadenia a výrobnými nákladmi spoločnosti určujú parametre výrobného procesu vysokoviskóznej buničiny pre éter celulózy nasledovne: (1) Proces varenia: použitie 9 % alkálie, varte Teplota je 115°C a doba zdržania je 70 minút. (2) Proces bielenia: v sekcii predchlórovania je dávka dostupného chlóru na bielenie 0,03-0,04 g/l; v sekcii peroxidu vodíka je teplota bielenia 80°C, dávka peroxidu vodíka je 5% a doba bielenia je 80 minút; Sekcia spracovania kyselinou podľa bežného postupu spoločnosti.

Buničina s vysokou viskozitou preéter celulózyje špeciálna bavlnená buničina so širokým využitím a vysokou pridanou hodnotou. Na základe veľkého počtu experimentov spoločnosť nezávisle vyvinula výrobný proces vysokoviskóznej buničiny pre éter celulózy. V súčasnosti sa vysoko viskózna buničina na výrobu éteru celulózy stala jednou z hlavných výrobných odrôd spoločnosti Kima Chemical a kvalita výrobkov bola jednomyseľne uznaná a chválená zákazníkmi doma iv zahraničí.