Abstrak:Pikeun ngagentos slurry polyvinyl alcohol (PVA) anu henteu tiasa terdegradasi, tangkai rami selulosa éter-hidroksipropil métilselulosa disiapkeun tina batang hémp runtah tatanén, sareng dicampur sareng pati khusus pikeun nyiapkeun bubur. Poliéster-katun blended benang T/C65/35 14,7 tex ieu ukuran jeung kinerja ukuranana diuji. Prosés produksi optimal hydroxypropyl methylcellulose éta kieu: fraksi massa lye éta 35%; babandingan komprési tina selulosa alkali éta 2,4; Babandingan volume cair métana jeung propilén oksida nyaéta 7:3; éncér jeung isopropanol; tekanan réaksi nyaéta 2 . 0MPa. Ukuran disiapkeun ku Pergaulan hydroxypropyl methylcellulose jeung pati husus boga COD handap sarta leuwih ramah lingkungan, sarta sakabeh indikator ukuran bisa ngaganti ukuran PVA.
kecap konci:batang hemp; hemp stalk selulosa éter; polyvinyl alkohol; ukuran selulosa éter
0.Mukadimah
Cina mangrupakeun salah sahiji nagara kalawan sumberdaya jarami rélatif euyeub. Hasil pamotongan langkung ti 700 juta ton, sareng tingkat pamanfaatan jarami ngan ukur 3% unggal taun. Seueur sumber daya jarami henteu dimanfaatkeun. Jarami mangrupikeun bahan baku lignoselulosa alam anu beunghar, anu tiasa dianggo dina pakan, pupuk, turunan selulosa sareng produk sanésna.
Ayeuna, nyéépkeun polusi cai limbah dina prosés produksi tékstil parantos janten salah sahiji sumber polusi panggedéna. Paménta oksigén kimiawi PVA kacida luhurna. Saatos cai limbah industri anu dihasilkeun ku PVA dina prosés nyitak sareng ngawarnaan dibuang ka walungan, éta bakal ngahambat atanapi malah ngancurkeun réspirasi organisme akuatik. Leuwih ti éta, PVA aggravates sékrési jeung migrasi logam beurat dina sédimén dina awak cai, ngabalukarkeun masalah lingkungan leuwih serius. Pikeun ngalaksanakeun panalungtikan ngeunaan ngagentos PVA sareng slurry héjo, peryogi henteu ngan ukur nyumponan sarat tina prosés ukuran, tapi ogé pikeun ngaminimalkeun polusi cai sareng hawa nalika prosés ukuran.
Dina ulikan ieu, hemp stalk selulosa éter-hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) dijieun tina runtah tatanén hemp stalks, sarta prosés produksina dibahas. Jeung campur hydroxypropyl methylcellulose jeung ukuran pati husus salaku ukuran pikeun sizing, ngabandingkeun jeung ukuran PVA, jeung ngabahas kinerja ukuranana.
1. ékspérimén
1. 1 Bahan jeung alat
Hemp stalk, Heilongjiang; poliéster-katun blended benang T / C65 / 3514.7 tex; hemp stalk selulosa éter-hidroksipropil métilselulosa sorangan; FS-101, aci dirobah, PVA-1799, PVA-0588, Liaoning Zhongze Grup Chaoyang Tekstil Co., Ltd.; propanol, kelas premium; propiléna oksida, asam asétat glasial, natrium hidroksida, isopropanol, analitik murni; métil klorida, nitrogén purity tinggi.
GSH-3L réaksi ketel, JRA-6 tampilan digital magnét aduk cai mandi, DHG-9079A pemanasan listrik konstan suhu drying oven, IKARW-20 overhead mékanis agitator, ESS-1000 sampel mesin sizing, YG 061/PC éléktronik tunggal benang kakuatan méteran, LFY-109B komputerisasi benang abrasion tester.
1.2 Persiapan hidroksipropil métilselulosa
1. 2. 1 Persiapan serat alkali
Beulah batang hemp, remukkeun kana 20 bolong nganggo pulverizer, tambahkeun bubuk rami kana larutan cai 35% NaOH, teras soak dina suhu kamar salami 1 . 5 ~ 2 . 0 h. Squeeze serat alkali impregnated jadi babandingan massa alkali, selulosa, jeung cai téh 1. 2:1. 2:1.
1. 2. 2 Réaksi éterifikasi
Mindahkeun selulosa alkali anu disiapkeun kana ketel réaksi, tambahkeun 100 ml isopropanol salaku éncér, tambahkeun cair 140 ml métil klorida sareng 60 ml propiléna oksida, vakum, sareng tekenan kana 2 . 0 MPa, lalaunan naékkeun suhu ka 45°C salila 1-2 jam, sarta diréaksikeun dina 75°C salila 1-2 jam pikeun nyiapkeun hydroxypropyl methylcellulose.
1. 2. 3 Post-processing
Saluyukeun pH éter selulosa étherified jeung asam asétat glasial ka 6 . 5 ~ 7 . 5, dikumbah ku propanol tilu kali, sarta garing dina oven dina 85 ° C.
1.3 Prosés produksi hidroksipropil métilselulosa
1. 3. 1 Pangaruh laju rotasi dina persiapan éter selulosa
Biasana réaksi éterifikasi nyaéta réaksi hétérogén ti jero ka jero. Upami teu aya kakuatan éksternal, agén éterifikasi hésé asup kana kristalisasi selulosa, ku kituna perlu ngagabungkeun agén éterifikasi sareng selulosa ku cara diaduk. Dina ulikan ieu, reaktor diaduk tekanan tinggi dipaké. Saatos percobaan sareng demonstrasi diulang, laju rotasi anu dipilih nyaéta 240-350 r / mnt.
1. 3. 2 Pangaruh konsentrasi alkali dina persiapan éter selulosa
Alkali bisa ngancurkeun struktur kompak tina selulosa sangkan ngabareuhan, sarta lamun bareuh wewengkon amorf jeung wewengkon kristalin condong jadi konsisten, éterifikasi proceeds lancar. Dina prosés produksi éter selulosa, jumlah alkali dipaké dina prosés alkalization selulosa boga pangaruh hébat kana efisiensi éterifikasi produk éterifikasi jeung darajat substitusi gugus. Dina prosés persiapan hydroxypropyl methylcellulose, nalika konsentrasi lye ningkat, eusi gugus methoxyl ogé ningkat; Sabalikna, nalika konsentrasi lye nurun, nu hydroxypropyl methylcellulose Eusi basa leuwih badag. Eusi gugus methoxy sabanding langsung jeung konsentrasi lye; eusi hydroxypropyl berbanding terbalik jeung konsentrasi lye. Fraksi massa NaOH dipilih salaku 35% sanggeus tés ulang.
1. 3. 3 Pangaruh rasio mencét selulosa alkali dina persiapan éter selulosa
Tujuan mencét serat alkali nyaéta pikeun ngadalikeun eusi cai tina selulosa alkali. Nalika rasio mencét leutik teuing, eusi cai ningkat, konsentrasi lye turun, laju éterifikasi turun, sareng agén éterifikasi dihidrolisis sareng réaksi samping ningkat. , efisiensi éterifikasi geus greatly ngurangan. Nalika rasio mencét badag teuing, eusi cai nurun, selulosa teu bisa ngabareuhan, sarta teu boga réaktivitas, sarta agén étherification teu bisa pinuh kontak jeung selulosa alkali, sarta réaksina henteu rata. Sanggeus loba tés jeung ngabandingkeun mencét, éta ditangtukeun yén babandingan massa alkali, cai jeung selulosa éta 1. 2:1. 2:1.
1. 3. 4 Pangaruh suhu dina persiapan éter selulosa
Dina prosés nyiapkeun hydroxypropyl methylcellulose, kontrol heula suhu dina 50-60 °C sareng tetep dina suhu konstan salami 2 jam. Réaksi hydroxypropylation bisa dilaksanakeun dina ngeunaan 30 ℃, sarta laju réaksi hydroxypropylation naek greatly dina 50 ℃; lalaunan naékkeun suhu ka 75 ℃, sareng kontrol suhu salami 2 jam. Dina 50 ° C, réaksi métilasi boro-réaksi, dina 60 ° C, laju réaksina laun, sareng dina 75 ° C, laju réaksi métilasi digancangan pisan.
Persiapan hydroxypropyl methylcellulose kalayan kontrol suhu multi-tahap teu ngan bisa ngadalikeun kasaimbangan methoxyl na hydroxypropyl gugus, tapi ogé mantuan ngurangan réaksi samping na pos-perlakuan, sarta ménta produk kalawan struktur lumrah.
1. 3. 5 Pangaruh rasio dosis agén éterifikasi dina persiapan éter selulosa
Kusabab hydroxypropyl methylcellulose mangrupikeun éter campuran non-ionik, gugus métil sareng hidroksipropil disubstitusi dina ranté makromolekul hidroksipropil métilselulosa anu béda, nyaéta, béda C dina unggal posisi cincin glukosa. Di sisi anu sanés, rasio distribusi métil sareng hidroksipropil gaduh dispersi sareng acak anu langkung ageung. Leyuran cai HPMC patali jeung eusi gugus methoxy. Nalika eusi grup methoxy low, éta bisa leyur dina alkali kuat. Nalika kandungan methoxyl naék, éta janten langkung peka kana bareuh cai. Nu leuwih luhur eusi methoxy, nu hadé kaleyuran cai, sarta eta bisa dirumuskeun kana slurry.
Jumlah agén étherifying métil klorida jeung propiléna oksida boga dampak langsung kana eusi methoxyl jeung hydroxypropyl. Dina raraga nyiapkeun hydroxypropyl methylcellulose jeung kaleyuran cai alus, rasio volume cair métil klorida jeung propiléna oksida dipilih salaku 7:3.
1.3.6 Prosés produksi optimal hydroxypropyl methylcellulose
Parabot réaksi nyaéta réaktor diaduk tekanan tinggi; laju rotasi 240-350 r / mnt; fraksi massa lye nyaeta 35%; babandingan komprési tina selulosa alkali nyaéta 2. 4; Hydroxypropoxylation dina 50 ° C salila 2 jam, methoxylation dina 75 ° C salila 2 jam; agén éterifikasi métil klorida jeung propiléna oksida rasio volume cairan 7:3; vakum; tekanan 2. 0 MPa; diluent nyaeta isopropanol.
2. Deteksi jeung aplikasi
2.1 SEM selulosa hemp sareng selulosa alkali
Ngabandingkeun selulosa hemp anu henteu dirawat sareng selulosa hemp anu dirawat kalayan 35% NaOH, jelas tiasa dipendakan yén selulosa alkalis gaduh langkung retakan permukaan, permukaan anu langkung ageung, kagiatan anu langkung luhur sareng réaksi éterifikasi anu langkung gampang.
2.2 Tekad spéktroskopi Infrabeureum
Selulosa sasari tina gagang hemp saatos perlakuan sareng spéktrum infra red HPMC anu disiapkeun tina selulosa gagang hemp. Diantarana, pita nyerep anu kuat sareng lega dina 3295 cm -1 nyaéta pita nyerep geter manjang tina gugus hidroksil asosiasi HPMC, pita nyerep dina 1250 ~ 1460 cm -1 nyaéta pita nyerep CH, CH2 sareng CH3, sareng nyerepna. pita dina 1600 cm -1 nyaéta pita nyerep cai dina pita nyerep polimér. Pita serep dina 1025cm -1 nyaéta pita serep C - O - C dina polimér.
2.3 Nangtukeun viskositas
Candak sampel éter selulosa tangkai ganja anu disiapkeun sareng tambahkeun kana gelas kanggo nyiapkeun larutan cai 2%, aduk sacara saksama, ukur viskositas sareng stabilitas viskositasna nganggo viscometer, sareng ukur viskositas rata-rata 3 kali. Viskositas sampel éter selulosa tangkai ganja anu disiapkeun nyaéta 11. 8 mPa·s.
2.4 Aplikasi ukuran
2.4.1 Konfigurasi slurry
Slurry ieu disiapkeun kana 1000mL slurry kalawan fraksi massa 3,5%, diaduk rata jeung mixer, lajeng disimpen dina cai mandi jeung dipanaskeun nepi ka 95 ° C salila 1 h. Dina waktu nu sarua, dicatet yén wadahna masak bubur kudu disegel ogé pikeun nyegah konsentrasi slurry tina ngaronjatna alatan évaporasi cai.
2.4.2 Formulasi slurry pH, miscibility jeung COD
Campur hydroxypropyl métil selulosa jeung ukuran pati husus pikeun nyiapkeun slurry (1#~4#), jeung ngabandingkeun jeung slurry rumus PVA (0#) pikeun nganalisis pH, miscibility jeung COD. The poliéster-katun blended benang T / C65 / 3514.7 tex ieu ukuran dina ESS1000 sampel mesin sizing, sarta kinerja ukuranana dianalisis.
Ieu bisa ditempo yén hemp stalk selulosa éter homemade sarta aci spésifik ukuran 3 # mangrupakeun rumusan ukuran optimal: 25% hemp stalk selulosa éter, 65% aci dirobah sarta 10% FS-101.
Sadaya data ukuran tiasa dibandingkeun sareng data ukuran ukuran PVA, nunjukkeun yén ukuran campuran hydroxypropyl methylcellulose sareng pati spésifik gaduh kinerja ukuran anu saé; pH na leuwih deukeut ka nétral; hydroxypropyl methylcellulose jeung pati spésifik COD (17459,2 mg/L) tina ukuran campuran pati spésifik nyata leuwih handap tina ukuran PVA (26448,0 mg/L), sarta kinerja perlindungan lingkungan alus.
3. Kacindekan
Prosés produksi optimal pikeun nyiapkeun hemp stalk selulosa éter-hydroxypropyl methylcellulose pikeun ukuran nyaéta kieu: réaktor diaduk-tekanan luhur kalayan laju rotasi 240-350 r / mnt, fraksi massa lye 35%, sarta rasio komprési. tina alkali selulosa 2.4, suhu methylation nyaeta 75 ℃, sarta suhu hydroxypropylation nyaeta 50 ℃, masing-masing dijaga pikeun 2 jam, rasio volume cair métil klorida jeung propiléna oksida nyaéta 7:3, vakum, tekanan réaksi 2,0 MPa, isopropanol nyaéta éncér.
Éter selulosa hemp stalk dipaké pikeun ngagentos ukuran PVA pikeun ukuran, sareng rasio ukuran optimal nyaéta: 25% hémp stalk selulosa éter, 65% pati anu dirobih sareng 10% FS-101. pH slurry nyaeta 6,5 sarta COD (17459,2 mg / L) nyata leuwih handap tina slurry PVA (26448,0 mg / L), némbongkeun kinerja lingkungan alus.
Hemp stalk selulosa éter ieu dipaké pikeun sizing tinimbang ukuran PVA mun sizing benang poliéster-katun blended T/C 65/3514.7tex. Indéks ukuranana sarimbag. The hemp stalk selulosa éter anyar jeung pati dirobah ukuranana dicampur bisa ngaganti ukuran PVA.
waktos pos: Feb-20-2023