Råmaterial för cellulosater

Framställningsprocessen av högviskös massa för cellulosaeter studerades. De viktigaste faktorerna som påverkar tillagning och blekning i processen för högviskös massaproduktion diskuterades. Enligt kundens krav, genom enkelfaktortest och ortogonal testmetod, kombinerat med företagets faktiska utrustningskapacitet, produktionsprocessparametrar med hög viskositetraffinerad bomullmassa råvaraför cellulosaeter är bestämda. Med hjälp av denna produktionsprocess, vitheten av hög viskositetraffineradbomullsmassa som produceras för cellulosaeter är≥85 %, och viskositeten är≥1800 ml/g.

Nyckelord: högviskös massa för cellulosaeter; produktionsprocess; matlagning; blekning

Cellulosa är den vanligaste och mest förnybara naturliga polymerföreningen i naturen. Den har ett brett utbud av källor, lågt pris och miljövänlighet. En serie cellulosaderivat kan erhållas genom kemisk modifiering. Cellulosaeter är en polymerförening där vätet i hydroxylgruppen på cellulosaglukosenheten ersätts med en kolvätegrupp. Efter företring är cellulosa löslig i vatten, utspädd alkalilösning och organiskt lösningsmedel och har termoplasticitet. Kina är världens största producent och konsument av cellulosaeter, med en genomsnittlig årlig tillväxttakt på mer än 20 %. Det finns många typer av cellulosaetrar med utmärkta prestanda, och de används ofta i konstruktion, cement, petroleum, livsmedel, textil, tvättmedel, färg, medicin, papperstillverkning och elektroniska komponenter och andra industrier.

Med den snabba utvecklingen av området för derivat såsom cellulosaeter ökar också efterfrågan på råvaror för dess produktion. De huvudsakliga råvarorna för produktion av cellulosaeter är bomullsmassa, trämassa, bambumassa, etc. Bland dem är bomull den naturliga produkten med högst cellulosahalt i naturen, och mitt land är ett stort bomullsproducerande land, så bomullsmassa är en idealisk råvara för framställning av cellulosaeter. Exklusivt introducerad utländsk specialutrustning och teknologi för speciell cellulosaproduktion, antar lågtemperatur lågalkalimatlagning, grön kontinuerlig blekningsproduktionsteknik, helautomatisk kontroll av produktionsprocess, processkontrollnoggrannhet har nått den avancerade nivån för samma industri hemma och utomlands . På begäran av kunder hemma och utomlands har företaget genomfört forsknings- och utvecklingsexperiment på högviskös bomullsmassa för cellulosaeter och proverna har tagits emot väl av kunderna.

1. Experimentera

1.1 Råvaror

Högviskös massa för cellulosaeter måste uppfylla kraven på hög vithet, hög viskositet och låg dammighet. Med tanke på egenskaperna hos högviskös bomullsmassa för cellulosaeter genomfördes först och främst strikt kontroll av valet av råmaterial och bomullslinters med hög mognad, hög viskositet, utan trefilament och låg bomullsfrö skrovinnehåll valdes som råmaterial. Enligt ovanstående bomullslinters Enligt kraven från olika indikatorer är det fast beslutet att använda bomullslinters i Xinjiang som råmaterial för produktion av högviskös massa för cellulosaeter. Kvalitetsindikatorerna för Xinjiang kashmir är: viskositet≥2000 ml/g, mognad≥70%, svavelsyra olösligt material≤6,0 %, askhalt≤1,7 %.

1.2 Instrument och läkemedel

Experimentell utrustning: PL-100 elektrisk kokgryta (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), vattenbad med konstant temperatur för instrument (Longkou Electric Furnace Factory), PHSJ 3F precision pH-mätare (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kapillärviskosimeter, WSB～2 vithetsmätare (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Experimentella läkemedel: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Processväg

Bomullslinters→alkalisk matlagning→tvättning→massaning→blekning (inklusive syrabehandling)→massatillverkning→färdig produkt→indextestning

1.4 Experimentellt innehåll

Tillagningsprocessen är baserad på den faktiska produktionsprocessen, med våtmaterialberedning och alkaliska tillagningsmetoder. Rengör helt enkelt och ta bort de kvantitativa bomullslintren, tillsätt den beräknade luten enligt vätskeförhållandet och mängden alkali som används, blanda bomullslinters och lut helt, lägg dem i en koktank och koka enligt olika tillagningstemperaturer och hålltider Koka den. Massan efter tillagning tvättas, vispas och bleks för senare användning.

Blekningsprocess: parametrar som massakoncentration och pH-värde väljs direkt efter utrustningens faktiska kapacitet och blekningsrutiner, och relevanta parametrar som mängden blekmedel diskuteras genom experiment.

Blekning är uppdelad i tre steg: (1) Konventionell blekning i förkloreringssteget, justera massakoncentrationen till 3 %, tillsätt syra för att kontrollera pH-värdet på massan till 2,2-2,3, tillsätt en viss mängd natriumhypoklorit för att bleka kl. rumstemperatur i 40 minuter. (2) Blekning av väteperoxidsektionen, justera massakoncentrationen till 8 %, tillsätt natriumhydroxid för att alkalisera slurry, tillsätt väteperoxid och utför blekning vid en viss temperatur (väteperoxidblekningssektionen tillsätter en viss mängd stabilisator natriumsilikat). Den specifika blekningstemperaturen, väteperoxiddoseringen och blekningstiden undersöktes genom experiment. (3) Syrabehandlingssektion: justera massakoncentrationen till 6%, tillsätt syra- och metalljonborttagningshjälpmedel för syrabehandling, processen i detta avsnitt utförs enligt företagets konventionella speciella bomullsmassaproduktionsprocess, och den specifika processen gör det behöver inte diskuteras ytterligare experimentellt.

Under experimentprocessen justerar varje steg av blekning massans koncentration och pH, ​​tillsätter en viss andel blekereagens, blandar massan och blekereagenset jämnt i en förseglad polyetenplastpåse och placerar den i ett vattenbad med konstant temperatur för konstant temperatur. blekning under en viss tid. Blekningsprocessen Ta ut den medelstora uppslamningen var 10:e minut, blanda och knåda den jämnt för att säkerställa jämn blekning. Efter varje blekningssteg tvättas den med vatten och fortsätter sedan till nästa blekningssteg.

1.5 Uppslamningsanalys och detektion

GB/T8940.2-2002 och GB/T7974-2002 användes för beredning och vithetsmätning av slurryvithetsprover; GB/T1548-2004 användes för uppslamningsviskositetsmätning.

2. Resultat och diskussion

2.1 Målanalys

Enligt kundernas behov är de viktigaste tekniska indikatorerna för högviskös massa för cellulosaeter: vithet≥85 %, viskositet≥1800 ml/g,α-cellulosa≥90 %, askhalt≤0,1 %, järn≤12 mg /kg etc. Enligt företagets mångåriga erfarenhet av tillverkning av speciell bomullsmassa, genom att kontrollera lämpliga tillagningsförhållanden, tvätt- och syrabehandlingsförhållanden i blekningsprocessen,α-cellulosa, aska, järnhalt och andra indikatorer är det lätt att uppfylla kraven i själva produktionen. Därför tas vitheten och viskositeten som fokus för denna experimentella utveckling.

2.2 Tillagningsprocess

Tillagningsprocessen är att förstöra fiberns primära vägg med natriumhydroxid under en viss tillagningstemperatur och tryck, så att de vattenlösliga och alkalilösliga icke-cellulosaföroreningarna, fett och vax i bomullslinters löses upp, och innehållet iα-cellulosa ökar. . På grund av klyvningen av cellulosamakromolekylära kedjor under kokningsprocessen minskar polymerisationsgraden och viskositeten minskar. Om tillagningsgraden är för lätt kommer massan inte att kokas ordentligt, den efterföljande blekningen blir dålig och produktkvaliteten blir instabil; om kokningsgraden är för hög kommer cellulosamolekylkedjorna att depolymeriseras våldsamt och viskositeten blir för låg. Med hänsyn till kraven på blekbarhet och viskositetsindex för slurryn, fastställs det att slurryns viskositet efter tillagning är≥1900 ml/g, och vitheten är≥55 %.

Enligt de viktigaste faktorerna som påverkar tillagningseffekten: mängden alkali som används, tillagningstemperaturen och hålltiden, används den ortogonala testmetoden för att utföra experiment för att välja lämpliga tillagningsprocessförhållanden.

Enligt de extremt dåliga data från de ortogonala testresultaten är de tre faktorernas inverkan på tillagningseffekten följande: tillagningstemperatur > alkalimängd > hålltid. Tillagningstemperaturen och mängden alkali har stor inverkan på bomullsmassans viskositet och vithet. Med ökningen av tillagningstemperaturen och mängden alkali tenderar vitheten att öka, men viskositeten tenderar att minska. För framställning av högviskös massa bör måttliga tillagningsförhållanden användas så mycket som möjligt samtidigt som vitheten säkerställs. Därför, i kombination med experimentdata, är tillagningstemperaturen 115 grader°C, och mängden alkali som används är 9%. Effekten av hålltid bland de tre faktorerna är relativt svagare än de två andra faktorernas. Eftersom denna tillagning använder en tillagningsmetod med låg alkali och låg temperatur, för att öka tillagningens enhetlighet och säkerställa stabiliteten i tillagningsviskositeten, väljs hålltiden till 70 minuter. Därför bedömdes kombinationen A2B2C3 vara den bästa tillagningsprocessen för högviskös massa. Under produktionsprocessbetingelserna var den slutliga massans vithet 55,3% och viskositeten var 1945 ml/g.

2.3 Blekningsprocess

2.3.1 Förkloreringsprocess

I förkloreringsdelen tillsätts en mycket liten mängd natriumhypoklorit till bomullsmassan för att omvandla ligninet i bomullsmassan till klorerat lignin och lösas upp. Efter blekning i förkloreringssteget måste slammets viskositet kontrolleras för att vara≥1850 ml/g, och vitheten≥63 %.

Mängden natriumhypoklorit är den huvudsakliga faktorn som påverkar blekningseffekten i detta avsnitt. För att undersöka lämplig mängd tillgängligt klor användes enfaktortestmetoden för att utföra 5 parallella experiment samtidigt. Genom att tillsätta olika mängder natriumhypoklorit i slurryn blev det effektiva kloret i slammet. Klorhalten var 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L respektive 0,05 g/L. Efter blekning, viskositeten och BaiDu.

Från förändringarna av bomullsmassans vithet och viskositet med mängden tillgängligt klor, kan det konstateras att med ökningen av tillgängligt klor ökar vitheten hos bomullsmassa gradvis och viskositeten minskar gradvis. När mängden tillgängligt klor är 0,01 g/L och 0,02 g/L, är bomullsmassans vithet≤63%; när mängden tillgängligt klor är 0,05 g/L är bomullsmassans viskositet≤1850mL/g, vilket inte uppfyller kraven för förklorering. Segmenteringskrav för kontrollindikator för blekning. När mängden tillgängligt klor är 0,03g/L och 0,04g/L, är indikatorerna efter blekning viskositet 1885mL/g, vithet 63,5% och viskositet 1854mL/g, vithet 64,8%. Doseringsintervallet är i linje med kraven för blekningskontrollindikatorerna i förkloreringssektionen, så det är preliminärt fastställt att den tillgängliga klordosen i detta avsnitt är 0,03-0,04g/L.

2.3.2 Forskning i blekningsprocessen i väteperoxidstadiet

Väteperoxidblekning är det viktigaste blekningssteget i blekningsprocessen för att förbättra vitheten. Efter detta steg utförs ett steg av syrabehandling för att slutföra blekningsprocessen. Syrabehandlingssteget plus det efterföljande papperstillverknings- och formningssteget har ingen effekt på massans viskositet och kan öka vitheten med minst 2 %. Därför, enligt kontrollindexkraven för den slutliga högviskösa massan, bestäms indexkontrollkraven för väteperoxidblekningssteget till att vara viskositet≥1800 ml/g och vithet≥83 %.

De viktigaste faktorerna som påverkar väteperoxidblekning är mängden väteperoxid, blekningstemperatur och blekningstid. För att uppnå kraven på vithet och viskositet för högviskös massa analyserades de tre faktorerna som påverkar blekningseffekten med en ortogonal testmetod för att bestämma lämpliga parametrar för väteperoxidblekningsprocessen.

Genom de extrema skillnadsdata från det ortogonala testet har man funnit att inverkan av de tre faktorerna på blekningseffekten är: blekningstemperatur > väteperoxiddosering > blekningstid. Blekningstemperaturen och mängden väteperoxid är de viktigaste faktorerna som påverkar blekningseffekten. Med den gradvisa ökningen av data för de två faktorerna för blekningstemperaturen och mängden väteperoxid ökar vitheten hos bomullsmassan gradvis och viskositeten minskar gradvis. Med tanke på produktionskostnaden, utrustningens kapacitet och produktkvalitet heltäckande, bestäms väteperoxidblekningstemperaturen till 80°C, och väteperoxiddoseringen är 5%. Samtidigt, enligt de experimentella resultaten, har blekningstiden för väteperoxid liten inverkan på blekningseffekten, och enstegsblekningstiden för väteperoxid väljs till 80 minuter.

Enligt den valda blekningsprocessen i väteperoxidsteget har laboratoriet genomfört ett stort antal upprepade verifieringsexperiment, och experimentresultaten visar att de experimentella parametrarna kan uppfylla de uppställda målkraven.

3. Slutsats

Enligt kundens krav, genom enkelfaktortest och ortogonalt test, kombinerat med företagets faktiska utrustningskapacitet och produktionskostnad, bestäms produktionsprocessparametrarna för högviskös massa för cellulosaeter enligt följande: (1) Kokprocess: användning 9 % alkali, koka Temperaturen är 115°C, och hålltiden är 70 minuter. (2) Blekningsprocess: i förkloreringssektionen är doseringen av tillgängligt klor för blekning 0,03-0,04 g/L; i väteperoxidsektionen är blekningstemperaturen 80°C, dosen av väteperoxid är 5 %, och blekningstiden är 80 minuter; Syrabehandlingssektion, enligt företagets konventionella process.

Högviskös massa förcellulosaeterär en speciell bomullsmassa med bred användning och högt mervärde. På grundval av ett stort antal experiment utvecklade företaget självständigt produktionsprocessen av högviskös massa för cellulosaeter. För närvarande har högviskös massa för cellulosaeter blivit en av Kima Chemical-företagets huvudsakliga produktionssorter, och produktkvaliteten har enhälligt erkänts och hyllats av kunder hemma och utomlands.