Muhtasari:Ili kuchukua nafasi ya tope la polyvinyl inayoweza kuharibika (PVA), selulosi ya bua ya katani ether-hydroxypropyl methylcellulose ilitayarishwa kutoka kwa mabua ya katani ya taka ya kilimo, na kuchanganywa na wanga maalum ili kuandaa tope hilo. Uzi uliochanganywa wa pamba ya polyester T/C65/35 14.7 tex ulipimwa na utendaji wake wa saizi ulijaribiwa. Mchakato wa uzalishaji bora wa hydroxypropyl methylcellulose ulikuwa kama ifuatavyo: sehemu kubwa ya lye ilikuwa 35%; uwiano wa ukandamizaji wa selulosi ya alkali ilikuwa 2.4; Uwiano wa kiasi cha kioevu cha methane na oksidi ya propylene ni 7: 3; kuondokana na isopropanol; shinikizo la mmenyuko ni 2 . MPa 0. Ukubwa ulioandaliwa kwa kuchanganya hydroxypropyl methylcellulose na wanga maalum ina COD ya chini na ni rafiki wa mazingira zaidi, na viashiria vyote vya ukubwa vinaweza kuchukua nafasi ya ukubwa wa PVA.
Maneno muhimu:bua ya katani; katani bua selulosi etha; pombe ya polyvinyl; ukubwa wa etha ya selulosi
0.Dibaji
China ni moja ya nchi zenye rasilimali nyingi za majani. Pato la zao ni zaidi ya tani milioni 700, na kiwango cha matumizi ya majani ni 3% tu kila mwaka. Kiasi kikubwa cha rasilimali za majani hazijatumika. Majani ni malighafi ya asili ya lignocellulosic, ambayo inaweza kutumika katika malisho, mbolea, derivatives ya selulosi na bidhaa zingine.
Kwa sasa, kuondoa uchafuzi wa maji machafu katika mchakato wa utengenezaji wa nguo imekuwa moja ya vyanzo vikubwa zaidi vya uchafuzi wa mazingira. Mahitaji ya oksijeni ya kemikali ya PVA ni ya juu sana. Baada ya maji machafu ya viwanda yaliyotolewa na PVA katika mchakato wa uchapishaji na rangi hutolewa ndani ya mto, itazuia au hata kuharibu kupumua kwa viumbe vya majini. Kwa kuongezea, PVA inazidisha kutolewa na kuhama kwa metali nzito kwenye mchanga kwenye miili ya maji, na kusababisha shida kubwa zaidi za mazingira. Ili kufanya utafiti juu ya kuchukua nafasi ya PVA na tope kijani, inahitajika sio tu kukidhi mahitaji ya mchakato wa saizi, lakini pia kupunguza uchafuzi wa maji na hewa wakati wa mchakato wa saizi.
Katika utafiti huu, katani bua selulosi ether-hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ilitayarishwa kutoka kwa mabua taka ya katani ya kilimo, na mchakato wake wa uzalishaji ulijadiliwa. Na changanya hydroxypropyl methylcellulose na saizi mahususi ya wanga kama saizi ya kupima, linganisha na saizi ya PVA, na ujadili utendaji wake wa ukubwa.
1. Jaribio
1 . 1 Nyenzo na vyombo
Katani bua, Heilongjiang; uzi wa mchanganyiko wa polyester-pamba T/C65/3514.7 tex; kujitengenezea katani bua selulosi etha-hydroxypropyl methylcellulose; FS-101, wanga iliyorekebishwa, PVA-1799, PVA-0588, Liaoning Zhongze Group Chaoyang Textile Co., Ltd.; propanol, daraja la premium; oksidi ya propylene, asidi ya glacial asetiki, hidroksidi ya sodiamu, isopropanol, safi ya uchambuzi; kloridi ya methyl, nitrojeni ya usafi wa juu.
Bia ya majibu ya GSH-3L, onyesho la dijiti la JRA-6 la umwagaji wa maji unaokoroga kwa sumaku, DHG-9079A oveni ya kukaushia joto ya umeme isiyobadilika, kichochezi cha mitambo cha IKARW-20, mashine ya kupima sampuli ya ESS-1000, YG 061/PC mita ya nguvu ya uzi mmoja wa kielektroniki , LFY-109B kifaa cha kupima uzi wa kompyuta.
1.2 Maandalizi ya hydroxypropyl methylcellulose
1. 2. 1 Maandalizi ya nyuzi za alkali
Gawanya bua la katani, liponde hadi kufikia matundu 20 kwa kigandishi, ongeza unga wa bua la katani kwenye mmumunyo wa maji wa NaOH wa 35%, na loweka kwenye joto la kawaida kwa 1 . 5 ~ 2 . 0 h. Bana nyuzinyuzi ya alkali iliyotungwa mimba ili uwiano wa wingi wa alkali, selulosi na maji iwe 1. 2:1. 2:1.
1. 2. 2 Mmenyuko wa etherification
Tupa selulosi ya alkali iliyotayarishwa kwenye aaaa ya kinyumbulisho, ongeza mililita 100 za isopropanoli kama kiyeyusho, ongeza kioevu 140 ml ya kloridi ya methyl na mililita 60 ya oksidi ya propylene, vacuum, na shinikizo hadi 2 . 0 MPa, polepole ongeza joto hadi 45°C kwa saa 1-2, na uitikie ifikapo 75°C kwa saa 1-2 ili kuandaa hydroxypropyl methylcellulose.
1. 2. 3 Baada ya usindikaji
Rekebisha pH ya etha ya selulosi iliyo na etherified na asidi asetiki ya barafu hadi 6 . 5 ~ 7 . 5, nikanawa kwa propanol mara tatu, na kukaushwa katika oveni ifikapo 85°C.
1.3 Mchakato wa uzalishaji wa hydroxypropyl methylcellulose
1. 3. 1 Ushawishi wa kasi ya mzunguko juu ya maandalizi ya ether ya selulosi
Kawaida mmenyuko wa etherification ni mmenyuko tofauti kutoka ndani hadi ndani. Ikiwa hakuna nguvu ya nje, ni vigumu kwa wakala wa etherification kuingia kwenye fuwele ya selulosi, kwa hiyo ni muhimu kuchanganya kikamilifu wakala wa etherification na selulosi kwa njia ya kuchochea. Katika utafiti huu, reactor ya shinikizo la juu-shinikizo ilitumiwa. Baada ya majaribio ya mara kwa mara na maonyesho, kasi iliyochaguliwa ya mzunguko ilikuwa 240-350 r/min.
1. 3. 2 Athari za ukolezi wa alkali kwenye utayarishaji wa etha ya selulosi
Alkali inaweza kuharibu muundo wa kompakt wa selulosi ili kuifanya kuvimba, na wakati uvimbe wa eneo la amofasi na eneo la fuwele huwa thabiti, etherification inaendelea vizuri. Katika mchakato wa uzalishaji wa etha ya selulosi, kiasi cha alkali kinachotumiwa katika mchakato wa alkali ya selulosi ina ushawishi mkubwa juu ya ufanisi wa etherification wa bidhaa za etherification na kiwango cha uingizwaji wa vikundi. Katika mchakato wa maandalizi ya hydroxypropyl methylcellulose, wakati mkusanyiko wa lye huongezeka, maudhui ya vikundi vya methoxyl pia huongezeka; kinyume chake, wakati mkusanyiko wa lye unapungua, hydroxypropyl methylcellulose Maudhui ya msingi ni kubwa zaidi. Maudhui ya kundi la methoxy ni sawia moja kwa moja na mkusanyiko wa lye; maudhui ya hydroxypropyl yanawiana kinyume na mkusanyiko wa lye. Sehemu kubwa ya NaOH ilichaguliwa kuwa 35% baada ya majaribio ya mara kwa mara.
1. 3. 3 Athari ya uwiano wa shinikizo la selulosi ya alkali kwenye utayarishaji wa etha ya selulosi.
Madhumuni ya kushinikiza nyuzi za alkali ni kudhibiti maudhui ya maji ya selulosi ya alkali. Wakati uwiano wa kushinikiza ni mdogo sana, maudhui ya maji huongezeka, mkusanyiko wa lye hupungua, kiwango cha etherification hupungua, na wakala wa etherification hutolewa hidrolisisi na athari za upande huongezeka. , ufanisi wa etherification umepunguzwa sana. Wakati uwiano wa kushinikiza ni mkubwa sana, maudhui ya maji hupungua, selulosi haiwezi kuvimba, na haina reactivity, na wakala wa etherification hawezi kuwasiliana kikamilifu na selulosi ya alkali, na majibu ni kutofautiana. Baada ya vipimo vingi na kulinganisha kwa kasi, iliamua kuwa uwiano wa wingi wa alkali, maji na selulosi ni 1. 2: 1. 2:1.
1. 3. 4 Athari ya joto kwenye maandalizi ya etha ya selulosi
Katika mchakato wa kuandaa hydroxypropyl methylcellulose, kwanza udhibiti joto la 50-60 ° C na uihifadhi kwenye joto la kawaida kwa saa 2. Mmenyuko wa hydroxypropylation unaweza kufanywa karibu 30 ℃, na kiwango cha mmenyuko wa hidroksipropylation huongezeka sana kwa 50 ℃; polepole kuongeza joto hadi 75 ℃, na kudhibiti joto kwa masaa 2. Katika 50 ° C, mmenyuko wa methylation haufanyiki, kwa 60 ° C, kiwango cha majibu ni polepole, na saa 75 ° C, kiwango cha mmenyuko wa methylation huharakishwa sana.
Maandalizi ya hydroxypropyl methylcellulose na udhibiti wa joto wa hatua nyingi hawezi kudhibiti tu uwiano wa vikundi vya methoxyl na hydroxypropyl, lakini pia kusaidia kupunguza athari za upande na baada ya matibabu, na kupata bidhaa na muundo unaofaa.
1. 3. 5 Athari ya uwiano wa kipimo cha wakala wa etherification kwenye utayarishaji wa etha ya selulosi.
Kwa kuwa hydroxypropyl methylcellulose ni etha ya kawaida isiyo ya ioni iliyochanganyika, vikundi vya methyl na hydroxypropyl hubadilishwa kwenye minyororo tofauti ya hydroxypropyl methylcellulose macromolecular, yaani, C tofauti katika kila nafasi ya pete ya glukosi. Kwa upande mwingine, uwiano wa usambazaji wa methyl na hydroxypropyl una utawanyiko mkubwa na unasibu. Umumunyifu wa maji wa HPMC unahusiana na maudhui ya kikundi cha methoxy. Wakati maudhui ya kikundi cha methoxy ni ya chini, inaweza kufutwa katika alkali kali. Maudhui ya methoxyl yanapoongezeka, inakuwa nyeti zaidi kwa uvimbe wa maji. Kadiri kiwango cha methoksi kilivyo juu, ndivyo umumunyifu wa maji unavyoboreka, na inaweza kutengenezwa kuwa tope.
Kiasi cha kloridi ya methyl na oksidi ya propylene ina athari ya moja kwa moja kwenye maudhui ya methoxyl na hidroksipropyl. Ili kuandaa hydroxypropyl methylcellulose yenye umumunyifu mzuri wa maji, uwiano wa ujazo wa kioevu wa kloridi ya methyl na oksidi ya propylene ulichaguliwa kama 7:3.
1.3.6 Mchakato wa uzalishaji bora wa hydroxypropyl methylcellulose
vifaa vya mmenyuko ni high-shinikizo kushtushwa Reactor; kasi ya mzunguko ni 240-350 r / min; sehemu kubwa ya lye ni 35%; uwiano wa ukandamizaji wa selulosi ya alkali ni 2. 4; Hydroxypropoxylation saa 50 ° C kwa saa 2, methoxylation saa 75 ° C kwa saa 2; wakala wa etherification methyl kloridi na propylene oksidi kioevu kiasi uwiano 7: 3; utupu; shinikizo 2. MPa 0; diluent ni isopropanol.
2. Utambuzi na matumizi
2.1 SEM ya selulosi ya katani na selulosi ya alkali
Ikilinganisha selulosi ya katani ambayo haijatibiwa na selulosi ya katani iliyotibiwa kwa 35% NaOH, inaweza kugundulika wazi kuwa selulosi ya alkali ina nyufa nyingi zaidi za uso, eneo kubwa la uso, shughuli ya juu na mmenyuko rahisi wa etherification.
2.2 Uamuzi wa Infrared Spectroscopy
Selulosi inayotolewa kutoka kwa mabua ya katani baada ya matibabu na wigo wa infrared wa HPMC iliyotayarishwa kutoka kwa selulosi ya bua ya katani. Miongoni mwao, bendi yenye nguvu na pana ya kunyonya yenye urefu wa 3295 cm -1 ni mkanda wa kunyonya wa mtetemo wa kundi la HPMC chama hidroksili, mkanda wa kunyonya wa 1250 ~ 1460 cm -1 ni mkanda wa kunyonya wa CH, CH2 na CH3, na kunyonya. mkanda wa sm 1600 -1 ni mkanda wa kunyonya maji katika mkanda wa kunyonya polima. Mkanda wa kunyonya wa 1025cm -1 ni mkanda wa kunyonya wa C - O - C katika polima.
2.3 Uamuzi wa mnato
Chukua sampuli ya etha ya selulosi ya bangi iliyotayarishwa na uiongeze kwenye kopo ili kuandaa mmumunyo wa maji 2%, ukoroge kabisa, pima mnato wake na uthabiti wa mnato na viscometer, na upime wastani wa mnato kwa mara 3. Mnato wa sampuli ya selulosi ya selulosi ya bangi iliyotayarishwa ilikuwa 11. 8 mPa·s.
2.4 Ukubwa wa maombi
2.4.1 Usanidi wa tope
Tope hilo lilitayarishwa ndani ya 1000mL ya tope na sehemu kubwa ya 3.5%, iliyochochewa sawasawa na mchanganyiko, na kisha kuwekwa kwenye umwagaji wa maji na moto hadi 95 ° C kwa h 1. Wakati huo huo, kumbuka kwamba chombo cha kupikia massa kinapaswa kufungwa vizuri ili kuzuia mkusanyiko wa slurry kuongezeka kutokana na uvukizi wa maji.
2.4.2 Uundaji wa tope pH, mchanganyiko na COD
Changanya selulosi ya hydroxypropyl methyl na saizi maalum ya wanga ili kuandaa tope (1#~4#), na ulinganishe na tope la fomula ya PVA (0#) ili kuchanganua pH, kuchanganyika na COD. Uzi uliochanganywa wa pamba ya polyester T/C65/3514.7 ulipimwa kwenye mashine ya kupima sampuli ya ESS1000, na utendaji wake wa saizi ulichambuliwa.
Inaweza kuonekana kuwa katani iliyotengenezwa nyumbani ya bua selulosi etha na saizi maalum ya wanga 3 # ndio uundaji wa saizi inayofaa: 25% ya katani ya selulosi etha, 65% ya wanga iliyorekebishwa na 10% FS-101.
Data zote za ukubwa zinalinganishwa na data ya ukubwa wa ukubwa wa PVA, ikionyesha kwamba saizi iliyochanganywa ya hydroxypropyl methylcellulose na wanga mahususi ina utendaji mzuri wa saizi; pH yake ni karibu na neutral; hydroxypropyl methylcellulose na wanga maalum COD (17459.2 mg/L) ya wanga mahususi ya ukubwa mchanganyiko ilikuwa chini sana kuliko ile ya ukubwa wa PVA (26448.0 mg/L), na utendaji wa ulinzi wa mazingira ulikuwa mzuri.
3. Hitimisho
Mchakato bora wa uzalishaji wa kutayarisha selulosi ya bua ya katani ether-hydroxypropyl methylcellulose kwa ukubwa ni kama ifuatavyo: kiyeyeyusha kilichochochewa na shinikizo la juu na kasi ya mzunguko wa 240-350 r/min, sehemu kubwa ya lye ya 35% na uwiano wa mgandamizo. ya selulosi alkali 2.4, joto methylation ni 75 ℃, na joto hydroxypropylation ni 50 ℃, kila iimarishwe kwa saa 2, kioevu kiasi uwiano wa kloridi methyl na oksidi propylene ni 7: 3, utupu, shinikizo mmenyuko ni 2.0 MPa, isopropanol ni diluent.
Etha ya selulosi ya bua ya katani ilitumiwa kuchukua nafasi ya ukubwa wa PVA kwa ukubwa, na uwiano wa saizi mojawapo ulikuwa: 25% ya etha ya selulosi ya katani, 65% ya wanga iliyorekebishwa na 10% FS‐101. PH ya tope ni 6.5 na COD (17459.2 mg/L) iko chini sana kuliko ile ya tope la PVA (26448.0 mg/L), ikionyesha utendaji mzuri wa mazingira.
Etha ya selulosi ya bua ya katani ilitumiwa kupima ukubwa badala ya ukubwa wa PVA ili kupima uzi uliochanganywa wa pamba ya polyester T/C 65/3514.7tex. Fahirisi ya ukubwa ni sawa. Etha mpya ya katani ya selulosi na wanga iliyorekebishwa ya saizi iliyochanganywa inaweza kuchukua nafasi ya saizi ya PVA.
Muda wa kutuma: Feb-20-2023