Malighafi kwa Cellulose Ether

Mchakato wa uzalishaji wa massa ya mnato wa juu kwa etha ya selulosi ilisomwa. Sababu kuu zinazoathiri kupikia na blekning katika mchakato wa uzalishaji wa massa ya juu-mnato zilijadiliwa. Kulingana na mahitaji ya mteja, kupitia mtihani wa sababu moja na njia ya mtihani wa orthogonal, pamoja na uwezo halisi wa vifaa vya kampuni, vigezo vya mchakato wa uzalishaji wa mnato wa juu.pamba iliyosafishwamajimaji malighafikwa ether ya selulosi zimedhamiriwa. Kutumia mchakato huu wa uzalishaji, weupe wa mnato wa juuiliyosafishwapamba massa zinazozalishwa kwa selulosi etha ni≥85%, na mnato ni≥1800 mL/g.

Maneno muhimu: massa ya mnato wa juu kwa etha ya selulosi; mchakato wa uzalishaji; kupika; upaukaji

Cellulose ni kiwanja cha polima asilia kinachopatikana kwa wingi zaidi na kinachoweza kufanywa upya katika asili. Ina anuwai ya vyanzo, bei ya chini, na urafiki wa mazingira. Mfululizo wa derivatives ya selulosi inaweza kupatikana kwa kurekebisha kemikali. Etha ya selulosi ni kiwanja cha polima ambapo hidrojeni katika kundi la hidroksili kwenye kitengo cha glukosi ya selulosi hubadilishwa na kundi la hidrokaboni. Baada ya etherification, selulosi ni mumunyifu katika maji, kuondokana na ufumbuzi wa alkali na kutengenezea kikaboni, na ina thermoplasticity. Uchina ndiyo mzalishaji na mtumiaji mkubwa zaidi duniani wa etha ya selulosi, ikiwa na wastani wa ukuaji wa kila mwaka wa zaidi ya 20%. Kuna aina nyingi za etha za selulosi zenye utendaji bora, na hutumiwa sana katika ujenzi, saruji, mafuta ya petroli, chakula, nguo, sabuni, rangi, dawa, utengenezaji wa karatasi na vifaa vya elektroniki na tasnia zingine.

Pamoja na maendeleo ya haraka ya uwanja wa derivatives kama vile etha ya selulosi, mahitaji ya malighafi kwa ajili ya uzalishaji wake pia yanaongezeka. Malighafi kuu kwa ajili ya uzalishaji wa etha ya selulosi ni massa ya pamba, massa ya mbao, massa ya mianzi, nk. Miongoni mwao, pamba ni bidhaa ya asili yenye maudhui ya juu ya selulosi katika asili, na nchi yangu ni nchi kubwa ya uzalishaji wa pamba, hivyo sehemu ya pamba malighafi bora kwa ajili ya utengenezaji wa etha ya selulosi. Vifaa maalum vya kigeni vilivyoletwa na teknolojia kwa ajili ya uzalishaji maalum wa selulosi, inachukua kupikia kwa kiwango cha chini cha alkali, teknolojia ya uzalishaji wa blekning ya kijani, udhibiti wa moja kwa moja wa mchakato wa uzalishaji, usahihi wa udhibiti wa mchakato umefikia kiwango cha juu cha sekta hiyo hiyo nyumbani na nje ya nchi. . Kwa ombi la wateja wa nyumbani na nje ya nchi, kampuni imefanya majaribio ya utafiti na maendeleo kwenye massa ya pamba yenye mnato wa juu kwa etha ya selulosi, na sampuli zimepokelewa vizuri na wateja.

1. Jaribio

1.1 Malighafi

Sehemu ya juu ya mnato wa etha ya selulosi inahitaji kukidhi mahitaji ya weupe wa juu, mnato wa juu na vumbi kidogo. Kwa kuzingatia sifa za massa ya pamba yenye mnato wa juu kwa etha ya selulosi, kwanza kabisa, udhibiti mkali ulifanyika juu ya uteuzi wa malighafi, na vitambaa vya pamba vilivyo na ukomavu wa juu, mnato wa juu, hakuna nyuzi tatu, na mbegu ya pamba ya chini. yaliyomo kwenye ganda yalichaguliwa kama malighafi. Kwa mujibu wa lita za pamba zilizotajwa hapo juu Kulingana na mahitaji ya viashiria mbalimbali, imedhamiria kutumia vitambaa vya pamba huko Xinjiang kama malighafi kwa ajili ya uzalishaji wa massa yenye mnato wa juu kwa etha ya selulosi. Viashiria vya ubora wa Xinjiang cashmere ni: mnato≥2000 ml / g, ukomavu≥70%, asidi sulfuriki hakuna jambo≤6.0%, maudhui ya majivu≤1.7%.

1.2 Vyombo na dawa

Vifaa vya majaribio: Sufuria ya kupikia ya umeme ya PL-100 (Chengyang Taisite Equipment Equipment Co., Ltd.), umwagaji wa maji wa joto wa chombo mara kwa mara (Kiwanda cha Furnace cha Umeme cha Longkou), mita ya pH ya usahihi ya PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Viscometer ya capillary, WSB～2 mita nyeupe (Jinan Sanquan Zhongshishi

Maabara Ala Co., Ltd.).

Dawa za majaribio: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Njia ya mchakato

Vitambaa vya pamba→kupikia alkali→kuosha→kusukuma→blekning (pamoja na matibabu ya asidi)→kutengeneza majimaji→bidhaa iliyokamilishwa→kupima index

1.4 Maudhui ya majaribio

Mchakato wa kupikia unategemea mchakato halisi wa uzalishaji, kwa kutumia maandalizi ya nyenzo za mvua na mbinu za kupikia za alkali. Safisha tu na uondoe lita za kiasi cha pamba, ongeza lye iliyohesabiwa kulingana na uwiano wa kioevu na kiasi cha alkali kilichotumiwa, changanya kabisa lita za pamba na lye, ziweke kwenye tank ya kupikia, na upike kulingana na joto tofauti la kupikia na nyakati za kushikilia. Pika. Massa baada ya kupika huosha, kupigwa na kupakwa rangi kwa matumizi ya baadaye.

Mchakato wa upaukaji: vigezo kama vile ukolezi wa majimaji na thamani ya pH huchaguliwa moja kwa moja kulingana na uwezo halisi wa kifaa na taratibu za upaukaji, na vigezo husika kama vile kiasi cha wakala wa upaukaji hujadiliwa kupitia majaribio.

Upaukaji umegawanywa katika hatua tatu: (1) Upaukaji wa hatua ya kawaida ya kabla ya klorini, rekebisha mkusanyiko wa majimaji hadi 3%, ongeza asidi ili kudhibiti pH ya massa hadi 2.2-2.3, ongeza kiasi fulani cha hipokloriti ya sodiamu kwa bleach joto la kawaida kwa dakika 40. (2) peroksidi hidrojeni kupauka sehemu, kurekebisha massa ukolezi kuwa 8%, kuongeza hidroksidi sodiamu kwa alkalinize tope, kuongeza peroksidi hidrojeni na kutekeleza blekning katika joto fulani (peroksidi hidrojeni blekningarna anaongeza kiasi fulani cha utulivu sodiamu silicate ). Joto mahususi la upaukaji, kipimo cha peroksidi ya hidrojeni na muda wa upaukaji vilichunguzwa kupitia majaribio. (3) Sehemu ya matibabu ya asidi: kurekebisha mkusanyiko wa massa hadi 6%, kuongeza asidi na misaada ya kuondolewa kwa ioni ya chuma kwa ajili ya matibabu ya asidi, mchakato wa sehemu hii unafanywa kulingana na mchakato wa kawaida wa uzalishaji wa pamba maalum ya pamba, na mchakato maalum unafanywa. si haja ya kujadiliwa zaidi kwa majaribio.

Wakati wa mchakato wa majaribio, kila hatua ya upaukaji hurekebisha ukolezi wa majimaji na pH, huongeza sehemu fulani ya kitendanishi cha upaukaji, huchanganya majimaji na kitendanishi cha upaukaji sawasawa katika mfuko wa plastiki wa polyethilini uliofungwa, na kuuweka kwenye umwagaji wa maji wa halijoto ya mara kwa mara kwa halijoto isiyobadilika. blekning kwa muda maalum. Mchakato wa upaukaji Toa tope la wastani kila baada ya dakika 10, changanya na uikande sawasawa ili kuhakikisha usawa wa blekning. Baada ya kila hatua ya blekning, ni kuosha na maji, na kisha kuendelea na hatua ya pili ya blekning.

1.5 Uchambuzi na utambuzi wa tope

GB/T8940.2-2002 na GB/T7974-2002 zilitumika kwa utayarishaji na upimaji wa weupe wa sampuli za weupe wa tope mtawalia; GB/T1548-2004 ilitumika kwa kipimo cha mnato wa tope.

2. Matokeo na majadiliano

2.1 Uchambuzi wa malengo

Kulingana na mahitaji ya wateja, viashiria kuu vya kiufundi vya massa ya mnato wa juu kwa ether ya selulosi ni: weupe.≥85%, mnato≥1800 mL/g,α-selulosi≥90%, maudhui ya majivu≤0.1%, chuma≤12 mg/kg nk Kulingana na uzoefu wa miaka mingi wa kampuni katika utengenezaji wa massa maalum ya pamba, kwa kudhibiti hali ya kupikia inayofaa, kuosha na matibabu ya asidi katika mchakato wa upaukaji,α-selulosi, majivu, maudhui ya chuma na viashiria vingine, ni rahisi kukidhi mahitaji katika uzalishaji halisi. Kwa hivyo, weupe na mnato huchukuliwa kama lengo la maendeleo haya ya majaribio.

2.2 Mchakato wa kupikia

Mchakato wa kupikia ni kuharibu ukuta wa msingi wa nyuzi na hidroksidi ya sodiamu chini ya joto fulani la kupikia na shinikizo, ili uchafu usio na selulosi, mafuta na nta, mumunyifu wa maji na alkali-mumunyifu usio na selulosi kwenye vitambaa vya pamba kufutwa. maudhui yaα-selulosi huongezeka. . Kutokana na kupasuka kwa minyororo ya macromolecular ya selulosi wakati wa mchakato wa kupikia, kiwango cha upolimishaji hupunguzwa na mnato umepunguzwa. Ikiwa kiwango cha kupikia ni nyepesi sana, massa hayatapikwa vizuri, blekning inayofuata itakuwa duni, na ubora wa bidhaa hautakuwa thabiti; ikiwa kiwango cha kupikia ni kizito sana, minyororo ya molekuli ya selulosi itapunguza ukali na mnato utakuwa chini sana. Kwa kuzingatia kikamilifu mahitaji ya bleachability na viscosity index ya slurry, imedhamiriwa kuwa mnato wa tope baada ya kupika ni.≥1900 mL/g, na weupe ni≥55%.

Kwa mujibu wa mambo makuu yanayoathiri athari ya kupikia: kiasi cha alkali kinachotumiwa, joto la kupikia, na muda wa kushikilia, njia ya mtihani wa orthogonal hutumiwa kufanya majaribio ili kuchagua hali sahihi ya mchakato wa kupikia.

Kulingana na data duni sana ya matokeo ya mtihani wa orthogonal, ushawishi wa mambo matatu kwenye athari ya kupikia ni kama ifuatavyo: joto la kupikia > kiasi cha alkali > muda wa kushikilia. Joto la kupikia na kiasi cha alkali kina ushawishi mkubwa juu ya mnato na weupe wa massa ya pamba. Kwa ongezeko la joto la kupikia na kiasi cha alkali, weupe huelekea kuongezeka, lakini viscosity hupungua. Kwa ajili ya uzalishaji wa massa ya juu-mnato, hali ya kupikia wastani inapaswa kupitishwa iwezekanavyo wakati wa kuhakikisha weupe. Kwa hivyo, pamoja na data ya majaribio, joto la kupikia ni 115°C, na kiasi cha alkali kilichotumika ni 9%. Athari ya kushikilia muda kati ya mambo matatu ni duni kuliko ya mambo mengine mawili. Kwa kuwa upishi huu unachukua njia ya kupikia ya alkali ya chini na ya chini ya joto, ili kuongeza usawa wa kupikia na kuhakikisha utulivu wa mnato wa kupikia, muda wa kushikilia huchaguliwa kama dakika 70. Kwa hiyo, mchanganyiko wa A2B2C3 umeamua kuwa mchakato bora wa kupikia kwa massa ya juu-mnato. Chini ya hali ya mchakato wa uzalishaji, weupe wa majimaji ya mwisho ulikuwa 55.3%, na mnato ulikuwa 1945 mL/g.

2.3 Mchakato wa upaukaji

2.3.1 Mchakato wa kabla ya klorini

Katika sehemu ya kabla ya klorini, kiasi kidogo sana cha hipokloriti ya sodiamu huongezwa kwenye massa ya pamba ili kubadilisha lignin kwenye massa ya pamba ndani ya lignin ya klorini na kufutwa. Baada ya blekning katika hatua ya kabla ya klorini, mnato wa tope lazima udhibitiwe.≥1850 mL/g, na weupe≥63%.

Kiasi cha hypochlorite ya sodiamu ni sababu kuu inayoathiri athari ya blekning katika sehemu hii. Ili kuchunguza kiasi kinachofaa cha klorini inayopatikana, mbinu ya majaribio ya kipengele kimoja ilitumiwa kufanya majaribio 5 sambamba kwa wakati mmoja. Kwa kuongeza kiasi tofauti cha hipokloriti ya sodiamu katika tope, klorini yenye ufanisi katika tope Maudhui ya klorini yalikuwa 0.01 g/L, 0.02 g/L, 0.03 g/L, 0.04 g/L, 0.05 g/L mtawalia. Baada ya blekning, mnato na BaiDu.

Kutokana na mabadiliko ya weupe wa massa ya pamba na mnato na kiasi cha klorini inayopatikana, inaweza kupatikana kuwa kwa ongezeko la klorini inayopatikana, weupe wa massa ya pamba huongezeka hatua kwa hatua, na mnato hupungua hatua kwa hatua. Wakati kiasi cha klorini kinachopatikana ni 0.01g/L na 0.02g/L, weupe wa massa ya pamba ni≤63%; wakati kiasi cha klorini inayopatikana ni 0.05g/L, mnato wa massa ya pamba ni≤1850mL/g, ambayo haikidhi mahitaji ya kabla ya uwekaji klorini. Mahitaji ya viashiria vya udhibiti wa upaukaji wa sehemu. Wakati kiasi cha klorini kinachopatikana ni 0.03g/L na 0.04g/L, viashirio baada ya upaukaji ni mnato 1885mL/g, weupe 63.5% na mnato 1854mL/g, weupe 64.8%. Kiwango cha kipimo kinalingana na mahitaji ya viashiria vya udhibiti wa upaukaji katika sehemu ya kabla ya uwekaji klorini, kwa hivyo imebainishwa awali kuwa kipimo cha klorini kinachopatikana katika sehemu hii ni 0.03-0.04g/L.

2.3.2 Utafiti wa mchakato wa upaukaji wa hatua ya peroksidi ya hidrojeni

Upaukaji wa peroksidi ya hidrojeni ni hatua muhimu zaidi ya upaukaji katika mchakato wa upaukaji ili kuboresha weupe. Baada ya hatua hii, hatua ya matibabu ya asidi inafanywa ili kukamilisha mchakato wa blekning. Hatua ya matibabu ya asidi pamoja na hatua inayofuata ya kutengeneza karatasi na kutengeneza haina athari kwenye mnato wa massa, na inaweza kuongeza weupe kwa angalau 2%. Kwa hivyo, kulingana na mahitaji ya kiashiria cha udhibiti wa massa ya mwisho ya mnato, mahitaji ya udhibiti wa faharisi ya hatua ya upaukaji ya peroksidi ya hidrojeni imedhamiriwa kuwa mnato.≥1800 mL/g na weupe≥83%.

Sababu kuu zinazoathiri upaukaji wa peroksidi ya hidrojeni ni kiasi cha peroksidi ya hidrojeni, halijoto ya upaukaji, na muda wa upaukaji. Ili kufikia weupe na mahitaji ya mnato wa massa ya juu ya mnato, mambo matatu yanayoathiri athari ya upaukaji yalichambuliwa kwa njia ya mtihani wa orthogonal ili kubaini vigezo sahihi vya mchakato wa upaukaji wa peroksidi hidrojeni.

Kupitia data ya tofauti iliyokithiri ya mtihani wa orthogonal, imebainika kuwa ushawishi wa mambo matatu juu ya athari ya blekning ni: joto la blekning > kipimo cha peroksidi ya hidrojeni > wakati wa blekning. Joto la blekning na kiasi cha peroxide ya hidrojeni ni sababu kuu zinazoathiri athari ya blekning. Kwa ongezeko la taratibu la data ya mambo mawili ya joto la blekning na kiasi cha peroxide ya hidrojeni, weupe wa massa ya pamba huongezeka hatua kwa hatua, na viscosity hupungua hatua kwa hatua. Kwa kuzingatia gharama ya uzalishaji, uwezo wa vifaa na ubora wa bidhaa kwa ukamilifu, joto la upaukaji wa peroksidi ya hidrojeni imedhamiriwa kuwa 80.°C, na peroksidi ya hidrojeni kipimo ni 5%. Wakati huo huo, kulingana na matokeo ya majaribio, wakati wa blekning wa peroxide ya hidrojeni una ushawishi mdogo juu ya athari ya blekning, na wakati wa blekning wa hatua moja ya peroxide ya hidrojeni huchaguliwa kama dakika 80.

Kulingana na mchakato wa upaukaji wa hatua ya peroksidi ya hidrojeni iliyochaguliwa, maabara imefanya idadi kubwa ya majaribio ya uthibitishaji unaorudiwa, na matokeo ya majaribio yanaonyesha kuwa vigezo vya majaribio vinaweza kukidhi mahitaji yaliyowekwa.

3. Hitimisho

Kulingana na mahitaji ya mteja, kupitia mtihani wa kipengele kimoja na mtihani wa orthogonal, pamoja na uwezo halisi wa vifaa vya kampuni na gharama ya uzalishaji, vigezo vya mchakato wa uzalishaji wa massa ya juu-mnato kwa etha ya selulosi imedhamiriwa kama ifuatavyo: (1) Mchakato wa kupikia: tumia 9 % ya alkali, mpishi Joto ni 115°C, na wakati wa kushikilia ni dakika 70. (2) Mchakato wa upaukaji: katika sehemu ya kabla ya klorini, kipimo cha klorini inayopatikana kwa upaushaji ni 0.03-0.04 g/L; katika sehemu ya peroksidi ya hidrojeni, joto la upaukaji ni 80°C, kipimo cha peroxide ya hidrojeni ni 5%, na muda wa blekning ni dakika 80; Sehemu ya matibabu ya asidi, kulingana na mchakato wa kawaida wa kampuni.

High mnato massa kwaetha ya selulosini massa maalum ya pamba yenye matumizi makubwa na thamani ya juu iliyoongezwa. Kwa msingi wa idadi kubwa ya majaribio, kampuni hiyo iliendeleza kwa uhuru mchakato wa uzalishaji wa massa ya juu-mnato kwa ether ya selulosi. Kwa sasa, majimaji yenye mnato wa juu ya etha ya selulosi imekuwa mojawapo ya aina kuu za uzalishaji za kampuni ya Kima Chemical, na ubora wa bidhaa umetambuliwa kwa kauli moja na kusifiwa na wateja wa nyumbani na nje ya nchi.