Selüloz Eter için hammadde

Selüloz eter için yüksek viskoziteli kağıt hamuru üretim süreci incelenmiştir. Yüksek viskoziteli hamur üretimi sürecinde pişirme ve ağartmayı etkileyen ana faktörler tartışılmıştır. Müşterinin gereksinimlerine göre, tek faktörlü test ve ortogonal test yöntemi ile şirketin fiili ekipman kapasitesi ile birlikte yüksek viskoziteli üretim süreci parametrelerirafine pamukkağıt hamuru hammaddeselüloz eter için belirlenir. Bu üretim sürecini kullanarak yüksek viskoziteli malzemenin beyazlığırafineSelüloz eterden üretilen pamuk hamuru≥%85 ve viskozite≥1800 mL/gr.

Anahtar kelimeler: selüloz eter için yüksek viskoziteli kağıt hamuru; üretim süreci; yemek pişirmek; ağartma

Selüloz doğada en bol bulunan ve yenilenebilir doğal polimer bileşiğidir. Çok çeşitli kaynaklara, düşük fiyata ve çevre dostuluğa sahiptir. Kimyasal modifikasyon yoluyla bir dizi selüloz türevi elde edilebilir. Selüloz eter, selüloz glikoz ünitesindeki hidroksil grubundaki hidrojenin, bir hidrokarbon grubu ile değiştirildiği bir polimer bileşiğidir. Eterleşmeden sonra selüloz suda, seyreltik alkali çözeltide ve organik çözücüde çözünür ve termoplastisiteye sahiptir. Çin, yıllık ortalama %20'den fazla büyüme oranıyla dünyanın en büyük selüloz eter üreticisi ve tüketicisidir. Mükemmel performansa sahip birçok çeşit selüloz eter vardır ve bunlar inşaat, çimento, petrol, gıda, tekstil, deterjan, boya, ilaç, kağıt yapımı ve elektronik bileşenler ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Selüloz eter gibi türevler alanının hızla gelişmesiyle birlikte üretimi için hammadde talebi de artıyor. Selüloz eter üretiminin ana hammaddeleri pamuk hamuru, odun hamuru, bambu hamuru vb.'dir. Bunların arasında pamuk, doğada en yüksek selüloz içeriğine sahip doğal üründür ve ülkem büyük bir pamuk üreticisi ülke olduğundan pamuk hamuru selüloz eter üretimi için ideal bir hammadde. Özel selüloz üretimi için özel olarak tanıtılan yabancı özel ekipman ve teknoloji, düşük sıcaklıkta düşük alkali pişirme, yeşil sürekli ağartma üretim teknolojisi, üretim sürecinin tam otomatik kontrolü, proses kontrol doğruluğu yurtiçinde ve yurtdışında aynı endüstrinin ileri seviyesine ulaşmıştır. . Yurt içi ve yurt dışındaki müşterilerin talebi üzerine şirket, selüloz eter için yüksek viskoziteli pamuk hamuru üzerine araştırma ve geliştirme deneyleri gerçekleştirdi ve numuneler müşteriler tarafından iyi karşılandı.

1. Deney

1.1 Hammaddeler

Selüloz eter için yüksek viskoziteli hamurun yüksek beyazlık, yüksek viskozite ve düşük tozluluk gereksinimlerini karşılaması gerekir. Selüloz eter için yüksek viskoziteli pamuk hamurunun özellikleri göz önüne alındığında, öncelikle hammaddelerin ve yüksek olgunluğa, yüksek viskoziteye, üç filamentsiz ve düşük pamuk çekirdeğine sahip pamuk linterlerinin seçiminde sıkı bir kontrol yapıldı. gövde içeriği hammadde olarak seçilmiştir. Yukarıdaki pamuk linterlerine göre Çeşitli göstergelerin gereksinimlerine göre, Sincan'da pamuk linterlerinin selüloz eter için yüksek viskoziteli kağıt hamuru üretiminde hammadde olarak kullanılması belirlendi. Sincan kaşmirinin kalite göstergeleri şunlardır: viskozite≥2000 mL/g, olgunluk≥%70, sülfürik asitte çözünmeyen madde≤%6,0, kül içeriği≤%1,7.

1.2 Aletler ve ilaçlar

Deney ekipmanı: PL-100 elektrikli pişirme kabı (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), sabit sıcaklıkta su banyosu cihazı (Longkou Elektrikli Fırın Fabrikası), PHSJ 3F hassas pH ölçer (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kılcal viskozimetre, WSB~2 beyazlık ölçer (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratuvar Enstrüman Co., Ltd.).

Deneysel ilaçlar: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Süreç rotası

Pamuk linterleri→alkali pişirme→yıkama→kağıt hamuru haline getirme→ağartma (asit tedavisi dahil)→hamuru yapımı→bitmiş ürün→indeks testi

1.4 Deneysel içerik

Pişirme işlemi, ıslak malzeme hazırlama ve alkali pişirme yöntemleri kullanılarak gerçek üretim işlemine dayanmaktadır. Kantitatif pamuk linterlerini temizleyin ve çıkarın, hesaplanan sodayı sıvı oranına ve kullanılan alkali miktarına göre ekleyin, pamuk linterlerini ve sodalı suyu tamamen karıştırın, bir pişirme tankına koyun ve farklı pişirme sıcaklıklarına ve bekletme sürelerine göre pişirin. Pişir. Pişirildikten sonra hamur yıkanır, dövülür ve daha sonra kullanılmak üzere ağartılır.

Ağartma işlemi: Kağıt hamuru konsantrasyonu ve pH değeri gibi parametreler, ekipmanın gerçek kapasitesine ve ağartma rutinlerine göre doğrudan seçilir ve ağartma maddesi miktarı gibi ilgili parametreler deneyler yoluyla tartışılır.

Ağartma üç aşamaya ayrılır: (1) Geleneksel ön klorlama aşaması ağartma, hamur konsantrasyonunu %3'e ayarlayın, hamurun pH değerini 2,2-2,3'e kontrol etmek için asit ekleyin, ağartmaya belirli bir miktarda sodyum hipoklorit ekleyin. 40 dakika oda sıcaklığında. (2) Hidrojen peroksit bölümü ağartma, hamur konsantrasyonunu %8 olacak şekilde ayarlayın, alkalinize bulamaca sodyum hidroksit ekleyin, hidrojen peroksit ekleyin ve ağartmayı belirli bir sıcaklıkta gerçekleştirin (hidrojen peroksit ağartma bölümü belirli bir miktarda stabilizatör sodyum silikat ekler). Spesifik ağartma sıcaklığı, hidrojen peroksit dozajı ve ağartma süresi deneylerle araştırıldı. (3) Asit işleme bölümü: kağıt hamuru konsantrasyonunu %6'ya ayarlayın, asit işlemi için asit ve metal iyon giderme yardımcıları ekleyin; bu bölümün işlemi, şirketin geleneksel özel pamuk hamuru üretim sürecine göre gerçekleştirilir ve özel işlem, deneysel olarak daha fazla tartışılmasına gerek yok.

Deney süreci sırasında, ağartmanın her aşaması hamur konsantrasyonunu ve pH'ı ayarlar, belirli bir oranda ağartma reaktifi ekler, kağıt hamuru ve ağartma reaktifini polietilen plastik kapalı bir torbada eşit şekilde karıştırır ve sabit sıcaklık için sabit sıcaklıktaki bir su banyosuna koyar. Belirli bir süre boyunca beyazlatma. Ağartma işlemi Orta bulamacı her 10 dakikada bir çıkarın, ağartmanın homojenliğini sağlamak için eşit şekilde karıştırın ve yoğurun. Her ağartma aşamasından sonra su ile yıkanır ve ardından bir sonraki ağartma aşamasına geçilir.

1.5 Bulamaç analizi ve tespiti

Bulamaç beyazlık numunelerinin hazırlanması ve beyazlık ölçümü için sırasıyla GB/T8940.2-2002 ve GB/T7974-2002 kullanıldı; Bulamaç viskozite ölçümü için GB/T1548-2004 kullanıldı.

2. Sonuçlar ve tartışma

2.1 Hedef analizi

Müşterilerin ihtiyaçlarına göre selüloz eter için yüksek viskoziteli kağıt hamurunun ana teknik göstergeleri şunlardır: beyazlık≥%85, viskozite≥1800 mL/gr,α-selüloz≥%90, kül içeriği≤%0,1, demir≤12 mg/kg vb. Şirketin özel pamuk hamuru üretiminde uzun yıllara dayanan tecrübesine göre, ağartma prosesinde uygun pişirme koşulları, yıkama ve asit arıtma koşulları kontrol edilerek,α-selüloz, kül, demir içeriği ve diğer göstergeler sayesinde fiili üretimde gereksinimlerin karşılanması kolaydır. Bu nedenle beyazlık ve viskozite bu deneysel gelişimin odak noktası olarak alınmıştır.

2.2 Pişirme işlemi

Pişirme işlemi, belirli bir pişirme sıcaklığı ve basıncı altında lifin birincil duvarını sodyum hidroksit ile yok etmektir, böylece pamuk linterindeki suda çözünür ve alkalide çözünebilir selüloz olmayan yabancı maddeler, yağ ve balmumu çözülür ve içeriğiα-selüloz artar. . Pişirme işlemi sırasında selüloz makromoleküler zincirlerinin bölünmesi nedeniyle polimerizasyon derecesi azalır ve viskozite azalır. Pişirme derecesi çok hafifse hamur iyice pişmeyecek, sonraki ağartma zayıf olacak ve ürün kalitesi dengesiz olacaktır; Pişirme derecesi çok ağırsa selüloz moleküler zincirleri şiddetli bir şekilde depolimerize olacak ve viskozite çok düşük olacaktır. Bulamacın ağartılabilirlik ve viskozite indeksi gereklilikleri kapsamlı olarak dikkate alındığında, bulamacın pişirme sonrası viskozitesinin şu şekilde olduğu belirlenmiştir:≥1900 mL/g ve beyazlık≥%55.

Pişirme etkisini etkileyen ana faktörlere (kullanılan alkali miktarı, pişirme sıcaklığı ve bekletme süresi) göre, uygun pişirme işlemi koşullarını seçmek için deneyler yapmak üzere ortogonal test yöntemi kullanılır.

Ortogonal test sonuçlarının son derece zayıf verilerine göre, üç faktörün pişirme etkisi üzerindeki etkisi şu şekildedir: pişirme sıcaklığı > alkali miktarı > bekletme süresi. Pişirme sıcaklığı ve alkali miktarı pamuk hamurunun viskozitesi ve beyazlığı üzerinde büyük etkiye sahiptir. Pişirme sıcaklığının ve alkali miktarının artmasıyla beyazlık artma eğilimi gösterirken viskozite azalma eğilimindedir. Yüksek viskoziteli hamur üretimi için beyazlık sağlanırken mümkün olduğunca orta pişirme koşulları benimsenmelidir. Bu nedenle deneysel verilerle birlikte pişirme sıcaklığı 115°C'dir.°C ve kullanılan alkali miktarı %9'dur. Üç faktör arasında süreyi tutmanın etkisi diğer iki faktöre göre nispeten daha zayıftır. Bu pişirmede düşük alkali ve düşük sıcaklıkta pişirme yöntemi benimsendiğinden, pişirme homojenliğini arttırmak ve pişirme viskozitesinin stabilitesini sağlamak amacıyla bekletme süresi 70 dakika olarak seçilmiştir. Bu nedenle A2B2C3 kombinasyonunun yüksek viskoziteli hamur için en iyi pişirme işlemi olduğu belirlendi. Üretim süreci koşulları altında nihai hamurun beyazlığı %55,3 ve viskozitesi 1945 mL/g idi.

2.3 Ağartma işlemi

2.3.1 Ön klorlama işlemi

Ön klorlama bölümünde pamuk hamurunun içindeki ligninin klorlu lignine dönüştürülmesi ve çözülmesi için pamuk hamuruna çok az miktarda sodyum hipoklorit ilave edilir. Ön klorlama aşamasında ağartma işleminden sonra bulamacın viskozitesinin kontrol edilmesi gerekir.≥1850 mL/g ve beyazlık≥%63.

Bu bölümde ağartma etkisini etkileyen ana faktör sodyum hipoklorit miktarıdır. Mevcut klorun uygun miktarını araştırmak amacıyla, aynı anda 5 paralel deney yürütmek üzere tek faktörlü test yöntemi kullanıldı. Bulamaca farklı miktarlarda sodyum hipoklorit eklendiğinde, bulamaçtaki etkili klor, klor içeriği sırasıyla 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L, 0,05 g/L olmuştur. Ağartma sonrasında viskozite ve BaiDu.

Pamuk hamurunun beyazlığının ve viskozitesinin mevcut klor miktarı ile değişmesinden, mevcut klorun artmasıyla pamuk hamurunun beyazlığının kademeli olarak arttığı ve viskozitesinin kademeli olarak azaldığı bulunabilir. Mevcut klor miktarı 0,01g/L ve 0,02g/L olduğunda pamuk hamurunun beyazlığı≤%63; Mevcut klor miktarı 0,05g/L olduğunda pamuk hamurunun viskozitesi≤1850 mL/g, ön klorlama gerekliliklerini karşılamaz. Segment ağartma kontrol göstergesi gereksinimleri. Mevcut klor miktarı 0,03g/L ve 0,04g/L olduğunda, ağartma sonrası göstergeler viskozite 1885mL/g, beyazlık %63,5 ve viskozite 1854mL/g, beyazlık %64,8'dir. Dozaj aralığı, ön klorlama bölümündeki ağartma kontrol göstergelerinin gereksinimlerine uygun olduğundan, bu bölümde mevcut klor dozajının 0,03-0,04g/L olduğu ön olarak belirlenmiştir.

2.3.2 Hidrojen peroksit aşaması ağartma prosesi araştırması

Hidrojen peroksit ağartma, beyazlığın iyileştirilmesi için ağartma işleminde en önemli ağartma aşamasıdır. Bu aşamadan sonra ağartma işleminin tamamlanması için asit işlemi aşamasına geçilir. Asit muamelesi aşaması artı bunu takip eden kağıt yapımı ve şekillendirme aşamasının hamurun viskozitesi üzerinde hiçbir etkisi yoktur ve beyazlığı en az %2 oranında artırabilir. Bu nedenle, son yüksek viskoziteli hamurun kontrol indeksi gereksinimlerine göre, hidrojen peroksit ağartma aşamasının indeks kontrol gereksinimleri viskozite olarak belirlenir.≥1800 mL/g ve beyazlık≥%83.

Hidrojen peroksit ağartmasını etkileyen ana faktörler, hidrojen peroksit miktarı, ağartma sıcaklığı ve ağartma süresidir. Yüksek viskoziteli hamurun beyazlık ve viskozite gereksinimlerini karşılamak amacıyla, ağartma etkisini etkileyen üç faktör, uygun hidrojen peroksit ağartma işlemi parametrelerini belirlemek üzere ortogonal test yöntemiyle analiz edildi.

Ortogonal testin aşırı farklılık verileri sayesinde, üç faktörün ağartma etkisi üzerindeki etkisinin şu şekilde olduğu bulunmuştur: ağartma sıcaklığı > hidrojen peroksit dozajı > ağartma süresi. Ağartma sıcaklığı ve hidrojen peroksit miktarı ağartma etkisini etkileyen temel faktörlerdir. Ağartma sıcaklığı ve hidrojen peroksit miktarının iki faktörünün verilerinin kademeli olarak artmasıyla, pamuk hamurunun beyazlığı kademeli olarak artar ve viskozitesi kademeli olarak azalır. Üretim maliyeti, ekipman kapasitesi ve ürün kalitesi kapsamlı olarak ele alındığında hidrojen peroksit ağartma sıcaklığı 80°C olarak belirlenmiştir.°C ve hidrojen peroksit dozajı %5'tir. Aynı zamanda deneysel sonuçlara göre hidrojen peroksitin ağartma süresinin ağartma etkisine etkisi çok az olup, hidrojen peroksitin tek aşamalı ağartma süresi 80 dakika olarak seçilmiştir.

Seçilen hidrojen peroksit aşamalı ağartma işlemine göre, laboratuvar çok sayıda tekrarlanan doğrulama deneyi gerçekleştirmiştir ve deney sonuçları, deney parametrelerinin belirlenen hedef gereksinimleri karşılayabildiğini göstermektedir.

3. Sonuç

Müşterinin gereksinimlerine göre, tek faktörlü test ve ortogonal test yoluyla, şirketin fiili ekipman kapasitesi ve üretim maliyeti ile bir araya getirilerek, selüloz eter için yüksek viskoziteli kağıt hamurunun üretim süreci parametreleri aşağıdaki şekilde belirlenir: (1) Pişirme işlemi: 9 kullanın Alkali yüzdesi, pişirin Sıcaklık 115°C ve tutma süresi 70 dakikadır. (2) Ağartma işlemi: Ön klorlama bölümünde ağartma için mevcut klorun dozajı 0,03-0,04 g/L'dir; hidrojen peroksit bölümünde ağartma sıcaklığı 80°C, hidrojen peroksit dozajı %5'tir ve ağartma süresi 80 dakikadır; Şirketin geleneksel prosesine göre asit arıtma bölümü.

Yüksek viskoziteli kağıt hamuruselüloz eterGeniş uygulama alanına sahip, katma değeri yüksek özel bir pamuk hamurudur. Çok sayıda deneye dayanarak şirket, selüloz eter için yüksek viskoziteli kağıt hamuru üretim sürecini bağımsız olarak geliştirdi. Şu anda, selüloz eter için yüksek viskoziteli kağıt hamuru, Kima Chemical şirketinin ana üretim çeşitlerinden biri haline geldi ve ürün kalitesi, yurtiçi ve yurtdışındaki müşteriler tarafından oybirliğiyle tanındı ve övüldü.