LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка технології й оптимізація процесу одержання високофільтрівних віскоз

виготовленні прядильних розчинів високої чистоти. Однак чіткої залежності показників фільтрівністі віскози від кристалічності целюлози, залишкового вмісту низькомолекулярних фракцій, концентрацій мерсеризаційного і розчинного лугів так і не було встановлено. У цьому зв'язку було проведено дослідження з визначення оптимальних умов мерсеризації целюлоз із Хс 0.59-0.72 лугами змінної концентрації, з яких виготовляли віскози постійного складу із вмістом 35 % CS2., використовуючи "сухий" режим ксантогенування. Після шести годин розчинення вимірювали стандартні показники їх фільтрівністі Фе (мл/10 хв.) і в'язкості (h, с), які приводили до в'язкості - 40 с, і розраховували за рівнянням (7) "приведену фільтрівність" Фп:


Фп = Феh/40.

(7)


Для деяких целюлоз, що досліджувалися в роботі, в табл. 2 представлені експериментальні дані: оптимальні концентрації мерсеризаційного лугу С0NaOH(м), відповідні їм максимальні значення Фп, показники індексу кристалічності вихідних целюлоз Хсо, величини міжшарової відстані (101) у кристалічних гратках лужних целюлоз після їх мерсеризації (dл101) і ксантогенатах целюлози (dк101) у момент завершення сорбції сірковуглецю.



Таблиця 2

Вплив кристалічності целюлози на оптимальні концентрації мерсеризаційного лугу й показники фільтрівністі отриманих із них віскоз


Хсо

С0NaOH(м)

dл101,

dк101,

Фп, мл/10 хв.

0.59

17.23

13.72

16.88

147

0.62

18.10

13.57

16.03

134

0.64

18.69

13.48

15.57

127

0.66

19.27

13.39

15.02

118

0.72

21.02

13.12

13.50

100

З наведених даних видно, що зниження кристалічності целюлоз призводить до зниження концентрацій мерсеризаційного лугу й зростанню міжшарової відстані (101) в отриманих із них лужних целюлозах. У свою чергу, набрякання кристалітів лужної целюлози призводить до розпушення кристалічної гратки ксантогенату целюлози і відповідно підвищенню фільтрівністі віскоз. По максимальним значенням Фп була визначена оптимальна концентрація мерсеризаційного лугу С0NaOH(м) і розрахована їх залежність від індексу кристалічності:


С0NaOH(м) = 29.2 Хсо

(8)


Деякі фірми, крім целюлоз, виготовлених із різноманітної деревини або бавовни, почали іноді поставляти на віскозні виробництва целюлози з добавками до нативної целюлози (целюлоза І) регенерованої целюлози (целюлоза ІІ). Дифрактограма такої "змішаної" целюлози, що складається з бавовняної (43 %; Хс = 0.72) і регенерованої (57 %; Хс = 0.40) целюлози наведена на рис. 1.


При виготовленні таких "змішаних" целюлоз намагалися досягти: підвищення реакційної здатності за рахунок зниження упорядкованості структури й використання відходів віскозних виробництв. Добавка регенерованої целюлози дійсно призводить до зниження величини Хс, але їх реакційна здатність і фільтрівність, як видно з табл. 3, при цьому не підвищується, а перебуває на рівні тієї частини целюлози, що має найбільш високі показники Хс.









Таблиця 3

Порівняльні характеристики целюлоз по реакційній здатності


Характеристика компонентів

Целюлоза


Бавовняна

Хс = 0.72

"Змішана"

Хс = 0.54

Сульфітна

Хс = 0.63

Реакційна здатність (CS2/NaOH)

110/13

110/13

80/11

Оптимальна концентрація мерсеризаційного лугу С0NaOH(м), %

21.0

21.0

18.5

Фп, мл/10 хв.

100

100

135


Показники фільтрівністі віскоз 100 - 135 мл/10 хв., які були досягнуті за рахунок оптимізації процесу мерсеризації целюлоз різної кристалічності, знаходяться на рівні, що незначно вище нижніх припустимих меж, які прийняті у виробництві після розчинення віскоз (90-100 мл/10 хв). Тому далі була поставлена задача - виявити резерви подальшої активації лужних целюлоз і одночасно визначити мінімальні витрати сірковуглецю для одержання з них високофільтрівних віскоз. Одним із шляхів підвищення фільтрівністі віскоз, запропонованих у роботі, була активація лужних целюлоз менш концентрованими розчинами лугу 9-13 % у зоні максимального набрякання її кристалітів (табл. 4). Встановлено, що обробка лужних целюлоз лугом, що розчинює, перед їх ксантогенуванням, призводить до підвищення фільтрівністі віскоз у 1.5-2 рази за рахунок більшого, ніж при мерсеризації, набрякання кристалітів як активованих таким чином лужних целюлоз, так і в отриманих із них ксантогенатів целюлози (рис. 2). Оптимальні концентрації лугу, що розчинює С0NaOH(р), і забезпечують підвищення фільтрівністі віскоз також пов'язані з кристалічності целюлоз і можуть бути розраховані за рівняння (9):


С0NaOH(р) = 15.91 Хсо

(9)

Таблиця 4

Дослідження впливу концентрації лугу, що розчинює, на фільтрівність віскоз


Хсо

С0NaOH(р)

dл101,

dк101,

Фп, мл/10 хв.

0.59

9.39

14.43

20.87

230

0.62

9.86

14.32

20.25

214

0.64

10.18

14.19

19.52

197

0.66

10.50

14.10

19.02

186

0.72

11.46

13.93

18.06

168

Зміну показників Фп залежно від величини міжшарової відстані (101) в лужних целюлозах і ксантогенатах целюлози, що визначають якість виготовлених віскоз, можна описати такими рівняннями (10) і