Образование щелочной целлюлозы в вискозном процессе

Получение щелочной целлюлозы является одной из основных стадий вискозного процесса. В результате реакции образуется щелочная целлю­лоза I; процесс сопровождается набуханием целлюлозы, абсорбцией цел­люлозой щелочи и удалением гемицеллюлоз и других примесей. Вследствие разрушения части водородных связей процесс мерсеризации при­водит к повышению реакционной способности целлюлозы.

Основными параметрами процесса являются концентрация едкого натра, время и температура процесса.

Опытами Хейзера установлена область концентрации едкого натра, яри которой образуется щелочная целлюлоза, дающая растворимый в ед­ком натре ксантогенат. В области 14—21%-го едкого натра щелочная целлюлоза I является устойчивой. Рентгенограмма щелочной целлюлозы I наиболее отчетлива при мерсеризации 18%-м раствором едкого натра. По данным Филиппа [®], решающим фактором является количество NaOH, связанного с целлюлозой в виде химического соединения щелочной целлю­лозы I (C6Hl0O6: NaOH = l: 1). На рис. 111 показано влияние концентрации щелочи при мерсеризации на фильтруемость вискозы истепень этерификации ксантогената (По данным Митчелла I7]). Фильтруемость характеризует чи­стоту вискозного раствора и степень дисперсности ксантогената. По данным Гесса I7], скорость ксантогенирования (при постоянной степени отжима щелочной целлюлозы) максимальна в интервале концентраций едкого натра при мерсеризации порядка 12—19%. Концентрация NaOH при мерсери­зации оказывает влияние на состав и скорость созревания щелочной цел­люлозы. Чем выше концентрация NaOH, тем скорее протекает процесс созревания щелочной целлюлозы.

Время мерсеризации должно быть достаточным для протекания основ­ных вышеперечисленных процессов, а также выравнивания температуры и концентрации щелочи между листами целлюлозы. По данным Р. С. Ней­ман и сотрудников, продолжительность смачивания щелочью листов цел­люлозы разных партий может отличаться в 4—5 раз [8]. При непрерывном методе получения щелочной целлюлозы время мерсеризации составляет приблизительно 15 мин.

В производстве процесс мерсеризации проводят обычно при 17—25°. Температура влияет главным образом на набухание, отжим и образование различных модификаций целлюлозы. Набухание целлюлозы уменьшается •с увеличением температуры (рис. 112), по данным Трейбера [8]. Более
высокие температуры мерсеризации дают меньшие потери гемицеллюлоа, более высокий выход щелочной целлюлозы, увеличивают скорости окисли­тельного распада целлюлозы в щелочной среде, следовательно, умень­шается длина цепей макромолекул целлюлозы и вязкость вискозных рас­творов. Понижение температуры мерсеризации приводит к увеличению

Образование щелочной целлюлозы в вискозном процессе

I

Образование щелочной целлюлозы в вискозном процессе

Рис. 111. Влияние концентрации ед- Рис. 112. Зависимость между

Кого натра в мерсеризационной линейным набуханием, концен-

Щелочи на фильтруемость вискозы Fw трацией едкого натра в мерсе-

И содержание ксантогенатной серы ризационной щелочи и темпе — в %; ратурой.

А: 1 — содержание серы, 2 — фильтруе- В— концентрация в %; I—линей­ность: В — концентрация NaOH в %. ное набухание.

Набухания и к повышению реакционной способности целлюлозной массы. Понижение температуры мерсеризации до 0+2° способствует наиболее полному удалению гемицеллюлоз. Внедрение более коротких цепей геми — целлюлоз в структуру волокна снижает его прочность. Детальные иссле­дования Дорра показали, что наличие (З-целлюлозы, особенно в количе­ствах около 8%, значительно снижает прочность вискозного волокна I10].

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв