第二章 黏胶纤维生产用原料 - 材料和化学工程学院ppt课件.ppt

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1、高分子材料加工工艺学第六章粘胶纤维第一节:粘胶纤维生产用原料项目规格每吨纤维消耗量普通短纤维普通长丝富强纤维强力纤维浆粕/t烧碱/t二硫化碳/t硫酸/t硫酸锌/kg水10%100%100%100%1.02~1.060.60~0.670.30~0.320.87~0.8954~571.08~1.120.65~0.690.31~0.321.20~1.2654~601.04~1.120.68~0.770.34~0.401.05~1.2040~501.12~1.161.11~1.180.30~0.341.40~1.50370~400(一)浆粕的结构特点木浆、棉浆和草生产黏胶纤维的主要原料是木

2、浆和棉浆一、浆粕α-纤维素(也称为甲种纤维素,简称甲纤)、β-纤维素、γ-纤维素。(二)浆粕的质量控制1.α-纤维素含量用α-纤维素和半纤维素来表征浆粕的纯度浆粕浸渍在20℃、17.5%NaOH水溶液中,在45min内不溶解的部分称为α-纤维素,溶解部分为半纤维素。提高浆粕的α-纤维素含量,不仅可提高成品纤维的得率,提高设备生产能力,降低化工原料消耗量和简化浸渍碱液回收,而且还能提高成品纤维质量。半纤维素含量高,影响到其后的浸渍、老成、黄化、过滤、熟成等工艺过程,也降低了成品纤维的品质。主要成分是SiO2、铁、镁、钙等2.灰分它们使黏胶的黏度增高,并能与酸生成不溶性盐如CaSO4,

3、MgSO4,从而降低酸浴的透明度或堵塞喷丝头,而且硅酸盐颗粒易将纤维切断,降低纤维的强力;灰分中的铁、铜、锰等能加速碱纤维素的老成降解,使工艺不稳定,最终影响黏胶纤维的强度和色泽。灰分的来源主要有两个方面:原料本身;各种溶剂、水、环境条件。浆粕中含有少量树脂,有利于过滤;树脂含量过多,会影响黄化反应的均匀性,使黏胶变得浑浊,堵塞喷丝孔。3.树脂4.聚合度要求纤维素聚合度适中,聚合度分布分散性小。随着聚合度的增加对纤维的断裂强度、延伸度以及疲劳性能都有好处,故制备高强度、高聚合度纤维(如强力黏胶纤维、高性能黏胶纤维),要求较高聚合度。但聚合度过高,则因制得的黏胶黏度过高而致过滤困难,

4、或者需要延长碱纤维素的老成。聚合度通常为500~10005.吸碱性吸碱性通常是以吸碱值(浆粕吸碱后重量增加的百分比)、膨润度(浆粕吸碱后体积增加的百分比)和吸碱厚度(将浆粕条一端浸入17.5%%NaOH水溶液中,5min碱液被吸上的mm数)来表示。浆粕吸碱值过低,则浆粕浸渍时易上浮,采用连续浸渍压榨机时,投料困难,浆粥浓度不均匀;浆粕吸碱值过高,则浆粕表面迅速膨润,使纤维毛细管很快被堵塞,碱液渗透困难,碱纤维素不均匀。反应性指浆粕在碱化、黄化及生成的黄酸酯的溶解等性能。它表示浆粕在消耗合理数量的NaOH和CS2之后,是否能得到溶解性良好的纤维素黄酸酯和易于过滤的黏胶。6.反应性反应

5、性能好,NaOH和CS2的消耗量少,溶解性能和过滤性能好,所得到的黏胶可纺性好。长丝浆粕的α-纤维素含量高,波动范围较小;半纤维素含量低;黏度均匀;树脂及蜡质含量低;灰分含量低;白度高;尘埃度低;含铁量低。(三)浆粕的制备从天然纤维材料制取黏胶纤维浆粕,要经过一系列的化学及物理-化学过程,以达到下述三个目的:①除去植物中各种非纤维素杂质;②尽可能充分和均匀地破坏纤维的初生壁和纤维素大分子间的结合键,提高浆粕的反应性能;③适当降低纤维素的聚合度。1.碱法制浆碱法制浆是用烧碱或硫化钠溶液在适当的温度和压力下从纤维原料中分离纤维素的方法。包括烧碱法、预水解苛性钠法和预水解硫酸盐法。(1)

6、苛性钠(烧碱法)此法多用于制造棉绒浆粕,生产过程包括备料、蒸煮、精选、精漂、脱水和烘干等。①备料制浆原料要经过预处理。如原料为棉绒,则要进行开松、除尘,以除去砂粒、矿物性杂质和棉籽壳等;如为蔗渣原料,则要经过开松和一次或多次除髓,除去其中的蔗髓及其它机械杂质(通常还经预水解处理);如为木材原料,则要经过剥皮、除节、切片等。②蒸煮用高温烧碱液蒸煮,纤维原料发生如下作用:木素与烧碱作用生成碱木素,树脂被皂成树脂皂,蜡质被乳化,三者均被溶解,大部分被除去,使纤维得到分离;纤维细胞发生膨润,初生壁被破坏,浆粕反应性能提高;大部分半纤维蒸煮素直接溶解在碱液中,并水解成戊糖;纤维素发生碱性氧化

7、降解,聚合度降低。蒸煮的主要影响因素如下:用碱率:指用碱量与原料绝干重量的百分比。用碱率高,杂质的溶解程度和溶解速度增加,但纤维素的降聚程度亦增加,浆的得率下降。棉浆蒸煮的用碱率通常为15%~18%;蔗渣浆为10%~12%。温度和时间:蒸煮温度是指蒸煮时的最高温度。在其它条件不变时,温度升高,蒸煮时间可缩短。但温度越高木器的得率越低,浆的黏度、硬度和强度均下降。在选择蒸煮温度和时间时,要全面考虑浆的质量和产量的要求。通常间歇法蒸煮棉浆用150℃~170℃,4~6小时;

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