Astratt:Sabiex tissostitwixxi d-demel likwidu tal-polyvinyl alcohol (PVA) mhux degradabbli, ċelluloża tal-qanneb zokk etere-hydroxypropyl methylcellulose ġiet ippreparata minn zkuk tal-qanneb ta 'skart agrikolu, u mħallta ma' lamtu speċifiku biex tipprepara d-demel likwidu.Ħajt imħallat tal-poliester-qoton T/C65/35 14.7 tex ġie mkejjel u l-prestazzjoni tad-daqs tagħha ġiet ittestjata.L-aħjar proċess ta 'produzzjoni ta' hydroxypropyl methylcellulose kien kif ġej: il-frazzjoni tal-massa ta 'lye kienet 35%;il-proporzjon tal-kompressjoni taċ-ċelluloża alkali kien 2.4;Il-proporzjon tal-volum likwidu tal-metanu u l-ossidu tal-propilene huwa 7: 3;ħallat bl-isopropanol;il-pressjoni tar-reazzjoni hija 2.0MPa.Id-daqs ippreparat billi tħallat hydroxypropyl methylcellulose u lamtu speċifiku għandu COD aktar baxx u huwa aktar favur l-ambjent, u l-indikaturi kollha tad-daqs jistgħu jissostitwixxu d-daqs tal-PVA.
Kliem ewlieni:zokk tal-qanneb;etere taċ-ċelluloża taz-zokk tal-qanneb;alkoħol tal-polivinil;id-daqs tal-etere taċ-ċelluloża
0.Prefazju
Iċ-Ċina hija waħda mill-pajjiżi b'riżorsi tat-tiben relattivament sinjuri.Il-produzzjoni tal-uċuħ tar-raba 'hija aktar minn 700 miljun tunnellata, u r-rata ta' utilizzazzjoni tat-tiben hija biss 3% kull sena.Ammont kbir ta 'riżorsi tat-tiben ma ġewx utilizzati.It-tiben huwa materja prima lignocellulosic naturali rikka, li tista 'tintuża fl-għalf, fertilizzant, derivattivi taċ-ċelluloża u prodotti oħra.
Fil-preżent, desizing tniġġis tad-drenaġġ fil-proċess ta ' produzzjoni tat-tessuti sar wieħed mill-akbar sorsi ta ' tniġġis.Id-domanda għall-ossiġnu kimiku tal-PVA hija għolja ħafna.Wara li l-ilma tad-dranaġġ industrijali prodott mill-PVA fil-proċess tal-istampar u taż-żebgħa jiġi mormi fix-xmara, jinibixxi jew saħansitra jeqred ir-respirazzjoni tal-organiżmi akkwatiċi.Barra minn hekk, il-PVA jaggrava r-rilaxx u l-migrazzjoni ta 'metalli tqal fis-sedimenti fil-korpi tal-ilma, u jikkawża problemi ambjentali aktar serji.Biex twettaq riċerka dwar is-sostituzzjoni tal-PVA b'demel likwidu aħdar, huwa meħtieġ mhux biss li jintlaħqu r-rekwiżiti tal-proċess tad-daqs, iżda wkoll li jitnaqqas it-tniġġis tal-ilma u l-arja matul il-proċess tad-daqs.
F'dan l-istudju, zkuk tal-qanneb tal-qanneb ether-hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ġiet ippreparata minn zkuk tal-qanneb ta 'skart agrikolu, u l-proċess ta' produzzjoni tiegħu ġie diskuss.U ħallat hydroxypropyl methylcellulose u daqs speċifiku tal-lamtu bħala daqs għad-daqs, qabbel mad-daqs tal-PVA, u tiddiskuti l-prestazzjoni tad-daqs tagħha.
1. Esperiment
1 .1 Materjali u strumenti
Zokk tal-qanneb, Heilongjiang;ħajt imħallat tal-poliester-qoton T/C65/3514.7 tex;zokk tal-qanneb magħmul minnu nnifsu etere-idrossipropil metilċelluloża;FS-101, lamtu modifikat, PVA-1799, PVA-0588, Liaoning Zhongze Group Chaoyang Textile Co., Ltd.;propanol, grad premium;ossidu tal-propilene, aċidu aċetiku glaċjali, idrossidu tas-sodju, isopropanol, analitikament pur;klorur tal-metil, nitroġenu ta 'purità għolja.
GSH-3L kitla ta 'reazzjoni, JRA-6 wiri diġitali banju ta' l-ilma li tħawwad manjetiku, DHG-9079A forn tat-tnixxif b'temperatura kostanti tat-tisħin elettriku, aġitatur mekkaniku overhead IKARW-20, magna tad-daqs tal-kampjun ESS-1000, YG 061/PC miter elettroniku tas-saħħa tal-ħajt wieħed , LFY-109B tester tal-brix tal-ħajt kompjuterizzat.
1.2 Preparazzjoni ta 'hydroxypropyl methylcellulose
1. 2. 1 Preparazzjoni ta 'fibra alkali
Aqsam iz-zokk tal-qanneb, għaffeġha għal 20 malja b'polverizzatur, żid it-trab taz-zokk tal-qanneb għal 35% soluzzjoni milwiema ta 'NaOH, u xarrabha f'temperatura tal-kamra għal 1 .5 ~ 2 .0 h.Agħfas il-fibra alkali mimlija sabiex il-proporzjon tal-massa ta 'alkali, ċelluloża, u ilma huwa 1. 2:1.2:1.
1. 2. 2 Reazzjoni ta' eterifikazzjoni
Armi ċ-ċelluloża alkali ppreparata fil-kitla tar-reazzjoni, żid 100 mL ta 'isopropanol bħala dilwent, żid likwidu 140 mL ta' klorur tal-metil u 60 mL ta 'ossidu tal-propilene, vacuumize, u pressurizza għal 2 .0 MPa, għolli bil-mod it-temperatura għal 45 ° C għal 1-2 sigħat, u jirreaġixxi f'75 ° C għal 1-2 sigħat biex tipprepara hydroxypropyl methylcellulose.
1. 2. 3 Post-ipproċessar
Aġġusta l-pH tal-eteru taċ-ċelluloża eterifikat b'aċidu aċetiku glaċjali għal 6.5 ~ 7 .5, maħsul bil-propanol tliet darbiet, u mnixxef f'forn f'85 ° C.
1.3 Proċess ta 'produzzjoni ta' hydroxypropyl methylcellulose
1. 3. 1 L-influwenza tal-veloċità rotazzjonali fuq il-preparazzjoni tal-etere taċ-ċelluloża
Normalment ir-reazzjoni ta 'eterifikazzjoni hija reazzjoni eteroġenja minn ġewwa għal ġewwa.Jekk ma jkunx hemm enerġija esterna, huwa diffiċli għall-aġent ta 'eterifikazzjoni li jidħol fil-kristallizzazzjoni taċ-ċelluloża, għalhekk huwa meħtieġ li l-aġent ta' l-eterifikazzjoni jiġi kkombinat bis-sħiħ maċ-ċelluloża permezz ta 'taħwid.F'dan l-istudju, intuża reattur imħawwad bi pressjoni għolja.Wara esperimenti u dimostrazzjonijiet ripetuti, il-veloċità rotazzjonali magħżula kienet 240-350 r/min.
1. 3. 2 L-effett tal-konċentrazzjoni tal-alkali fuq il-preparazzjoni tal-etere taċ-ċelluloża
L-alkali jista 'jeqred l-istruttura kompatta taċ-ċelluloża biex tagħmilha jintefħu, u meta n-nefħa tar-reġjun amorfu u r-reġjun kristallin għandhom tendenza li jkunu konsistenti, l-eterifikazzjoni tipproċedi bla xkiel.Fil-proċess ta 'produzzjoni ta' etere taċ-ċelluloża, l-ammont ta 'alkali użat fil-proċess ta' alkalizzazzjoni taċ-ċelluloża għandu influwenza kbira fuq l-effiċjenza ta 'eterifikazzjoni ta' prodotti ta 'eterifikazzjoni u l-grad ta' sostituzzjoni ta 'gruppi.Fil-proċess ta 'preparazzjoni ta' hydroxypropyl methylcellulose, hekk kif tiżdied il-konċentrazzjoni tal-lye, il-kontenut ta 'gruppi methoxyl jiżdied ukoll;bil-maqlub, meta l-konċentrazzjoni ta 'lye tonqos, l-hydroxypropyl methylcellulose Il-kontenut bażi huwa akbar.Il-kontenut tal-grupp methoxy huwa direttament proporzjonali għall-konċentrazzjoni tal-lye;il-kontenut ta 'hydroxypropyl huwa inversament proporzjonali għall-konċentrazzjoni ta' lye.Il-frazzjoni tal-massa ta 'NaOH intgħażlet bħala 35% wara testijiet ripetuti.
1. 3. 3 L-effett tal-proporzjon tal-ippressar taċ-ċelluloża alkali fuq il-preparazzjoni tal-etere taċ-ċelluloża
L-iskop tal-ippressar tal-fibra alkali huwa li jikkontrolla l-kontenut tal-ilma taċ-ċelluloża alkali.Meta l-proporzjon tal-ippressar ikun żgħir wisq, il-kontenut tal-ilma jiżdied, il-konċentrazzjoni tal-lye tonqos, ir-rata tal-eterifikazzjoni tonqos, u l-aġent tal-eterifikazzjoni jiġi idrolizzat u r-reazzjonijiet sekondarji jiżdiedu., l-effiċjenza ta ' l-eterifikazzjoni hija mnaqqsa ħafna.Meta l-proporzjon tal-ippressar ikun kbir wisq, il-kontenut tal-ilma jonqos, iċ-ċelluloża ma tistax tkun minfuħa, u m'għandha l-ebda reattività, u l-aġent ta 'eterifikazzjoni ma jistax jikkuntattja bis-sħiħ maċ-ċelluloża alkali, u r-reazzjoni hija irregolari.Wara ħafna testijiet u paraguni urġenti, ġie ddeterminat li l-proporzjon tal-massa ta 'alkali, ilma u ċelluloża kien 1. 2:1.2:1.
1. 3. 4 Effett tat-temperatura fuq il-preparazzjoni tal-etere taċ-ċelluloża
Fil-proċess tal-preparazzjoni ta 'hydroxypropyl methylcellulose, l-ewwel ikkontrolla t-temperatura f'50-60 °C u żommha f'temperatura kostanti għal sagħtejn.Ir-reazzjoni ta 'hydroxypropylation tista' titwettaq f'madwar 30 ℃, u r-rata ta 'reazzjoni ta' hydroxypropylation tiżdied ħafna f'50 ℃;Għolli bil-mod it-temperatura għal 75 ℃, u kkontrolla t-temperatura għal sagħtejn.F'50 °C, ir-reazzjoni ta 'metilazzjoni bilkemm tirreaġixxi, f'60 °C, ir-rata ta' reazzjoni hija bil-mod, u f'75 °C, ir-rata ta 'reazzjoni ta' metilazzjoni hija aċċellerata ħafna.
Il-preparazzjoni ta 'hydroxypropyl methylcellulose b'kontroll tat-temperatura f'diversi stadji tista' mhux biss tikkontrolla l-bilanċ tal-gruppi ta 'methoxyl u hydroxypropyl, iżda wkoll tgħin biex tnaqqas ir-reazzjonijiet sekondarji u t-trattament ta' wara, u tikseb prodotti bi struttura raġonevoli.
1. 3. 5 Effett tal-proporzjon tad-dożaġġ tal-aġent tal-eterifikazzjoni fuq il-preparazzjoni tal-etere taċ-ċelluloża
Peress li l-hydroxypropyl methylcellulose hija etere mħallat mhux joniku tipiku, il-gruppi metil u hydroxypropyl huma sostitwiti fuq ktajjen makromolekulari ta 'hydroxypropyl methylcellulose differenti, jiġifieri, C differenti f'kull pożizzjoni taċ-ċirku tal-glukożju.Min-naħa l-oħra, il-proporzjon tad-distribuzzjoni tal-metil u l-idrossipropil għandu dispersjoni u każwali akbar.Is-solubilità fl-ilma ta 'HPMC hija relatata mal-kontenut tal-grupp metossi.Meta l-kontenut tal-grupp methoxy huwa baxx, jista 'jiġi maħlul f'alkali qawwi.Hekk kif il-kontenut ta 'methoxyl jiżdied, isir aktar sensittiv għal nefħa bl-ilma.Iktar ma jkun għoli l-kontenut ta 'metossi, aħjar is-solubilità fl-ilma, u tista' tiġi fformulata f'demel likwidu.
L-ammont ta ' l-aġent eterifying metil klorur u propylene ossidu għandu impatt dirett fuq il-kontenut ta ' methoxyl u hydroxypropyl.Sabiex tipprepara hydroxypropyl methylcellulose b'solubilità tajba fl-ilma, il-proporzjon tal-volum tal-likwidu tal-klorur tal-metil u l-ossidu tal-propilene intgħażel bħala 7:3.
1.3.6 L-aħjar proċess ta 'produzzjoni ta' hydroxypropyl methylcellulose
It-tagħmir ta 'reazzjoni huwa reattur imħawwad bi pressjoni għolja;il-veloċità tar-rotazzjoni hija 240-350 r/min;il-frazzjoni tal-massa tal-lye hija 35%;il-proporzjon tal-kompressjoni taċ-ċelluloża alkali huwa 2. 4;Hydroxypropoxylation f'50 ° C għal sagħtejn, metossilazzjoni f'75 ° C għal sagħtejn;aġent ta 'eterifikazzjoni klorur tal-metil u proporzjon tal-volum tal-likwidu tal-ossidu tal-propilene 7:3;vakwu;pressjoni 2 .0 MPa;dilwent huwa isopropanol.
2. Sejbien u applikazzjoni
2.1 SEM ta 'ċelluloża tal-qanneb u ċelluloża alkali
Meta tqabbel iċ-ċelluloża tal-qanneb mhux ittrattata u ċ-ċelluloża tal-qanneb ittrattata b'35% NaOH, jista 'jinstab b'mod ċar li ċ-ċelluloża alkalizzata għandha aktar xquq tal-wiċċ, erja tal-wiċċ akbar, attività ogħla u reazzjoni ta' eterifikazzjoni aktar faċli.
2.2 Determinazzjoni tal-Ispettroskopija Infrared
Iċ-ċelluloża estratta minn zkuk tal-qanneb wara t-trattament u l-ispettru infra-aħmar ta 'HPMC ippreparat miċ-ċelluloża taz-zokk tal-qanneb.Fost dawn, il-medda ta 'assorbiment b'saħħitha u wiesgħa f'3295 ċm -1 hija l-medda ta' assorbiment tal-vibrazzjoni li tiġbid tal-grupp idroksil ta 'assoċjazzjoni HPMC, il-faxxa ta' assorbiment f'1250 ~ 1460 ċm -1 hija l-medda ta 'assorbiment ta' CH, CH2 u CH3, u l-assorbiment faxxa f'1600 ċm -1 hija l-faxxa ta 'assorbiment ta' ilma fil-faxxa ta 'assorbiment tal-polimeru.Il-faxxa ta 'assorbiment f'1025cm -1 hija l-faxxa ta' assorbiment ta 'C — O — C fil-polimeru.
2.3 Determinazzjoni tal-viskożità
Ħu l-kampjun tal-etere taċ-ċelluloża taż-zokk tal-kannabis ippreparat u żidha ma 'beaker biex tħejji soluzzjoni akwea ta' 2%, ħawwadha sewwa, kejjel il-viskożità u l-istabilità tal-viskożità tagħha b'viskometru, u kejjel il-viskożità medja għal 3 darbiet.Il-viskożità tal-kampjun tal-etere taċ-ċelluloża taż-zokk tal-kannabis ippreparat kienet 11.8 mPa·s.
2.4 Applikazzjoni tad-daqs
2.4.1 Konfigurazzjoni tad-demel likwidu
Id-demel likwidu kien ippreparat f'1000mL ta 'demel likwidu bi frazzjoni tal-massa ta' 3.5%, imħawwad b'mod uniformi b'mixer, u mbagħad imqiegħed f'banju ta 'l-ilma u msaħħan għal 95 ° C għal siegħa.Fl-istess ħin, innota li l-kontenitur tat-tisjir tal-polpa għandu jkun issiġillat sew biex jipprevjeni li l-konċentrazzjoni tad-demel likwidu tiżdied minħabba l-evaporazzjoni tal-ilma.
2.4.2 Formulazzjoni tad-demel likwidu pH, taħlit u COD
Ħallat hydroxypropyl methyl cellulose u daqs speċifiku tal-lamtu biex tipprepara demel likwidu (1# ~ 4#), u qabbel ma 'demel likwidu tal-formula PVA (0#) biex tanalizza pH, taħlit u COD.Il-ħajt imħallat tal-poliester-qoton T/C65/3514.7 tex kien daqs fuq il-magna tad-daqs tal-kampjun ESS1000, u l-prestazzjoni tad-daqs tagħha ġiet analizzata.
Wieħed jista 'jara li l-etere taċ-ċelluloża zokk tal-qanneb homemade u daqs speċifiku tal-lamtu 3 # huma l-formulazzjoni tad-daqs ottimali: 25% etere taċ-ċelluloża zokk tal-qanneb, 65% lamtu modifikat u 10% FS-101.
Id-dejta kollha tad-daqs hija komparabbli mad-dejta tad-daqs tad-daqs PVA, li tindika li d-daqs imħallat ta 'hydroxypropyl methylcellulose u lamtu speċifiku għandu prestazzjoni tajba ta' daqs;il-pH tiegħu huwa eqreb għan-newtrali;hydroxypropyl methylcellulose u lamtu speċifiku Il-COD (17459.2 mg/L) tad-daqs imħallat tal-lamtu speċifiku kien aktar baxx b'mod sinifikanti minn dak tad-daqs PVA (26448.0 mg/L), u l-prestazzjoni tal-protezzjoni ambjentali kienet tajba.
3. Konklużjoni
L-aħjar proċess ta 'produzzjoni għall-preparazzjoni ta' ċelluloża ta 'zokk tal-qanneb ether-hydroxypropyl methylcellulose għad-daqs huwa kif ġej: reattur mħawwad bi pressjoni għolja b'veloċità ta' rotazzjoni ta '240-350 r/min, frazzjoni tal-massa ta' lye ta '35%, u proporzjon ta' kompressjoni taċ-ċelluloża alkali 2.4, it-temperatura tal-metilazzjoni hija 75 ℃, u t-temperatura tal-idrossipropilazzjoni hija 50 ℃, kull waħda miżmuma għal sagħtejn, il-proporzjon tal-volum tal-likwidu tal-klorur tal-metil u l-ossidu tal-propilene huwa 7:3, vakwu, il-pressjoni ta 'reazzjoni hija 2.0 MPa, isopropanol huwa d-dilwent.
L-etere taċ-ċelluloża taz-zokk tal-qanneb intuża biex jissostitwixxi d-daqs tal-PVA għad-daqs, u l-proporzjon tad-daqs ottimali kien: 25% etere taċ-ċelluloża ta 'zokk tal-qanneb, 65% lamtu modifikat u 10% FS-101.Il-pH tad-demel likwidu huwa 6.5 u l-COD (17459.2 mg/L) huwa sinifikament aktar baxx minn dak tad-demel likwidu PVA (26448.0 mg/L), li juri prestazzjoni ambjentali tajba.
L-etere taċ-ċelluloża taz-zokk tal-qanneb intuża għad-daqs minflok id-daqs tal-PVA għad-daqs tal-ħajt imħallat tal-poliester-qoton T/C 65/3514.7tex.L-indiċi tad-daqs huwa ekwivalenti.L-etere taċ-ċelluloża taż-zokk tal-qanneb il-ġdid u d-daqs imħallat tal-lamtu modifikat jistgħu jissostitwixxu d-daqs tal-PVA.
Ħin tal-post: Frar-20-2023