CS205368B1

CS205368B1 - Manufacturing process of viscose

Info

Publication number: CS205368B1
Application number: CS106178A
Authority: CS
Inventors: Jozef Kolesar; Martin Boharcik; Milan Hudik
Original assignee: Jozef Kolesar; Martin Boharcik; Milan Hudik
Priority date: 1978-02-20
Filing date: 1978-02-20
Publication date: 1981-05-29

Description

Predmetom tohoto vynálezu je spdsob přípravy viskózy so zníženým obsahom síruych zlúčenín, čím sa dosiahne podstatného zhiženia množstva exhalátov, obsahujúcich síru v priebehu spracovania viskózy na vlékna, fólie, lýku podobná vlákna a pásky ako aj iná výrobky.

Je známe, že pri sulfidaČnom procese viaže sa značná část* použitého sirouhlíka s hornými alkáliami alkalicelulózy na rdzňe símě zlúčeniny, ktorá sa v priebehu* Kóagulácie a regeneráoie celulózy uvoTnujú vo formě škodlivých sírnych exhalátov.

Klaaioký spdsob přípravy viskózy je všeobecne známy.

PodTa Dr. H. Sihtoíu a B. Nizovskáho, tzv. procesu SI-NI, sa navrhuje nový spdsob prípravy viskózy, a to pomocou viaostupňovoj alkalizáoie, pričom posledná alkalizácia sa prevádza teenepred sulfid&oiou, po predchádzajúoom rozvláknení a predzretí alkalicelulózy. Druhá alkalizácia sa prevádza 9 až 1Γ hmot. #-ným lúhom sodným, čím sa dosiahne zníženia obsahu hydroxidu sodného v alkalicelulózc z póvodných 15,5 16,0 hmot. % na 11,6 až 12,3 hmot.

Podobné sa zníži aj obsah nízkoiňolekulámých podielov, vyjádřený číslom rozpustnosti —NS /nwnber solubility/ zo 4,9 až 5,8 hmot.# na 2,4 až 3,2 hmot.#, ktorá bolo stanovené obdobné ako sa stanovuje lúhová rozpustnost' v 10 #-nom roztoku NaOH.

205 368

Alkalloelulóza pódia SI-NI prooesu umožňuje znlžlť množstvo použitého sirouhlíka pri sulfidáoii alkalicelulózy o 30 až 40 hmot. ¢, a to v ddsledku toho, že připravená alkalioelulóza po druhoin stupni alkalizácie má nižší „obsah NaOH až o 25 hmot.% a podobné je zní— žený aj obsah nizkomolekulárnyoh podielov. Nlzkomolekulárne podiely. sá podstatné reaktlvnejšie ako ostatná alkalloelulóza a v ddsledku toho tieto podiely viažu váššie peroento sirouhlíka pri sulfidáoii. Sulfidašný proces sa preto musí viesť pri vyšších teplotách a vyžaduje si kratšiu dobu reakcie.

Viskózu s nižším obsahom NaOH je možné pripraviť aj pri j ednos tupňovej alkalizáoii, avšak táto možnost* je vzájomné sp&tá s obsahom použitého množstva sirouhlíka. tím nižší je obsah NaOII v alkalioelulóze, tým vyššie musí byť množstvo použitého sirouhlíka pre přípravu xantogenátú aby sa dosiahli požadované vlastnosti yiskózy a bola dobrá filtrovatel’» · nosť viskózy.

Podstatou SI-NI prooesu je teda dvojstupňová alkalizáoia buni&iny-, pričom. dhuhý stu- . peň s použitím nižšej konoentrácie lúhu sa prevádza v kaši alkalicelulózy, ktorá sa zleka rozvláknenlm a následným predzretim produkt:: z prvého stupňa alkalizáoie.

Podl’a ‘tohoto vynálezu spdsob pripravy viskózy dvojstupňovou alkalizáoiou apošíva v tom, že alkalloelulóza po prvej alkalizáoii buni&iny vo formě listov sa priamo alkalizuje v druhom stupni za použitia vodného roztoku hydroxidu sodného-lúhu o konoentráoii 90 až 120 g/liter bez predohádzajúoeho rozvlákňovania a predzrieVania alebo inej manipuláoie. Alkalloelulóza sa odlisováva, rozvlákňuje a predzrieva až po druhom stupni*alkalizáoie a predzretá sa sulfiduje so znlženým množstvem sirouhlíka a nakonieo rozpúšťa ha viskózu.

Výhodou navrhovaného spdsobu pripravy viskózy je to, že jé možné použiť klasiokého zariadenia, tj. namášaoloh lisov aj v druhom stupni alkalizáoie a hle je potřebné manipulovat* s násadou v namášacom lise. Pri ňalšom spraoováni álkalloelulózy sa používajú nižšie množstvá sirouhlíka a v ddsledku toho pri spraoovaní viskózy vzniká úměrné nižšie množstvo exhalátov.

Ak sa použije spdsobu podi*á vynálezu u kontinuitného alkallzašného zariadenia, napřiklad typu SUNDS, ddjde k zjednodušeniu postupu, pretože odlisovaná alkalloelulóza po prvej alkalizáoii bez rozvláknenia sa podrobí ňalšej alkalizáoii v druhom stupni a potom po odll sováni sa sulfiduje.

Prvá alkalizáoia sa prevádza v namášacich lisooh běžným klasIokým spdsobom, tj. s pou žitím lúhu o konoentráoii 210 až 240 g/1 NaOH pri teplote 18 až 22 °C po'dobu 45 až ÓO minut. Připravená alkalloelulóza sa odlisuje a po opUtovnom rozdělení listov v lise sa prevedie druhá alkalizáoia a namášacim láhom o konoentráoii 90 až 120 g/1 NaOH pri teplote až 22 °C po dobu 15 až 45 minút. Po odlisovaní a rozvlákneni nechá sa alkalloelulóza

0 5 3 β 8 predzrievať běžným spósobom a odbúraná alkalicelulóza na požadovaný priemerný polymerizačný stupeň -PPS sa sulfiduje s podstatné nižším obsahom sírouhlíka pri vyšších teplotáoh a za poměrně kratšiu reakčnú dobu.

Pri sulfidácii sa používá potom 17 až 40 hmot.% sírouhlíka ná hmotu alfa-celulózy pri teplotách 25 až 50 °C. Sulfidácia trvá do 90 minút, čo je velmi výhodné najma pri kontinuitných postupoch sulfidácie.

Ako už bolo spomenutá na základe spomínaných postupov, zníženie použitého množstva sírouhlíka je podmienené nižším obsahom NaOH v alkalicelulóze po druhom stupni alkalizácie po príslušnom predzretí alkalicelulózy.

Výsledky skúšok však ukázali, že ni zkomol ekuláme podiely alkalicelulózy sa pedieTajú iba nevýznamné na znížení obsahu sírorhlíka, ako aj na skrátení priebehu sulfidácie. Táto skutoSnosť potvrdzujú aj analytická hodnoty alkalicelulózy vyjádřené obsahom hemicelulóz, resp. číslom NS 2,4 až 3,2 hmot.%, tak alkalicelulóza po dvojnásobnom alkalizovaní a po príslušnom predzretí má NS 3,2 až 3,8 hmot.%, zatlal’ So alkalicelulóza po dvojnásobnou) alkalizovaní avšak bez predzrievanía má NS 1,6 až 2,4 hmot.%.

Takto připravená alkalicelulóza sa sulfiduje množstvom sírouhlíka zodpovedajúcim 18 až 27 hmot.%~ám na alfa-celulózu pri 30 až 45 °C po dobu 30 až 120 minút.

V nasledujúcich častiaoh je uvedených niekolko príkladov, kde bol použitý postup podlá tohoto vynálezu.

Příklad 1

Vzorky sulfltovej smrekovej buničiny V-l a V-2 vo tvare listov rozměru 20 x ló em, s obsahom 92 hmot.% alfa-celulózy boli pri teplote 20 °C alkalizované namáčecím lúfaoJB^O kancontráoii 230 g NaOH na liter pó dobu 60 minút a potom odlisované.

- Vzorka V-l po alkalizácii bola v listech v uzavrejtej krabici predzrievaná pri teplote 32 °C po dobu 25 hodin. Po predzretí alkalioelulózá bola v druhom stupni alkajizovaná lúhom o konoentráoii 110 g NaOH na liter pri teplotě 20 °C po dobu 30 minút. Po odlisovaní a rozvláknení alkalicelulóza mala tieto hodnoty:

obsah alfa-celulózy 33,5 hmot.%

Na OH 12,1 hmot.%

- Vzorká V-2 bola spraoovaná zhodne ako vzorka V-l, avšak bezprostredne po prvej alkalizáoii následovala ihneS druhé alkalizácia za rovnakých podmienok. Alkalioelulóza sa rozvlák nila a predzrela, čím sa- dosiahli nasledujúce hodnoty:

*

205 300 alfa-celulóza Ka OK

34,2 luno t. (o 12,0¹. hmot.#.

Po predzreti obe vzorky bolí sulfidovaná za použitia 22 hmot.^ sírouhlíka - počítaná na alfa-celulózu - pri 30 °C po dobu 90 minút. Připravené vzorky vlekózy mail tieto hodnoty:

Vzorka číslo	alkalicelulóza číslo rozpustnosti před po rozvláknění	viskóza viskozita v sek.	gama hodnota	filtračný faktor KW
V-l	2,77	76	49	126
V-2	1,97 3,49	91	44	237

Příklad 2

Vzorka sulfitovej buničiny V-l až V-6 s obsahom 92 hmot.$ alfa-oelulózy boli pri 20 °C po dobu 60 minút alkalizovaná v namáčaoom luhu o koncentrácii NaOH 280 g/liter.

- Vzorky V-l až V-4 po odlisovaní boli predzrievaná vo fořme listov pri teplote 30 °C po dobu 25 hodin. Potom v druhom stupni boli alkalizovaná pri nasledujúcioh konoentrúciáoh Na OH:

V-l 90 g/l V-2 100 g/l V-3 lio g/1 V-4 120 g/1

- Vzorka V-5 a V-6 bola bezprostředná po prvej alkalizáoii alkalizovaná v druhom stupni zhodne s príkladom č.l.

- Vzorky V-l a V-2 boli sulfidovaná za použitia 22 hmot.^ sírouhlíka pri teplote 30 °C po dobu 6o minút. Vzorka V-5 a V-6 boli sulfidovaná za týoh istýoh podmienok ale po dobu 90 minút. Připravená viskózy z týchto vzoriek mail 8,05 hmot.% alfa—oelulózy a 6,47 hmot.% Na OH a tieto clalSie hodnoty:

Vzorka číslo	alkalioelulóza po predzreti NaOH v hmot.%	NS	vis viskozita v sek.	k ó sira hmot.%	z a gama hodnota	KW
V-l	11,2	2,68	89	1,5	37	960
V-2	11,5	2,82	95	1,52	4l	470
V-3	11,8	2,90	79	1,55	42	195
V-4	12,4	3,11	71	1,57	46	189
V-5	11,9	3,50	99	1,49	44	190
V-6	12,0	3,70	91	1,51	42	192

, 203368

Přiklad 3

Vzorky sulfitovej smrekovej buničiny V-l až V-4 ako v přiklade č.l. boli alkalizované podlá příkladu 8.1. Vzorky V-l a V-2 boli predzrievané vo formě listov, kým vzorky V-3 a V-4 boli predzrievané vo vloSke po predchádzajúcej druhej alkalizácii. Priebeh druhej alkalizácie bol zhodný ako v přiklade 8.1. Vzorka V-l a V-2 sa sulfidovala po dobu 45 minút a vzorka V-3 a V-4 po dobu 90 minút. Ostatné podmienky prlpravy boli zhodné. Získaná viskóza mala obsah alfa-oelulózy 8,10 hmot.^ a NaOH 6,37 bmot.$. Z takt*o připravených viskóz sa připravili vlákna běžným zvláknením a mali titer 133 dtex.

Alkalicelulóza mala tieto hodnoty:

Vzorka číslo	alkalicelulóza po predzretl NaOH v hmot./ó	NS	v i s viskozita v sek.	k ó sira hmot.^	z a gama hodnota	KW
V-l	11,87	2,76	65	1,47	38	130
V-2	11,93	2,93	71	1,50	40	125
v-3	12,01	3,50	87	1,49	43	170
V-4	11,97	3,40	80	1,50	45	160

Vlákna připravené z	týchto viskóz mali	tieto parametre:
Vzorka 8islo	titer v dtex	Fpk v cN/dtex	řpm v $	Fpm v cN/dtex	cpm v
V-l	134,2	1,82	17,7	0,70	22,0
V-2	133,7	1,87	17,2	0,74	21,0
V-3	135,1	1,80	15,8	0,69	20,7
v-4	135,3	1,72	16,7	0,66	21,2

Fpk je pevnosť klimatizovaného vlákna Fpm je pevnosť mokrého vlákna £pk je ťažnosť klimatizovaného vlákna Cpm je ťažnosť mokrého vlákna

Přiklad 4

Vzorka V-l zo sulfitovej smrekovej buničiny a vzorka V-2 z buksulfátovej bunižiny vo formě listov sa alkalizovala postupom podl’a příkladu 8.1. Obe vzorky po prvej alkalizácii boli ihnecí alkalizované po druhý raz a po odlisovaní boli predzrievané podobu 25 hodin pri 32 °C. Získaná alkalicelulóza mala nasledujúce hodnoty: '

V-l alfa-celulóza 34,5 hmot.?», NaOH 12,0 hmot.%

V-2 alfa-celulóza 35,0 hmot.$, NaOH 12,1 hmot.$.

20S 368

Vzorky sulfidovali sa množstvem 22 hmot.fó sírouhlíka, počítaná na obsah alfa-celulózy.

Doba sulfidácie v obooh prípadoch bola 90 minút a teplota 32 °C. Viskóza klasického zloženia bola ohodnotená a zvláknená ako v predohádzajúcom příklade. ..Získali sa tieto hodnoty 'viskózy a vláken:

Vzorka číslo	alkalioelulóza po rozvl&knení NaOH v hmot.⁰/	NS	vis viskozita v sek.	k ó síra hraot.%	z a gama hodnota	KW
V-l	12,0	3,5	99	1,51	43,5	170
V-2	12,1	2,7	63	1,50	37,7	375
Hodnoty	získaná u vláken:
Vzorka	titer dtex	ýpk oN/dtex	Cpk %	Bpm cN/dtex	Cpm %
V-l	135,2	1,81	17,2	0,69	21,3
V-2	136,7	1,73	15,1	0,66	17,2

Příklad 5

Vzorky V-l až V-8 zo sulfitovej smrekovej buničlny vo formě listov ako v předešlých príkladooh sa alkalizovali dva rázy zá sebou za zhodnýoh podmienok ako v příklade č.3« Pri sulfidáoii alkalicelulózy sa použilo od 29 do 21 hmot.% sírouhlíka. Sulfidáoia prebiehala po dobu 90 minút pri teplote 30 °C. Z připraveného xantogenátu sa připravila viskóza o rdznom zloženf - obsahu NaOH vo viskóze, ale konštantnom obsahu alfa-oelulózy 8,10 hmot.^ó.

U viskózy sa dosiahli tieto hodnoty:

Vzorka číslo	spotřeba CS„ na suífidáoiu v hmot.%	vis sira hmot.$	k ó NaOH bmot.^	z a . KW	počet nerozpustných vlákenok vo viskóze v M/ml
V-l	29	1,86	6,47	132	2-6
V-2	21	1,48	6,48	216	5-8
v-3	29	1,76	6,03	158	3-7
v-4	21	1,42	6,00	314	9-12
V-5	29	1,72	5,47	262	4-18
V-6	21	l,4l	5,51	434	9-15
V-7	29	1,76	4,97	306	9-13
V-8	21	i,4l	5,05	637	12-16

Příklad 6

V poloprevádzkovom meradle boli připravené overovaoie položky viskózy za použitia smrokovej sulfitovej buničiny vo formě listov 30 x 40 om s obsahom 92 hmot.$ alfa-oelulózy alkalizované boli vo dvoch stupňooh v klasiokýoh namáčaoíoh lisoch. Priebéh prvej alkali>zácie bol klasický, zhodný s príkladom 8*1. Takto připravená alkalioelulóza sa podrobila alkallzácii v druhom stupni za podmienok v příklade 8.1. Pri sulfidáoii sa použilo 22 hmot. 5o CSg-prepoSítané na obsah alfa-celulózy. Sulfidovalo sa pri teplote 30 °C po dobu v rozsahu od 45 do 105 minút. Z takto připraveného xantogenátu celulózy.sa připravila viskóža a podrobila filtračným slcúškam na kalolisovom zariadení pri bežne používanom obložení, a,to 2x flanel, lx molino, lx batist. Viskózy mali tieto hodnoty:

Vzorka číslo	doba sulfidáoie síra	gama	M e/h	KW	F číslo kg/m⁴	M/tal
v minútaoh	v hmot.%
V-l	105	1,44	39,8	150	230	83,1	17-21
V—2	90	1,42	40,6	261	121	144,7	7-9
V-3	75	i,4o	37,5	172	144	140,0	10-13
V-4	⁶⁰	1,36	36,8	143	312	80,1	18-24
V-5	45	1,30	34,7	114	463	52,3	22-30

M v g/hodinu je prieto8né množstvo viskózy

K Číslo jo filtra8ná skúSka na frite v kg/m²

M/ml je po8et nerozpuštěných vlákenok v ml. viskózy

Filtrovateltaosť viskózy oez kalolis v uvedenom obložení pri tlaku 0,6 MPa a množstve vis— Jcózy připravenoj zo 6 kg buniéiný bola vo všetkých prípadooh pod 30 minút.

Claims

PREDMET VYNÁLEZŮ

Spósob výroby viskózy dvojstupňovou alkalizáciou buničiny, za ktorou následuje predzrievanie alkalicelulózy, sulfidácda a rozpúšťanie připraveného xantogenátu, vyznačujúci sa „tým, že na alkalioelulózu vo formě lis^pv v druhom stupni Sa pdsobí vodným roztokom hydroxidu sodného o koncentrácii ýO až 190 g/liter.