RU2805062C1 - Method for obtaining cellulose thread - Google Patents

Method for obtaining cellulose thread Download PDF

Info

Publication number
RU2805062C1
RU2805062C1 RU2023100175A RU2023100175A RU2805062C1 RU 2805062 C1 RU2805062 C1 RU 2805062C1 RU 2023100175 A RU2023100175 A RU 2023100175A RU 2023100175 A RU2023100175 A RU 2023100175A RU 2805062 C1 RU2805062 C1 RU 2805062C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cellulose
thread
water
dmaa
wet
Prior art date
Application number
RU2023100175A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ануш Вагаршаковна Калачева
Руслан Рустемович Мусин
Тамара Курмангазиевна Мусина
Наталья Викторовна Полещикова
Мечислав Болеславович Радишевский
Ирина Викторовна Строева
Антон Андреевич Цветков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЛИРСОТ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ЛИРСОТ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЛИРСОТ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2805062C1 publication Critical patent/RU2805062C1/en

Links

Abstract

FIELD: cellulose production.
SUBSTANCE: obtaining cellulose solutions suitable for spinning threads and obtaining cellulose threads by an alternative to viscose method. The method for obtaining cellulose thread includes hydrolytic degradation, activation of cellulose with water with further replacement of water with N,N-dimethylacetamide (DMAA), dissolution of activated cellulose at a temperature below 150°C in a mixed solvent containing DMAA and from 4 to 12 wt.% lithium chloride, spinning the thread in a wet or dry-wet way in a water-dimethylacetamide precipitation bath, followed by orientation stretching, washing, drying. Hydrolytic degradation is carried out in an acidic environment in the presence of sulfuric or nitric acid, to increase the strength and elasticity of the thread, the mixed solvent and the precipitation bath additionally contain ethylene glycol, and the orientation stretching is carried out first in air and then in a water vapor medium.
EFFECT: obtaining a cellulose thread for textile and technical purposes with a specific breaking load of 26-33.5 cN/tex, an elongation at break of 8-12%.
3 cl, 4 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области получения растворов целлюлозы, пригодных для формования нитей, и к области получения целлюлозных нитей текстильного и технического назначения альтернативным вискозному способом.The invention relates to the field of producing cellulose solutions suitable for spinning threads, and to the field of producing cellulose threads for textile and technical purposes using an alternative viscose method.

Уровень техникиState of the art

До настоящего времени производство целлюлозных волокон и нитей осуществляется преимущественно по вискозному способу. Поскольку у данного способа имеются существенные недостатки, основными из которых- является многостадийность и значительная вредность производства, требующая очень больших расходов на очистные сооружения, множество исследований направлены на поиск иных способов получения целлюлозных нитей, а именно, способов прямого растворения целлюлозы без образования производных.Until now, the production of cellulose fibers and threads has been carried out mainly using the viscose method. Since this method has significant disadvantages, the main ones being the multi-stage nature and significant harmfulness of production, which requires very high costs for treatment facilities, many studies are aimed at finding other ways to produce cellulose threads, namely, methods for direct dissolution of cellulose without the formation of derivatives.

Различными исследователями предложены прямые более экологически чистые органические и неорганические растворители целлюлозы, среди которых N-метилморфолин-N-оксид (NMMO) и N,N-диметилацетамид (ДМАА), причем последний используется с добавлением хлорида лития. Единственным, освоенным в промышленном масштабе, и альтернативным вискозному, является процесс получения целлюлозных нитей из растворов целлюлозы в NMMO. Процесс имеет значительное преимущество перед вискозным, однако среди его недостатков можно выделить высокую стоимость растворителя, сложность и энергозатратность процесса растворения целлюлозы и регенерации растворителя.Direct, more environmentally friendly organic and inorganic cellulose solvents have been proposed by various researchers, including N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) and N,N-dimethylacetamide (DMAA), the latter being used with the addition of lithium chloride. The only one that has been mastered on an industrial scale and is an alternative to viscose is the process of producing cellulose threads from cellulose solutions in NMMO. The process has a significant advantage over viscose, but its disadvantages include the high cost of the solvent, the complexity and energy consumption of the process of cellulose dissolution and solvent regeneration.

Перспективным прямым растворителем целлюлозы является ДМАА с добавлением хлорида лития. Начиная с 80-х годов XX века, множество исследований посвящено растворению целлюлозы в ДМАА с LiCl, однако получению волокон и нитей из данных растворов - значительно меньшее число работ. Растворение целлюлозы является наиболее сложным и важным этапом подготовки прядильного раствора, оказывающим решающее влияние на качественные характеристики получаемых волокон.A promising direct solvent for cellulose is DMAA with the addition of lithium chloride. Since the 80s of the 20th century, many studies have been devoted to the dissolution of cellulose in DMAA with LiCl, but the production of fibers and threads from these solutions is a significantly smaller number of works. Dissolution of cellulose is the most complex and important stage in the preparation of the spinning solution, which has a decisive influence on the quality characteristics of the resulting fibers.

Целлюлоза растворяется в смеси ДМАА с LiCl при нагревании до температуры 150°С и выше, однако при таких температурах происходит ее значительная деполимеризация. Как правило, целлюлозу перед растворением активируют для повышения ее реакционной способности, интенсификации процесса растворения и улучшения качества раствора.Cellulose dissolves in a mixture of DMAA with LiCl when heated to a temperature of 150°C and above, but at such temperatures it undergoes significant depolymerization. As a rule, cellulose is activated before dissolution to increase its reactivity, intensify the dissolution process and improve the quality of the solution.

В заявке Китая CN 101550614 A, МПК D01F 2/08, опубл. 07.10.2009 г., пульпу целлюлозы со степенью полимеризации 200-1000 измельчают, активируют нагретым до 160°С раствором ДМАА, ДМАА с KMnO4 или кипячением с водным NaOH, затем осуществляют промывку и сушку при 50°С до содержания воды менее 1%. Активированную целлюлозу добавляют к раствору ДМАА, содержащему 6,6-10 масс. % LiCl, нагревают и перемешивают при 100°С до гелеобразного состояния, затем продолжают перемешивание в течение 8-12 часов при 25°С до полного растворения. Для снижения вязкости раствор нагревают до 30-70°С и при этой температуре фильтруют, проводят дегазацию в вакууме, повышают давление азотом и формуют мокрым способом через фильеру с диаметром отверстий 0,04-0,08 мм в ванну, содержащую воду, ацетон, метанол и т.д. при 20-80°С, время погружения в ванну составляет 0,1-0,2 с, затем нить вытягивают в водной ванне при 20-80°С и сушат. Среди положительных сторон способа отмечен легкий контроль качества продукции, однако характеристики получаемых нитей не указаны. Недостатком данного процесса является высокая температура активирующей системы.In Chinese application CN 101550614 A, IPC D01F 2/08, publ. 10/07/2009, cellulose pulp with a degree of polymerization of 200-1000 is crushed, activated with a solution of DMAA heated to 160°C, DMAA with KMnO 4 or by boiling with aqueous NaOH, then washed and dried at 50°C until the water content is less than 1% . Activated cellulose is added to a DMAA solution containing 6.6-10 wt. % LiCl, heat and stir at 100°C until a gel-like state, then continue stirring for 8-12 hours at 25°C until completely dissolved. To reduce the viscosity, the solution is heated to 30-70°C and filtered at this temperature, degassed in a vacuum, the pressure is increased with nitrogen and wet-molded through a die with a hole diameter of 0.04-0.08 mm into a bath containing water, acetone, methanol, etc. at 20-80°C, the immersion time in the bath is 0.1-0.2 s, then the thread is pulled out in a water bath at 20-80°C and dried. Among the positive aspects of the method, easy control of product quality is noted, but the characteristics of the resulting threads are not indicated. The disadvantage of this process is the high temperature of the activating system.

Предложенный в заявке CN 110172746 А (МПК D01F 2/00, опубл. 27.08.2019 г.) способ получения нити из древесной целлюлозы включает следующие этапы:The method for producing thread from wood cellulose proposed in the application CN 110172746 A (IPC D01F 2/00, published on August 27, 2019) includes the following steps:

- получение смешанного растворителя растворением 5-10 масс. % LiCl в ДМАА при нагревании, температура растворения составляет 100-105°С, время растворения 3-4 часа;- obtaining a mixed solvent by dissolving 5-10 wt. % LiCl in DMAA when heated, dissolution temperature is 100-105°C, dissolution time 3-4 hours;

- приготовление прядильного раствора с концентрацией целлюлозы 10-20 масс. % перемешиванием целлюлозы с полученным смешанным растворителем в вакууме при 105-120°С в течение 4-5 часов;- preparation of a spinning solution with a cellulose concentration of 10-20 wt. % mixing cellulose with the resulting mixed solvent in a vacuum at 105-120°C for 4-5 hours;

- формование нитей сухо-мокрым способом через фильеру с диаметром отверстий 10-110 мкм, длиной капилляра отверстия 300-900 мкм, скоростью 35-45 м/мин через воздушную прослойку 6-9 см в ванну с температурой 3-10°С, содержащую смешанный растворитель ДМАА с LiCl, полученный на начальном этапе;- spinning of threads using the dry-wet method through a spinneret with a hole diameter of 10-110 microns, a hole capillary length of 300-900 microns, a speed of 35-45 m/min through an air gap of 6-9 cm into a bath with a temperature of 3-10 ° C containing mixed solvent DMAA with LiCl obtained at the initial stage;

- промывка полученной нити погружением в ванну с 75-95% раствором этанола при комнатной температуре на 3-4 часа, затем в ванну с водой с температурой 75-95°С на 2-3 часа, обработка погружением в ванну с замасливателем с концентрацией 3 г/л при 80-85°С на 2 часа и сушка.- washing the resulting thread by immersion in a bath with a 75-95% ethanol solution at room temperature for 3-4 hours, then in a bath of water at a temperature of 75-95°C for 2-3 hours, treatment by immersion in a bath with a lubricant with a concentration of 3 g/l at 80-85°C for 2 hours and drying.

Недостатком данного процесса является применение LiCl в составе осадительной ванны и длительность процесса промывки и замасливания, характеристики получаемых нитей также не приведены.The disadvantage of this process is the use of LiCl in the precipitation bath and the duration of the washing and oiling process; the characteristics of the resulting threads are also not given.

Одними из первых публикаций, посвященных получению формованных целлюлозных продуктов, в частности нитей, прямым растворением целлюлозы в смеси ДМАА с LiCl, являются патенты US 4302252 В2 (МПК С08В 1/00, C08J 3/09, C08K 3/16, опубл. 24.11.1981 г.) и US 4352770 В2 (МПК С08В 1/00, D01F 2/02, опубл. 05.10.1982 г.), взятые нами за прототип. Важным аспектом изобретения является предварительная активация целлюлозы в полярной среде (вода, пар, жидкий аммиак, ДМАА, ДМСО и т.п.), с дальнейшим удалением любой полярной среды, отличной от ДМАА, до концентрации менее 5%. Активация обеспечивает набухание целлюлозы, открытие ее пор и доступ растворителя. Растворение проводят в ДМАА, 1-метил-2-пирролидиноне и их смесях с добавлением от 3 до 15 масс. % LiCl при температурах значительно ниже 150°С вплоть до комнатной. В случае активации целлюлозы в ДМАА процесс проводят при нагревании до 150°С и выше с дальнейшим охлаждением до температуры ниже 100°С и добавлением LiCl для растворения. Также предложено растворение целлюлозы без предварительной активации в ДМАА, 1-метил-2-пирролидиноне, либо их смесях с добавлением от 3 до 15 масс. % LiCl и воды с дальнейшим выпариванием до содержания воды менее 5%. Нить формуют из растворов, содержащих до 16 масс. % целлюлозы мокрым или сухо-мокрым способом в ванну, содержащую воду, низший одноатомный спирт, ацетонитрил, тетрагидрофуран и их смеси при комнатной температуре. В одном из примеров приведены параметры получения нити: фильерная вытяжка 1,655, пластификационная вытяжка 78%, промывка водой при 65-70°С, отжим, авиважная обработка и сушка при 100°С несколько часов. В результате получена нить, имеющая следующие характеристики: линейная плотность 1,23 денье (0,137 текс); удельная разрывная нагрузка в кондиционных условиях 3,74 г/денье (33 сН/текс), во влажном состоянии - 2,64 г/денье (23 сН/текс); удлинение при разрыве в кондиционных условиях 6,2%, во влажном состоянии - 8,7%; модуль упругости во влажном состоянии 1,4 г/денье (19 кгс/мм2) при удлинении 5%. Однако полученная нить имеет низкое удлинение при разрыве, что является недостатком данного способа.One of the first publications devoted to the production of molded cellulose products, in particular threads, by direct dissolution of cellulose in a mixture of DMAA with LiCl, are patents US 4302252 B2 (MPC C08B 1/00, C08J 3/09, C08K 3/16, publ. 11.24. 1981) and US 4352770 B2 (MPC C08B 1/00, D01F 2/02, published 10/05/1982), which we took as a prototype. An important aspect of the invention is the preliminary activation of cellulose in a polar environment (water, steam, liquid ammonia, DMAA, DMSO, etc.), with further removal of any polar environment other than DMAA to a concentration of less than 5%. Activation ensures swelling of cellulose, opening of its pores and access of solvent. Dissolution is carried out in DMAA, 1-methyl-2-pyrrolidinone and their mixtures with the addition of 3 to 15 wt. % LiCl at temperatures well below 150°C down to room temperature. In the case of cellulose activation in DMAA, the process is carried out by heating to 150°C or higher, with further cooling to a temperature below 100°C and adding LiCl for dissolution. It is also proposed to dissolve cellulose without prior activation in DMAA, 1-methyl-2-pyrrolidinone, or their mixtures with the addition of 3 to 15 wt. % LiCl and water with further evaporation until the water content is less than 5%. The thread is formed from solutions containing up to 16 wt. % cellulose by a wet or dry-wet method into a bath containing water, lower monohydric alcohol, acetonitrile, tetrahydrofuran and mixtures thereof at room temperature. One of the examples shows the parameters for obtaining a thread: spinneret drawing 1.655, plasticizing drawing 78%, washing with water at 65-70°C, spinning, abrasion treatment and drying at 100°C for several hours. The result is a thread having the following characteristics: linear density 1.23 denier (0.137 tex); specific breaking load under standard conditions is 3.74 g/denier (33 cN/tex), in a wet state - 2.64 g/denier (23 cN/tex); elongation at break in conditioned conditions is 6.2%, in wet condition - 8.7%; wet elastic modulus 1.4 g/denier (19 kgf/mm 2 ) at 5% elongation. However, the resulting thread has a low elongation at break, which is a disadvantage of this method.

Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention

Целью предлагаемого изобретения является разработка технологичного, воспроизводимого, реализуемого в промышленном масштабе способа получения целлюлозной нити текстильного и технического назначения из древесной целлюлозы.The purpose of the present invention is to develop a technological, reproducible, industrial-scale method for producing cellulose thread for textile and technical purposes from wood cellulose.

Поставленная цель достигается совокупностью и последовательностью операций, как на стадии активации целлюлозы, так и на стадиях растворения и формования нити. Активация и подготовка к растворению включает следующие операции: 1. Обработка предварительно измельченной целлюлозы 4-10% водными растворами минеральных кислот (серной, азотной) при температуре 70-98°С в течение 0,5-2,0 часов, при которой происходит гидролитическая деструкция, позволяющая получить целлюлозу с оптимальной для дальнейшего растворения и формования степенью полимеризации.The set goal is achieved by a set and sequence of operations, both at the stage of cellulose activation and at the stages of dissolving and spinning the thread. Activation and preparation for dissolution includes the following operations: 1. Treatment of pre-crushed cellulose with 4-10% aqueous solutions of mineral acids (sulfuric, nitric) at a temperature of 70-98°C for 0.5-2.0 hours, at which hydrolytic destruction, which makes it possible to obtain cellulose with an optimal degree of polymerization for further dissolution and molding.

2. Промывка гидролизованной целлюлозы дистиллированной водой для нейтрализации кислоты, удаления примесей, низкомолекулярных фракций и продолжения активации целлюлозы водой, отжим избытка воды до остаточной влажности 55-60%.2. Washing hydrolyzed cellulose with distilled water to neutralize the acid, remove impurities, low molecular weight fractions and continue activation of cellulose with water, squeezing excess water to a residual moisture content of 55-60%.

3. Обработка целлюлозы ДМАА в течение 30 мин. при массовом соотношении целлюлозы и ДМАА 1:8 для замещения воды и отжим.3. Treatment of cellulose with DMAA for 30 minutes. at a mass ratio of cellulose and DMAA of 1:8 to replace water and spin.

Проведенная таким образом активация позволяет значительно уменьшить энергозатраты при растворении целлюлозы за счет снижения температуры и продолжительности процесса.Activation carried out in this way can significantly reduce energy consumption when dissolving cellulose by reducing the temperature and duration of the process.

Активированную целлюлозу растворяют в смеси ДМАА с LiCl и этиленгликоля, концентрация LiCl в ДМАА составляет 4-12 масс. %, концентрация этиленгликоля составляет 0,4-1,0% от массы ДМАА с LiCl. Растворение сначала проводят при комнатной температуре (17-22°С) без перемешивания в течение 2-6 часов, затем смесь перемешивают при температуре 80-98°С в течение 3-5 часов с получением гомогенного, прозрачного прядильного раствора.Activated cellulose is dissolved in a mixture of DMAA with LiCl and ethylene glycol, the concentration of LiCl in DMAA is 4-12 wt. %, the concentration of ethylene glycol is 0.4-1.0% by weight of DMAA with LiCl. The dissolution is first carried out at room temperature (17-22°C) without stirring for 2-6 hours, then the mixture is stirred at a temperature of 80-98°C for 3-5 hours to obtain a homogeneous, transparent spinning solution.

Важным аспектом изобретения является добавка этиленгликоля в растворяющую систему, позволяющая повысить физико-механические показатели получаемой целлюлозной нити. Свойства раствора целлюлозы стабильны, степень полимеризации не снижается, что обеспечивает устойчивость процесса формования и гарантирует получение нити со стабильными физико-механическими показателями и повышенным удлинением.An important aspect of the invention is the addition of ethylene glycol to the solvent system, which makes it possible to increase the physical and mechanical properties of the resulting cellulose thread. The properties of the cellulose solution are stable, the degree of polymerization does not decrease, which ensures the stability of the molding process and guarantees the production of a thread with stable physical and mechanical properties and increased elongation.

Полученный раствор целлюлозы имеет концентрацию 4-10% и после фильтрации и обезвоздушивания может использоваться для формования нити.The resulting cellulose solution has a concentration of 4-10% and, after filtration and deairing, can be used for spinning threads.

Формование нити осуществляют как мокрым, так и сухо-мокрым способом через фильеры с диаметром отверстий от 0,08 до 0,12 мм в водно-диметилацетамидную осадительную ванну с содержанием 0-30 масс. % ДМАА и 0,02-0,5 масс. % этиленгликоля при температуре 10-50°С.The thread is formed both wet and dry-wet through spinnerets with hole diameters from 0.08 to 0.12 mm into a water-dimethylacetamide precipitation bath containing 0-30 wt. % DMAA and 0.02-0.5 wt. % ethylene glycol at a temperature of 10-50°C.

Сформованную нить сначала подвергают ориентационной вытяжке на воздухе на 10-30%, затем в среде водяного пара на 30-110%, отмывают от остатков растворителя, сушат при температуре 105°С, подвергают авиважной обработке и наматывают на бобину. Ориентационное вытягивание в среде водяного пара способствует повышению прочностных показателей нити.The formed thread is first subjected to orientation stretching in air by 10-30%, then in water vapor by 30-110%, washed from solvent residues, dried at a temperature of 105°C, subjected to abrasion treatment and wound onto a bobbin. Orientation drawing in a water vapor environment helps to increase the strength of the thread.

Вся совокупность и последовательность операций позволяет получить целлюлозную нить текстильного и технического назначения с удельной разрывной нагрузкой 26-33,5 сН/текс, удлинением при разрыве 8-12%.The entire set and sequence of operations makes it possible to obtain cellulose thread for textile and technical purposes with a specific breaking load of 26-33.5 cN/tex, and an elongation at break of 8-12%.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Пример 1. Предварительно измельченную целлюлозу обрабатывают 10% водным раствором серной кислоты при температуре 98°С в течение 1,0 часа. Затем целлюлозу промывают дистиллированной водой до нейтральной среды и отжимают от избытка воды с помощью водокольцевого насоса до остаточной влажности 50%. Для замещения воды в порах целлюлозы ее дважды обрабатывают ДМАА в течение 30 мин. Массовое соотношение целлюлозы и ДМАА 1:8.Example 1. Pre-crushed cellulose is treated with a 10% aqueous solution of sulfuric acid at a temperature of 98°C for 1.0 hour. Then the cellulose is washed with distilled water to a neutral environment and squeezed out of excess water using a water ring pump to a residual moisture content of 50%. To replace water in the pores of cellulose, it is treated twice with DMAA for 30 minutes. The mass ratio of cellulose and DMAA is 1:8.

Активированную целлюлозу растворяют в смеси ДМАА с LiCl, при этом концентрация LiCl в ДМАА составляет 8 масс. %. Растворение сначала проводят при комнатной температуре 20-22°С без перемешивания в течение 2 часов, затем смесь перемешивают при температуре 98°С в течение 5 часов с получением гомогенного прядильного раствора. Полученный раствор с концентрацией 5% фильтруют и обезвоздушивают.Activated cellulose is dissolved in a mixture of DMAA with LiCl, and the concentration of LiCl in DMAA is 8 wt. %. The dissolution is first carried out at room temperature 20-22°C without stirring for 2 hours, then the mixture is stirred at a temperature of 98°C for 5 hours to obtain a homogeneous spinning solution. The resulting solution with a concentration of 5% is filtered and deaerated.

Нить формуют мокрым способом через фильеру с диаметром отверстий 0,08 мм в водную осадительную ванну при температуре 20°С. Сформованную нить сначала подвергают ориентационной вытяжке на воздухе на 10%, затем в среде водяного пара на 30%, отмывают от остатков растворителя, сушат при температуре 105°С, подвергают авиважной обработке и наматывают на бобину. Полученная нить имеет удельную разрывную нагрузку 19 сН/текс, удлинение при разрыве 8,8%.The thread is wet-spun through a spinneret with a hole diameter of 0.08 mm into an aqueous precipitation bath at a temperature of 20°C. The formed thread is first subjected to orientation stretching in air by 10%, then in water vapor by 30%, washed from solvent residues, dried at a temperature of 105°C, subjected to abrasion treatment and wound onto a bobbin. The resulting thread has a specific breaking load of 19 cN/tex, and an elongation at break of 8.8%.

Пример 2. Подготовку и активацию целлюлозы проводят как в примере 1. Активированную целлюлозу растворяют в смеси ДМАА с LiCl и этиленгликоля, при этом концентрация LiCl в ДМАА составляет 8 масс. %, а концентрация этиленгликоля - 0,4% от массы ДМАА с LiCl. Растворение сначала проводят при комнатной температуре 20-22°С без перемешивания в течение 2 часов, затем смесь перемешивают при температуре 98°С в течение 5 часов с получением гомогенного прядильного раствора. Полученный раствор с концентрацией 5% фильтруют и обезвоздушивают.Example 2. The preparation and activation of cellulose is carried out as in example 1. Activated cellulose is dissolved in a mixture of DMAA with LiCl and ethylene glycol, and the concentration of LiCl in DMAA is 8 wt. %, and the concentration of ethylene glycol is 0.4% by weight of DMAA with LiCl. The dissolution is first carried out at room temperature 20-22°C without stirring for 2 hours, then the mixture is stirred at a temperature of 98°C for 5 hours to obtain a homogeneous spinning solution. The resulting solution with a concentration of 5% is filtered and deaerated.

Нить формуют мокрым способом через фильеру с диаметром отверстий 0,08 мм в осадительную ванну при температуре 20°С, содержащую воду. Сформованную нить сначала подвергают ориентационной вытяжке на воздухе на 10%, затем в среде водяного пара на 30%, отмывают от остатков растворителя, сушат при температуре 105°С, подвергают авиважной обработке и наматывают на бобину. Полученная нить имеет удельную разрывную нагрузку 26 сН/текс, удлинение при разрыве 12,1%.The thread is wet-spun through a spinneret with a hole diameter of 0.08 mm into a precipitation bath at a temperature of 20°C containing water. The formed thread is first subjected to orientation stretching in air by 10%, then in water vapor by 30%, washed from solvent residues, dried at a temperature of 105°C, subjected to abrasion treatment and wound onto a bobbin. The resulting thread has a specific breaking load of 26 cN/tex, and an elongation at break of 12.1%.

Пример 3. Подготовку и активацию целлюлозы проводят как в примере 1.Example 3. The preparation and activation of cellulose is carried out as in example 1.

Растворение проводят как в примере 2, при этом концентрация этиленгликоля составляет 0,7% от массы ДМАА с LiCl.The dissolution is carried out as in example 2, with the concentration of ethylene glycol being 0.7% by weight of DMAA with LiCl.

Формование нитей осуществляют мокрым способом через фильеру с диаметром отверстий 0,08 мм в осадительную ванну при температуре 30°С, содержащую водный раствор 0,5 масс. % этиленгликоля. Сформованную нить сначала подвергают ориентационной вытяжке на воздухе на 20%, затем в среде водяного пара на 100%, отмывают от остатков растворителя, сушат при температуре 105°С, подвергают авиважной обработке и наматывают на бобину. Полученная нить имеет удельную разрывную нагрузку 33,5 сН/текс, удлинение при разрыве 11,4%.The threads are formed using the wet method through a spinneret with a hole diameter of 0.08 mm into a precipitation bath at a temperature of 30°C containing an aqueous solution of 0.5 wt. % ethylene glycol. The formed thread is first subjected to orientation stretching in air by 20%, then in a water vapor environment by 100%, washed from solvent residues, dried at a temperature of 105°C, subjected to abrasion treatment and wound onto a bobbin. The resulting thread has a specific breaking load of 33.5 cN/tex, and an elongation at break of 11.4%.

Пример 4. Подготовку, активацию и растворение целлюлозы проводят как в примере 3. Формование нитей осуществляют мокрым способом через фильеру с диаметром отверстий 0,08 мм в осадительную ванну при температуре 30°С, содержащую водный раствор ДМАА до 30 масс. % Сформованную нить сначала подвергают ориентационной вытяжке на воздухе на 30%, затем в среде водяного пара на 110%, отмывают от остатков растворителя, сушат при температуре 105°С, подвергают авиважной обработке и наматывают на бобину. Полученная нить имеет удельную разрывную нагрузку 30 сН/текс, удлинение при разрыве 9,4%.Example 4. Preparation, activation and dissolution of cellulose are carried out as in example 3. The threads are formed using the wet method through a spinneret with a hole diameter of 0.08 mm into a precipitation bath at a temperature of 30°C containing an aqueous solution of DMAA up to 30 wt. % The formed thread is first subjected to orientation stretching in air by 30%, then in water vapor by 110%, washed from solvent residues, dried at a temperature of 105°C, subjected to abrasion treatment and wound onto a bobbin. The resulting thread has a specific breaking load of 30 cN/tex, and an elongation at break of 9.4%.

Claims (3)

1. Способ получения целлюлозной нити из древесной целлюлозы, включающий гидролитическую деструкцию, активацию целлюлозы водой с дальнейшей заменой воды на N,N-диметилацетамид (ДМАА), растворение активированной целлюлозы при температуре ниже 150°С в смешанном растворителе, содержащем ДМАА и от 4 до 12 масс. % хлорида лития, формование нити мокрым или сухо-мокрым способом в водно-диметилацетамидную осадительную ванну с последующей ориентационной вытяжкой, промывкой, сушкой, отличающийся тем, что гидролитическую деструкцию проводят в кислой среде в присутствии серной или азотной кислоты, для повышения прочности и эластичности нити смешанный растворитель и осадительная ванна дополнительно содержат этиленгликоль, а ориентационную вытяжку осуществляют в две ступени: сначала на воздухе, а затем в среде водяного пара.1. A method for producing cellulose thread from wood cellulose, including hydrolytic destruction, activation of cellulose with water with further replacement of water with N,N-dimethylacetamide (DMAA), dissolution of activated cellulose at a temperature below 150°C in a mixed solvent containing DMAA and from 4 to 12 wt. % lithium chloride, spinning the thread using a wet or dry-wet method in a water-dimethylacetamide precipitation bath, followed by orientation stretching, washing, drying, characterized in that hydrolytic destruction is carried out in an acidic environment in the presence of sulfuric or nitric acid, to increase the strength and elasticity of the thread the mixed solvent and precipitation bath additionally contain ethylene glycol, and the orientation hood is carried out in two stages: first in air and then in water vapor. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание этиленгликоля в смешанном растворителе составляет 0,4-1,0 масс. %2. The method according to claim 1, characterized in that the content of ethylene glycol in the mixed solvent is 0.4-1.0 wt. % 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание этиленгликоля в осадительной ванне составляет 0,02-0,5 масс. %3. The method according to claim 1, characterized in that the content of ethylene glycol in the precipitation bath is 0.02-0.5 wt. %
RU2023100175A 2023-01-09 Method for obtaining cellulose thread RU2805062C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2805062C1 true RU2805062C1 (en) 2023-10-11

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4302252A (en) * 1979-07-25 1981-11-24 International Telephone And Telegraph Corp. Solvent system for cellulose
US4352770A (en) * 1980-04-30 1982-10-05 International Telephone And Telegraph Corporation Process for forming shaped cellulosic product
RU2283375C1 (en) * 2005-02-15 2006-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр химических волокон ООО "НИЦ "ВИСКОЗА" Method of production of the fine filament cellulose thread
RU2371526C1 (en) * 2008-04-08 2009-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр химических волокон ООО "НИЦ ВИСКОЗА" Method of receiving of thin-filament cellulose filament

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4302252A (en) * 1979-07-25 1981-11-24 International Telephone And Telegraph Corp. Solvent system for cellulose
US4352770A (en) * 1980-04-30 1982-10-05 International Telephone And Telegraph Corporation Process for forming shaped cellulosic product
RU2283375C1 (en) * 2005-02-15 2006-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр химических волокон ООО "НИЦ "ВИСКОЗА" Method of production of the fine filament cellulose thread
RU2371526C1 (en) * 2008-04-08 2009-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр химических волокон ООО "НИЦ ВИСКОЗА" Method of receiving of thin-filament cellulose filament

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4679641B2 (en) Non-toxic processes and systems for pilot scale production of cellulosic products
Ozipek et al. Wet spinning of synthetic polymer fibers
RU2625306C2 (en) Method of manufacture of lignin-containing prediminary fiber, and also of carbon fibers
JP5072846B2 (en) Use of aqueous sodium hydroxide / thiourea solution in the manufacture of cellulose products on a pilot scale
Ingildeev et al. Comparison of direct solvents for regenerated cellulosic fibers via the lyocell process and by means of ionic liquids
KR101916978B1 (en) Method for spinning anionically modified cellulose and fibres made using the method
Fujiwara et al. Preparation of high‐strength poly (vinyl alcohol) fibers by crosslinking wet spinning
CN101550614B (en) Method of using non-adhesive method to prepare cellulose base fiber
NO303737B1 (en) Process for the preparation of cellulose mold bodies
Wei et al. Studies on the post-treatment of the dry-spun fibers from regenerated silk fibroin solution: Post-treatment agent and method
KR20120091181A (en) Process of manufacturing low-fibrillating cellulosic fibers
CA2775918A1 (en) A process of manufacturing lowfibrillating cellulose fibers
Wang et al. Preparation and properties of new regenerated cellulose fibers
Lee et al. Effect of the concentration of sodium acetate (SA) on crosslinking of chitosan fiber by epichlorohydrin (ECH) in a wet spinning system
CN107653502B (en) Preparation method of high-strength regenerated cellulose fibers
RU2805062C1 (en) Method for obtaining cellulose thread
Zhang et al. Novel fibers prepared from cellulose in NaOH/thiourea/urea aqueous solution
JP5971340B2 (en) Method for producing cellulose fiber
Zhang et al. Preparation and formation mechanism analysis of regenerated silk fibroin/polyvinyl alcohol blended fibers with waste silk quilt
Wan et al. Acrylic fibers processing with ionic liquid as solvent
CN107699966A (en) A kind of method of cellulose electrostatic spinning
CN107475782B (en) A kind of acetate fiber and preparation method thereof
Siadat et al. Investigation of coagulant type effect on wet–spinning process of regenerated silk fibroin
CN111748870A (en) Fiber material prepared from chitosan solution with pH value of 6-8 and preparation method thereof
CN104073904A (en) Method for preparing coarse denier spandex fiber for hygienic material by adopting spandex silk waste