SU957772A3 - Способ получени вискозы - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к усовершенствованному способу получени  вискозы , которую используют дл  производства искусственных нитей.

Производство вискозы, т.е. концентрированного раствора ксантогената целлюлозы в разбавленном растворе едкого натра, состоит из р да отдельных операций: мерсеризации, измельчени , ксантогенировани  и растворени . Качество вискозы определ ют по содержанию целлюлозы, едкого натра, св занной серы, в зкости, зрелости, фильтруемости, прозрачности и р ду других показателей, соответствующих определенному производству.

В зкость вискозы колеблетс  от 30 до ВО п, резко возрастает с увеличением содержани  целлюлозы, прич«ам в зкость зависит от степени полимеризации целлюлозы и от содержани  едкого натра.

В вискозе свободный, сероуглерод св зываетс  едким натром/ превраща сь в тритиокарбонат и другие сернистые примеси, и таким образом происходит созревание вискозы. Более зрела  вискоза осаждаетс  под действием меньшего количества электроли-.

тов и легче превращаетс  в нить при формовании в осадительной ванне.

Снижение зрелостипо мере старени  вискозы происходит тем быстрее, чем вьвпе температура, ниже концентраци  целлюлозы или меньше вз то сероуглерода при ксантогенировании. Большое вли ние на созревание оказывает соотношение содержаний в ней цюллюлозы и едкого натра. Дл  достижени  зрелости вискозы, пригодной дл  формовани  волокна, ее выдерживают 20-60 ч при 16-17 С. Созревание может быть практически. прекращено при температуре ниже 8 С.

Добавление к вискозе специальных модификаторов - поверхностно-активных веществ (ПАВ), например производных аминов, аминофенолов или поли- зтиленоксида, облегчает формование вискозного волокна и позвол ет получить структурно-однородные прочные волокна ij .

Непосредственно вискозу получают из сульфатной древесной целлюлозы ,с содержанием гильфа-цвллюлозы 95% или ИЗ щелочной целлюлозы, которую без предварительного созрева и  ксантогенируют 60%-ньш сероуглеродом. ТаКИМ образом получают вискозу, содержащую 6% альфа-целлюлозы и 4,6% едкого натра и имеющую в зкость по падающему шарику 160 с и зрезюстъ по хлористому натрию 19,0 2Д . Нар ду с этим известно, что в ви козном производстве вещества древесно-растительного происхождени   вл ютс  причиной трудностей, возни кающих за счет ухудшени  прозрачнос ти вискозы из-за осгисдени  смол в трубопроводах, насосах, фильерах и других част х оборудовани . Введение ПАВ в вискозу способст|Вует пептизации смол, причем разные ПАВ имеют разную способность к паптизации , например аддукт 17 молей окиси этилена и лаурилового /зпирта снижает светопроницаемость с 47 до 17 за врем  с 4 до 48 ч. Использование аддукта 8-35 молей окиси алкилена и спирта общей формулы R -(A)K-X-R-OH где R - алкил А - оксиалкиленова  группа котора  может быть замещена на гидроксильную группу; к 0-2;.. R- алкил. . Х- - .S; SO/j; 0; Y - гидроксил, а в случае, когд А содержит гидроксил, то во дород; и при этом количест оксиэтиленовых групп в адц те составл ет не менее 70% обеспечивает снижение светопроница мости после 48 ч в лучших образцах .только на 1-2%. Вышеуказанные ПАВ могут быть вв дены как непосредственно в вискозу так и в ее разбавл ющий щелок или растворенную целлюлозную массу до, во врем  или после при ее сушки, т.е. в исходный или промежуточный продукт дл  приготовлени  вискозы 3 . . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  спо соб приготовлени  вискозы из сульфитной хвойной целлюлозы, содержащей , например, 90,8% альфа-целлюлоз и имЬющей в зкость 190 мП, которую подвергают мерсеризации 17-25%-нь ш растворами щелочи с последующим отжимом, предсозреванием при 20-40 ксантогенированием 25-35%-ным сероуглеродом , счита  на содержание таль фа-целлюлозы, при 20-40°С и растворением в растворе щелочи. Ё данном процессе дл  уменьшени  количества сероуглерода при к:сантогенировании после предсозревани  провод т повторную мерсеризацию 10-15%-ным раствором щелочи. В этом случае используют низкокачественную целлюлозную массу, котора  за cieT двойного выщелачивани  позвол ет обеспечить получение фильтруемой вискозы с удовлетворительной в зкостью и показателем фильтровани  4 . Однако необходимость двойной мерсеризации вызывает потребность в увеличении количества прессов, что ведет к высоким капитальным и эксплуатационным затратам. Нар ду с этим следует отметить, что в производстве вискозы используют ксантогенат целлюлозы максимально растворилщй дл  избежани  трудностей при фильтрации. Дл  обеспечени  такого требовани  используют или сульфитную (кислую), или предварительно гидролизованную сульфатную пульпу, в которых содержание альфацеллюлозы превышает 90%. пульпы, в особенности сульфатна  (щелочна ) дл  бумажного производства, не пригодны дл  вискозного производства из-за плохой фильтруемости, так как содержит набухший гель и нерастворимые частицы волокон целлюлозы. Последнее вызываетс  тем, что при щелочной варке в стенках целлюлозных волокон образуетс  неподход щее количество, структурно отщепленных участков, обеспечивающих образование щелочной целлюлозы . В случае кислой варки, т.е. сульфитной без щелочной экстракции, или при использовании предйарительного кислого гидролиза в щелочной варке эти участки удал ютс  щелочной экстракцией и образуетс  продукт, пригодный в вискозном производстве. Цель изобретени  - повыиение / фильтруемости вискозы при использовании продуктов, образующихс  в щелочной варке целлюлозосодержащего сырь  без предварительного кислого гидролиза или в кислотной варке без экстракции щелочью. Поставленна  цель достигаетс  способом получени  вискозы из целлюлозосодержащего сырь , образующегос  в процессе щелочной варки без предварительного кислого гидролиза или в процессе кислотной сульфитной варки без щелочной экстракции, содержащей 91-87% альфа-целлюлозы путем мерсе)изации его 15-22%-ным раствором щелочи в присутствии добавки, выбранной из группы: петролейный эфир, аддукт коксового жирного спирта и окиси этилена с молекул рным весом 700, монобутиловый эфир диэтиленгликол , смесь изомеров первичного или вторичного амилового спирта, содержащего 60 вес.% пентанола-2 и 36 вес.% пентанола-3, пиперидин.

полипропиленгликоль с молекул рным весом 400, смешанный полимер полиоксиэтилена и полиоксипропилена с молекул рным весом 1800-2000, этокслированный олеиламин, э.токсилированный кокосовый жирный амин, натриева  сол сульфированного сложного эфира ж,ирной кислоты с молекул рным весом 350, аддукт окиси этилена и нонилфенола с молекул рным весом 1200, соевый лецитин, метилизобутилкетон , и ;вз той в количестве 0,2525% от содержани  альфа-целлюлозы, до достижени  степени полимеризации 225-275, с последующим отжимом суспензии , предсозреванием при 20-40с ксантогенированием 25-35%-ным количеством сероуглерода, счита  на

содержание альфа-целлюлозы, при 20-40 С и растворением полученного ксантогената целлюлозы в водном растворе щелочи.

Отличительными признаками способа , согласно изобретению,  вл ютс  использование целлюлозосодержащего

.сырь , образующегос  в процессе щелочной варки без предварительного кислого гидролиза или в процессе кислотнЪй сульфитной варки без щелочной экстракции, и осуществление процесса мерсеризации в присутствии добавки, выбранной из группы: петро .лейньи эфир, аддукт кокосового жирного спирта и окиси этилена с молекул рным весом 700, монобутиловый эфир диэтиленгликол , смесь первичного и вторичного амилового спирта, содержаща  60 вес.% пентанола-2 и 36 вес.% йентанола-З, пиперидин, полипропиленгликоль с молекул рным весом 400, смешанный полимер полиоксиэтилена и пЬлиоксипропилена с молекул рным весом 1800-2000, этокслированный олеиламин, этоксилированный кокосовый жирный амин, натриева  соль сульфированного сложного эфира жиpнqй кислоты с молекул рным весом 350, аддукт окиси этилена и нонилфенола с молекул рным весом 1200, соевый лецитин, метилизобутил кетон, и вз той в количестве 0,2525% от содержани  альфа-целлюлозы до достижени  степени полимеризации 225-275.

Осуществление процесса с указанными добавками позвол ет получать высокофильтруемую вискозу с показателем фильтруемости ранным 19-82 при вйзкости от 13 до 76 с {по методу падающего шарика), причем сырьем дл  этого процесса могут служить целлюлозные пульпы, полученные, при щелочной варке без предварительного гидролиза или при сульфитной варке без щелочной экстракции, т.е. целлюлозной пульпы бумажного производства , ранее не пригодной дл  вискозного производства.

Пример 1. Дл  приготовлени  вискозы берут ндрмалььую беленую сульфатную сосновую бумажную массу, которую используют в бумажном производстве и котора  87% 5 альфа-целлюлозы, 10% бета-целлюлозы и 3% гамма-целлюлозы, имеет в зкость по Скаку 600 , содержание сухого вещества 90% и  ркость 91,5%. Это сьфье в виде 4%-ной суспензии 10 замачивают в щелоке (концентраци  NaOH 225 г/л) при в течение 30 мин, причем в этом щелоке содержитс  10 г/л добавки - аддукта кокосового жирного спирта и окиси f5 этилена с молекул рным весом 700, температурой затвердевани  менее 20 с, рН раствора 2%-ной концентрации 5-7 и плотностью 1,0 г/м. После указанного времени массу отжимают 20 при степени сжати  3,2 и затем подвергают предсоз|реванию (старению) в течение 18 ч при . Дгшее продукт подвергают ксантогенирбванию при 30с с использованием 35%-го 25 количества сероуглерода, счита  на количество гшьфа-целлкхлозы.

Полученный кса нтогенат целлюлозы раствор ют в растворе щелочи и получают вискозу с содержанием NaOH 5,3% и альфа-целлюлозы 10,2%, имею30 щей в зкость по методу падающего шарика 48 с и фильтруемость . Контрольный образец вискозйбез добавки имеет .

В следукнцих примерах 2-12 процесс 5 ведут аналогично примеру 1, но с разными добавками.

В таблице показаны величины получаемой в зкости и фильтруемости образцов вискозы с учетом разных 0 вводимых в щелок дл  мерсеризации добавок, количество которых во всех случа х одинаково, т.е. 10 г или 25% от веса альфа-целлюлозы. 1 Пример 13. Вискозу готов т 5 аналогично примеру 1 из березовой отбеленной сульфатной бумажной массы, содержащей альфа-целлюлозы 87%, бетацеллюлозы 8% и гамма-целлюлозы 5% и имеющей  ркость 90%. В качестве добавки на стадии мерсеризации используют метилиэобутилкетон. Полученна  вискоза содержит альфа-целлюлозы 9,4%, щелочи 5,1%, имеет в зкость 20 с и фильтруемость . 5 Пример 14. Вискозу готов т из того же сырь , как в примере 13, но вместо метилизобутилкетона используют смесь изомеров первичного амилового спирта, содержащего 60% пентанапа-1 и 40% 2- и 3-метилбута0 нола-1, т.е. техническую смесь. Полученна  вискоза содержит альфа-целлюлозы 9,4%, щблочи 4,5%, имеет в з-, кость 13 с и фильтруемость .

Пример 15. Вискозу готов т 5 из того же сырь , как в примере 1,

но процесс мерсеризации ведут при а течение 30 мин. Щелок содер сит 32 г гемицеллюлозы на 1 л и 0,2 г, т«е. 0,5% от веса альфа-целлюлозы , соевого лецитина технического сорта, из которого содержащийс  жир был удален экстракцией ацетоном. остальные операции аналогично примеру 1о Полученна  целлюлоза Содержит 9,,6% альфа-целлюлозы, 5,3% щелочи, имеет в зкость 37 с к фильтруемость .

Пример 16. Вискозу готов т из сульфитной массы хвойных пород древесины, содержащей 91% альфацеллюлозы и 0,15% эфирного экстракта , имеющей в зкость по Таппи 20 сП. Искодное сырье в виде- 4%-ной руспенНазвание и характеристика добавки

содержание альфа-целлюлозы , %

Полипропиленгликоль,

мол, вес 400 , 9,6

Мснобутиловый эфир диэтиленгликол 

Cwecb первичного и вторичного а шлового спирта/ содержащего 60% пентанола-2 и 36% пентанола-3

Петролейный эфир, Т.кип. 100-120 С

миперидик

Смешанный полимер10% полиоксиэтилена и 90% полиокси пропилена, мол. вес -1800-2000, температура затвердевани  , в йкость при 40,0 СП, плотность п) 1,0 г/м

Оксиэтилированный кокосовый жирный амин, аминное число 28;5-27Д, водный раствор, содержащий 10 г/л,, имеет рН 9-10, в зкость при 20°С 37,4 СП, плотность при 0,895 г/м

зии подвергают мерсеризации в щелоке (концентраци  225 г/л) в течение 10 мин при 25®С, причем в щелоке содержитс  0,1 г/л, т.е. 0,25% от количества альфа-целлюлозы, соевого лецитина технического сорта. Отжим и старение (предсозревание) аналогичном примеру 1. В стадии ксантогенировани  используют 25%-ное количество сероуглерода от веса альфа-целлюлозы . Полученна  вискоза содержит 9,6% альфа-целлюлозы, 5,1% щелочи, имеет в зкость 60 с и фильтруемость .- Контрольный образец имеет фильтруемость .

Ёо всех примерах степень полиме5 ризации после мерсеризации составл ет 225-275.

Характеристика вискозы

фильтруев зкость , мость КУ с

5,2

52

5,0

57

51

76

69 69

60

5,1

42

37

4,8

47

61

Продолжение таблицы

OKсиэтилированный олеиламин

Натриева  соль сульфированного сложного эфира жирной кислоты мол. вес анионной части 375, в зкость при 110 СП, температура затвердевани  , плотность при 1,08

Адцукт нонилфенола и окиси этилена, мол. вес 1200, плотность при 1,0 г/м, т.пл. , температура вспышки 180°°С Соевый лецитин, технический , содержание жира 35%

Claims (1)

1. Кратка  химическа  энциклопе-4. СССР № 455549,

ЛИЯ. Т. 1, 1961, с. 579-581.кл. D 01 F 2/06, 19ё$ (прототип).