ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Мерсеризация целлюлозы (получение щелочной целлюлозы) из "Физико-химические основы технологии химических волокон" Технологический процесс приготовления вискозы включает следующие стадии щелочную обработку (мерсеризация) целлюлозы, окислительную деструкцию щелочной целлюлозы (предсозревание), этерификацию (ксантогенирование) щелочной целлюлозы-получение ксантогената целлюлозы и его растворение, -созревание и очистку вискозы (фильтрация и обезвоздушивание). [c.79] В процессе получения целлюлозы ее молекулярная структура значительно разрыхляется и реакционная способность возрастает. Однако этого недостаточно для прямого растворения целлюлозы с СП = 600—800 в растворах NaOH и для этерификации дитиоугольной кислотой (сероуглеродом в щелочной среде) . Длядаль нейшего снижения межмолекулярного взаимодействия необходима дополнительная обработка целлюлозы щелочью — мерсеризация. [c.79] При содержании NaOH в водных растворах (при 20° С) бо- лее 13,6% для полной гидратации ионов ОН не хватает воды и степень гидратации п уменьшается. [c.79] С повышением температуры гидратация уменьшается, при температурах выше 55—60° С величина п приближается к нулю, а при понижении температуры возрастает. Это объясняется тем, что с повышением температуры энергия гидратации ионов быстро уменьшается. [c.79] Иногда мерсеризацию целлюлозы ведут также при 55—60° С в растворе NaOH при С = 22%, т. е. в условиях минимального набухания целлюлозы, и максимальной величины Укаон- Подобный режим мерсеризации принят при получении вискозы в одном аппарате (ВА). [c.81] Необходимо отметить, что наряду с основной реакцией, описанной выше, при обработке целлюлозы гидратом окиси натрия протекают еще две реакции. [c.81] Предполагается, хотя экспериментально не доказано, что одновременно протекает реакция образования алкоголята целлюлозы eH9040Na с выделением воды. [c.81] Следовательно, способы мерсеризации различаются между собой ве,-личиной давления, применяемого при отжиме или отсутствием отжима (получение вискозы в одном аппарате), а также концентрацией NaOH в мерсеризационной щелочи и ее температурой. [c.82] По технологическим соображениям степень отжима z — отношение массы щелочной целлюлозы к массе абсолютно сухой целлюлозы — обычно составляет около 2,8—3. При чрезмерном отжиме (z 2,8) щеЛочная целлюлоза получается сухой и сильно спрессованной, поэтому ксантогенирование замедляется. При слишком слабом отжиме (z 3,2) щелочная целлюлоза удерживает много щелочи, и расход сероуглерода при ксантогенировании увеличивается. [c.82] Степень извлечения из исходной целлюлозы низкомолекулярных фракций, растворимых в отжимной щелочи достигает 70%. Степень извлечения гемицеллюлоз может быть увеличена в результате сильного перемешивания целлюлозы со щелочью, например при суспензионной мерсеризации. Отжимная щелочь подвергается очистке (диализ через полупроницаемую перегородку) и около 95% NaOH, находящегося в этой щелочи, возвращается в производство. Гемицеллюлозы пока не регенерируются и не используются. [c.82] Лрн получейий щелочной целлюлозы в аппаратах ВА с расчетным количеством мерсеризационной щелочи целлюлозу не отжимают и, следовательно, гемицеллюлозы остаются в щелочной целлюлозе. Этот способ значительно упрощает процесс приготовления вискозы, так как полностью отпадают две технологические операции (отжим и измельчение), а также отпадает необходимость в перегрузке щелочной целлюлозы из одного аппарата в другой. Однако добиться равномерного набухания целлюлозы при очень,, малых количествах мерсеризационной щелочи (3,2—3,5 л1кг) можно только при температуре выще 55° С (см. рис. 3.2). Но в этих условиях набухание невелико и реакционная способность целлюлозы увеличивается в меньщей степени, чем при ее свобод-, ном набухании при 20° С. Из-за этого качество вискозы, получаемой в аппаратах ВА, обычно несколько хуже (по числу геликов и замедлению при фильтрации), чем при мерсеризации целлюлозы с избытком щелочи. [c.83] Присутствие гемицеллюлоз в вискозе, приготовленной в аппарате ВА, также снижает ее качество, особенно при использовании этой вискозы в производстве высокопрочных волокон. Поэтому способ получения вискозы в одном аппарате, несмотря на свою простоту и экономическую целесообразность, может быть рекомендован в основном для производства вискозного штапельного волокна. [c.83] Сравнение двух других способов мерсеризации целлюлозы (оба с отжимом и удалением гемицеллюлоз) подтверждает очевидные преимущества суспензионной мерсеризации и непрерывного отжима. При этом замещение групп ОН целлюлозы происходит почти пермутоидно, т. е. одинаково в глубине и на поверхности целлюлозных волокон, и реакционная способность достигает наивысших значений. [c.83] Для повышения равномерности мерсеризации целлюлозы и улучшения ее реакционной способности было предложено добавлять в щелочь поверхностно-активные вещества (анионоактивные или неионогенные), которые, снижая поверхностное натяжение, облегчают смачивание целлюлозных волокон щелочью. Эти вещества особенно полезны при мерсеризации пересушенной целлюлозы или целлюлозы с низкой реакционной способностью. [c.83] Вернуться к основной статье