Мерсеризация целлюлозы температура

Впервые обработку целлюлозы 16...18%-ми растворами NaOH изучал Мерсер в 1844 г. Волокна хлопковой целлюлозы при такой обработке при комнатной температуре сильно набухали в поперечном направлении и укорачивались, т.е. целлюлозные волокна проявляли характерную анизотропию набухания. Хлопчатобумажная ткань после обработки щелочью при растяжении, отмывки щелочи и сушки в натянутом состоянии приобретает блеск, повышенную прочность на разрыв и лучшую окрашивае-мость красителями. В честь Мерсера такую обработку тканей, а также обработку технических целлюлоз концентрированными (12... 18%-ми) растворами NaOH стали называть мерсеризацией, обработанную целлюлозу - щелочной целлюлозой (алкалицеллюлозой) и ту же целлюлозу после отмывки щелочи - мерсеризованной целлюлозой. Дальнейшие исследования показали, что при действии на целлюлозу концентрированных растворов гидроксида натрия и других щелочей происходит ряд изменений, которые можно подразделить на три типа структурные (физические), физико-химические и химические. [c.563]

Целлюлоза имеет несколько полиморфных кристаллических модификаций — I, II, III, IV и X [6, 8] Кристаллическую модификацию природной целлюлозы называют целлюлоза I Целлюлоза II образуется при регенерации целлюлозы из ее растворов, при обработке природной целлюлозы концентрированными растворами гидроксидов щелочных металлов (мерсеризация) и при омылении производных целлюлозы Целлюлоза II имеет элементарную ячейку, параметры которой отличаются от параметров целлюлозы I (рис 1 5, б), полимерные цепи в регенерированной целлюлозе ориентированы антипараллельно Целлюлозу III получают при набухании целлюлозы I или II в жидком аммиаке Целлюлоза IV образуется при нагревании целлюлоз I, II и III при высокой температуре (280° С) в глицерине или в растворе щелочи Наконец, целлюлоза X образуется при обработке целлюлозы фосфорной (84,5%) или соляной (40%) кислотами Характеристики элементарных ячеек полиморфных модификаций целлюлозы приведены в табл 1 2 Идентифицировать полиморфные модификации легко удается с помощью рентгенографических данных, так как их рентгенограммы отличаются друг от друга (см рис 1 4, 6) [c.14]

Мерсеризация целлюлозы проводится периодически при температуре 15—25° С в ваннах-прессах в течение 45—60 мин По окончании мерсеризации щелочную целлюлозу отжимают, как правило, до тройного веса (от веса исходной целлюлозы), удаляя избыток щелочи. [c.357]

При мерсеризации целлюлозы в ваннах-прессах повышение температуры выше 25 °С нецелесообразно. При использовании других аппаратов (непрерывный процесс мерсеризации, обработка целлюлозы щелочью в аппарате ВА) для снижения набухания целлюлозы мерсеризация проводится при более высоких температурах (40— [c.211]

Предсозревание щелочной целлюлозы в аппарате ВА должно проводиться в течение минимального времени, так как занимать для этого более дорогой и сложный аппарат, чем транспортер -или труба, в которых происходит предсозревание при стандарт--ном методе получения вискозы, по экономическим соображениям нецелесообразно. Проведение мерсеризации целлюлозы в аппарате ВА при повышенной температуре обеспечивает возможность значительного сокращения продолжительности предсозревания. При применении исходной целлюлозы со степенью полимеризации 800—1000 продолжительность предсозревания при 60 °С составляет 2—2,5 ч. Это время может быть дополнительно уменьшено до 1—1,5 ч, если в раствор щелочи добавить небольшое количество перекиси водорода или другого окислителя. [c.274]

Как видно из табл. 49, при мерсеризации целлюлозы концентрированными растворами щелочи при низких температурах, т. е. в таких условиях, при которых процесс гидролиза щелочной целлюлозы замедляется, можно получить щелочную целлюлозу с более высоким значением у. При низкой температуре образование щелочной целлюлозы с у = 100 происходит при обработке целлюлозы раствором, содержащим всего лишь 100—110 г едкого натра на литр раствора. [c.182]

Определение способности целлюлозы к образованию суспензии. При мерсеризации целлюлозы в массе необходимо регистрировать прочность связи между волокнами целлюлозы в листе. Для этого применяются так называемые пластографы Брабендера позволяющие записывать кривые изменения крутящего момента во времени при различных числах оборотов и разной температуре суспензии. [c.109]

Концентрация целлюлозы во второй фазе (а ,°л) существенно уменьшается, т. е. возрастает набухание. Наоборот, при повышении температуры набухание уменьшается, достигая минимального значения в области 45—60 С. Это отмечено перегибом кривой состава второй фазы в области температур около 50° С. Отметим, кстати, что уменьшение набухаемости при повышенных температурах, наблюдаемое и нри более высоких концентрациях щелочи, используется при мерсеризации целлюлозы в аппаратах ВА. [c.81]

Образование алкалицеллюлозы происходит при действии щелочи любой концентрации. Однако при обработке целлюлозы разбавленной щелочью реакция смещается влево. Понижение концентрации щелочи при заданной температуре мерсеризации приводит вначале к увеличению степени набухания целлюлозы, а затем к снижению ее. Понижение температуры, замедляя процесс образования алкалицеллюлозы, обусловливает вместе с тем увеличение степени набухания. [c.307]

Рис. 2.26. Изменение содержания целлюлозы с (кривая 3) при импульсном изменении температуры мерсеризации

Влияние температуры на изменение давления и содержание целлюлозы в отжатом продукте было проверено на стационарно работающей производственной установке путем импульсного повышения температуры щелочи, подаваемой на мерсеризацию в течение 2—3 мин. Повышение температуры с 44 до 49 °С (рис. 2.26, а, кривая I) повлекло за собой снижение давления с 40 до 25 кПа (кривая 2) и увеличение содержания целлюлозы с 33 до 35,1% (кривая 3). В последующем опыте давление было стабилизировано на уровне 40 кПа (рис. 2.26,5, прямая /). Температурный импульс (кривая 2) вызвал существенное колебание содержания целлюлозы в отжатой щелочной целлюлозе (кривая 3). [c.58]

Для ускорения процесса предсозревания, помимо повышения температуры мерсеризации к щелочи добавляют часто около 1% перекиси водорода. По окончании предсозревания аппарат ВА охлаждают до 20—24 С и обрабатывают щелочную целлюлозу сероуглеродом (38—42% СЗ.з от количества а-целлюлозы) в течение 1 я при температуре не выше 28 °С. [c.452]

В измельчитель порциями загружается подлежащее мерсеризации количество целлюлозы (около -/д общего количества), через распылитель порциями подается щелочь (также 1/3 загрузки) в течение 5—8 мин. Таким же образом загружаются остальные порции целлюлозы и щелочи. После загрузки производится непрерывное перемешивание массы, причем для лучшего перемешивания периодически изменяется направление вращения лопастей мешателя. Температура мерсеризации зависит от вязкости целлюлозы и от того, какой вязкости должна быть получаемая этилцеллюлоза. [c.68]

Загрузка материала частями устраняет переполнение корыта исходной целлюлозой и облегчает работу лопастей. Выделяющееся при мерсеризации тепло отнимается охлаждающей водой, протекающей по рубашке измельчителя. Температурный режим мерсеризации регулируют в зависимости от вязкости исходной целлюлозы и заданной величины вязкости конечного продукта. С повышением температуры вязкость вследствие деполимеризации целлюлозы снижается. [c.330]

Насколько повысится температура раствора при мерсеризации целлюлозы, если концентрация в нем NaOH 220 кг/м и модуль мерсеризации а) 18 [c.408]

Применение многоярусного пластинчатого конвейера дает возможность осуществить непрерывность операций и обеспечить, по сравнению с трубами предсозревания, лзгчшие условия равномерной деструкции. Последнее достигается тем, что температура щелочной целлюлозы после непрерывной мерсеризации и температура проводимого процесса устанавливается одинаковой. [c.76]

Постоянство температуры процесса мерсеризации целлюлозы, регистрируемой на пщте КИП, обеспечивается стабильностью температуры подаваемого раствора мерсеризационной щелочи и автоматическим регулированием температуры воды, циркулирующей в рубашке мерсеризатора. [c.230]

Непрерывные способы мерсеризации и отжима. Улучшение равномерности исходной целлюлозы позволило перейти на непрерывный процесс мерсеризации целлюлозы в листах или в массе. Мерсеризация проводится в баках при 40—55 °С при интенсивном перемешивании массы в результате продолжительность обработки целлюлозы щелочью сокращается с 2 ч до 10—20 мин, и процесс может осуществляться практически непрерывно 2-2о. Равномерность взаимодействия едкого натра с группами ОН целлюлозы возрастает, а СП целлюлозы при повышенной температуре снижается более интенсивно. Среднее замещение групп ОН в целлюлозе на группу ОН—NaOH увеличивается с у=ПО (в ваннах-прессах) до у=115—118, и низкомолекулярные фракции (гемицеллюлоза) извлекаются полнее. [c.11]

Значительное влияние на процесс отжима оказывает температура, при которой проводится процесс. Чем выше температура, тем быстрее и полнее идет отжим. На рис. 2.22 показана зависимость от продолжительности отжима 10 см раствора NaOH с концентрацией 18% через определенный стандартный слой щелочной целлюлозы от температуры [52]. Предполагается, что скорость дренажа щелочи через слой щелочной целлюлозы имитирует процесс отжима. Как видно из приведенных данных, повышение температуры до 50 °С приводит к резкому ускорению дренажа щелочи. Эта закономерность хорошо коррелирует с производственным опытом, где с целью повышения производительности установок температуру мерсеризации повышают до 40—50 °С. [c.54]

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]

Влияние среды. На скорость гидролиза образовавшейся щелочной целлюлозы влияет не только температура, но и характер растворителя, применяемого для приготовления раствора щелочи. Если применять для мерсеризации целлюлозы не водный, а спир-товый раствор щелочи, то возможность гидролиза щелочного соединения значительно уменьшается. При мерсеризации в спиртовой среде образование щелочной целлюлозы со сравнительно высокой степенью присоединения едкого натра имеет место при значительно более низкой концентрации NaOH, чем при мерсеризации водной щелочью. Как показали Роговин и Гинзберг при обработке целлюлозы 3%-ным раствором едкого натра в изоами-ловом спирте образуется щелочная целлюлоза с у = 100. По ряду свойств этот продукт отличается от обычной щелочной целлюлозы, получаемой при действии концентрированных водных растворов едкого натра. В табл. 50 приведены данные о минимальной концентрации едкого натра, необходимой для образования ще- почной целлюлозы с у = 100 при обработке целлюлозы растворами щелочи в различных растворителях. [c.183]

Согласно Моррисону при мерсеризации 1 кг безводного хлопка в 18,58%-ном растворе NaOH при 15° С (соотношение щелочи и безводной целлюлозы 13 1) температура мерсеризационной щелочи повышается на 3 град. Внутри листов целлюлозы температура может подниматься на 6 град. [c.116]

Продолжительность мерсеризации определяется временем, необходимым для набухания целлюлозы, вымывания из нее гемицеллюлозы и для обеспечения разрыва водородных связей между макромолекуламиУцеллюлозы и образованием нового соединения щелочной целлюлозы. Кроме того, продолжительность мерсеризации определяется также временем, необходимым для выравнивания температуры и концентрации щелочи в отдельных местах ванны и особенно между листами целлюлозы, где циркуляция раствора затруднена. [c.181]

Для преодоления недостатков необходимо было изменить либо конструкцию аппаратов, либо техпо.логию получения щелочной целлюлозы. В условиях работающего предприятия целесообразно искать решение вопроса в изменении технологии подготовки щелочной целлюлозы. С этой целью в лабораторных опытах 43 и 44 (табл. 12) щелочная целлюлоза необходимого состава готовилась путем мерсернзации в растворах, содержащих около 350 г л NaOH, а недостающая часть едкого натра вводилась в целлюлозу в процессе измельчения. Мерсеризация проводилась при температуре 20—22° в теченне 1,5 часа. Полученная це,ллюлоза содержала 20—22% NaOH и сравнительно легко измельчалась. Этерификация измельченной щелочной целлюлозы проводилась прн начальной температуре 16°, причем МХУК до- [c.193]

При обработке технической щелочной целлюлозы (после мерсеризации и отжима содержащей 30 % NaOH и 31—32 % целлюлозы) достигается СЗ 1,8 [173]. Скорость превращения зависит от температуры, давления газообразного H3 I и доступности щелочи в целлюлозе [205]. Две трети NaOH реагируют довольно [c.395]

Следует отметить, что при обработке целлюлозы может происходить не только разрыхление структуры целлюлозы, но и ее упорядочение. В обычном состоянии температура стеклования целлюлозы лежит выше 280 °С, и протекание процесса кристаллизации сильно заторможено. При обработке щелочью температура стеклования целлюлозы снижается до О—20 °С, и она переходит в высокоэластическое состояние, скорость кристаллизации при котором может резко возрастать. Именно дополнительной кристаллизацией можно объяснить снижение реакционной способности целлюлозы, которое наблюдается при ее щелочном облагораживании i[19]. Приведенные в табл. 2.1 и на рис. 2.7 данные о повышении концентрации NaOH, соответствующей максимальной растворимости остатка после гидролиза, с 9 (немерсеризовапная целлюлоза) до 2% NaOH (мерсеризованная целлюлоза), также свидетельствует о повышении степени упорядоченности кристаллических участков при мерсеризации наряду с общим разрыхлением структуры целлюлозы. [c.37]

На рис. 2.16 показана [22] зависимость растворимости стандартной сульфитной целлюлозы от концентрации NaOH для трех наиболее часто применяемых в производстве температур 20 °С (мерсеризация в прессах), 40°С (мерсеризация на установках непрерывного действия) и 60°С (мерсеризация в аппаратах ВА). В области низких концентраций (10—12% NaOH) растворимость с повышением температуры падает. Так, если при 20 °С она равнялась 14%, то при 40°С снижается до 11,7%, а при 60 — до 10%. Напротив, в 20%-ном растворе NaOH при 60°С растворимость максимальная (10,5%), тогда как при 40 и 20 °С она соответственно ниже — 9,7 и 9,3%. [c.45]

Мерсеризацию и этерификацию целлюлозы проводят в реакторе периодического действия типа Вернера-Пфлейдере-ра. Для гомогенизации реакционной массы, активирования целлюлозы, снижения температуры и времени реакции применяют изопропиловый спирт. При дозировке на 1 звено целлюлозы 2,0—2,1 моля КаОН и 0,6—0,7 моля ХЭС достигается необходимая степень этерификации целлюлозы 0,4—0,5 (коэффициент использования ХЭС 0,65—0,70). [c.73]

Подбирая соответственно время и температуру процесса мерсеризации или выдерживая щелочную целлюлозу при постоянной температуре (25—30°) в течение 15—30 часов (предварительное созревание), получают целлюлозу с заданной длиной цепи (степени полимеризации). Щелочная целлюлоза обрабатывается сероуглеродом образуется химическое соединение (ксантогенат целлюлозы), которое при растворении в разбавленной щелочи образует вискозный раствор. Вискозный раствор фильтруют и после выдержки продавливают через отверстия фильеры. Волокно формуется из вискозного раствора при его поступлении в ванну, в которой содержится раствор серной кислоты и ее солей. При взаимодействии вискозного раствора с серной кислотой происходит регенерация целлюлозы. Образовавшееся вискозное волокно отмывается от избытка кислоты и подвергается отделочным операциям—удалению серы, отбелке, повышению мягкости. Пленка из вискозы—целлофан—получается путем продавливанпя прядильного раствора через узкую щель фильеры в осадительную ванну, где и происходит образование пленки. Процесс формования пленки, все отделочные операции и сушка пленки проводятся на одном агрегате (пленочная машина). [c.21]

По окончании процесса мерсеризации щелочную целлюлозу выгружают в специальную тару, закрывают крышкой и подвергают созреванию в помещении при температуре не выше 26 С. Длительность созревания различна и определяется исходной и конечной вязкостью продукта, так как в процессе созревания вязкость из-за деполимериза ции снижается. [c.377]

Целлюлозу в виде листов подвергают кондициониро-ванпю (выравниванию влажности). Затем проводят мерсеризацию, т. е. обработку 18 %-ным МаОН при температуре 5—25 °С в ваннах-прессах. По окончании мерсеризации щелочную целлюлозу отжимают от избытка щелочи и измельчают в специальных аппаратах. Измельченную щелочную целлюлозу подвергают п р е д с о з р е в а н и ю — выдерживают на воздухе. В щелочной среде под действием кислорода воздуха целлюлоза подвергается деструкции. В результате средняя молекулярная масса целлюлозы понижается, а молекулярная однородность повышается. Это необходимо для регулирования вязкости прядильного раствора. После предсозревания проводят ксаито-генирование щелочной целлюлозы — обработку сероуглеродом. Эта операция осуществляется либо в ксантатбарабанах, либо в вакуумксантатсмесителях. При ксантогенировании получается ксантогенат целлюлозы, имеющий степень замещения у около 50. Ксантогенат целлюлозы вследствие наличия побочных продуктов имеет яркую оранжевую окраску. Его растворяют в 6—7 %-ном растворе едкого натра и получают вискозу (вискозный раствор). [c.134]

Исходным сырьем для получения вискозных волокон являются целлюлоза, едкий натр, сероуглерод и серная кислота. Вначале целлюлозу обрабатывают 18%-ным раствором едкого натра (процесс мерсеризации), с которым удаляется до 12% низкомолекулярных фракций целлюлозы — гемицеллюлозы. После этого из обработанной щелочью целлюлозы (алкалицел-люлозы) удаляют раствор едкого натра путем отжима ее в фильтрпрессах. Для созревания алкалицеллюлозы ее измельчают, выдерживают при определенной температуре известный период времени. Затем обрабатывают сероуглеродом, и она превращается в ксантогенат целлюлозы. [c.56]

В связи со сказанным мы предварительно получили образцы целлюлоз, подвергнутые следующей обработке мерсеризация 18%-ным раствором NaOH (при 0° С), то же с последующей инклюдацией изоамиловым спиртом (при комнатной температуре), кипячение в смеси глицерин—вода (1 1). Если исходная целлюлоза после цианэтилирования содержала 2,8% азота, то препарат с предварительной мерсеризацией — 5%, инклюдацией — 7,5% и, наконец, с глицериновой обработкой — 3,2%. Иными словами, исходные образцы имели разную реакционную способность, следовательно, различные структуры. [c.114]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология