【正文】 置24~48h，氣泡即由丙酮揮發(fā)而帶出，加溫脫泡更快。其關(guān)鍵在于以下幾個(gè)工藝條件的控制。膠液黏度：膠液黏度低紡壓上不去，容易產(chǎn)生漫流糊板。紡絲窗溫度：溫度過(guò)高絲條干燥快不宜拉伸，溫度低絲條不夠干易粘附于甬道內(nèi)壁，生產(chǎn)中可采用通過(guò)變壓器控制加熱量，溫度設(shè)在80℃左右。 我國(guó)發(fā)展醋酸纖維行業(yè)的必要性醋酸纖維素這一人類(lèi)最早發(fā)明的人造纖維素，由于具有自己獨(dú)特的性能，加上技術(shù)水平的不斷提高，在使用時(shí)，人們逐漸能揚(yáng)其所長(zhǎng)，避其所短，這就使得其應(yīng)用范圍及需求量越來(lái)越大。隨著人民生活水平的提高，回歸自然潮流的興起，人們對(duì)衣著的需求更加豐富多彩，而醋酸纖維織物穿著舒適、染色鮮艷，正符合這一需求，也就是說(shuō)國(guó)內(nèi)醋酸纖維市場(chǎng)存在較大的潛能。近年來(lái)，隨著醋酸纖維薄膜在筆記本電腦顯示器、監(jiān)視器、攝像數(shù)碼產(chǎn)品及液晶電視方面應(yīng)用的急劇增長(zhǎng)，一個(gè)以醋酸纖維為龍頭，與其深加工產(chǎn)品即煙用絲束濾材、纖維及服裝、片基及輕工制品、特種中空纖維膜制品、IT及家電液晶顯示器用膜等，可形成一條擁有廣泛市場(chǎng)的高性能、高附加值產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈。然而，醋酸纖維漿粕的生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外少數(shù)幾個(gè)國(guó)家所壟斷，我國(guó)此項(xiàng)技術(shù)基本處于試驗(yàn)階段。另外，作為全球卷煙生產(chǎn)和消費(fèi)的大國(guó)，化纖產(chǎn)量最大的國(guó)家，實(shí)現(xiàn)醋酸纖維漿粕的國(guó)產(chǎn)化將會(huì)調(diào)整我國(guó)纖維素系列纖維的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，破解長(zhǎng)期制約我國(guó)醋酸工業(yè)發(fā)展的瓶頸，是完成醋酸工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵所在。因此，將醋酸纖維漿粕生產(chǎn)技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化就成了醋酸纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵?？梢哉f(shuō)，研究醋酸纖維漿粕的制造技術(shù)，是破解長(zhǎng)期以來(lái)制約我國(guó)醋酸纖維工業(yè)發(fā)展的瓶頸，實(shí)現(xiàn)我國(guó)醋酸纖維工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸的最佳途徑。因此，研究醋酸纖維漿粕的生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)我國(guó)醋酸纖維工業(yè)的發(fā)展具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。在此基礎(chǔ)上，本論文還將進(jìn)一步探索直接采用商品漿制備醋酸纖維漿粕的方法，增強(qiáng)漿粕制備的機(jī)動(dòng)性，進(jìn)一步提高我國(guó)醋酸纖維行業(yè)對(duì)于市場(chǎng)的適應(yīng)性。水分：采用干燥法測(cè)定木片中水分含量，具體步驟參照GB/。綜纖維素含量：在pH為4~5時(shí)用亞氯酸鈉處理試樣，除去所含木素，測(cè)定殘留物質(zhì)量，即為綜纖維素含量，以百分?jǐn)?shù)表示。Klason木素含量：采用硫酸鹽法測(cè)定酸不溶木素含量，用72%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸水解經(jīng)苯醇混合液抽提過(guò)的試樣，然后測(cè)定殘余物的質(zhì)量，即為Klason木素的含量。聚戊糖含量：稱(chēng)取一定量40~60目篩分級(jí)木粉，與12%濃度鹽酸共沸，蒸餾速度保持每10min餾出30ml，蒸餾出總量為360ml后，可視為蒸餾結(jié)束。具體步驟參照GB/。具體步驟參照GB/。具體步驟參照GB/T 。紙漿的常規(guī)指標(biāo)主要包括：特性黏度、白度、聚戊糖含量、α纖維素含量、KMnO4值/卡伯值等。具體步驟參照GB/T 15481989。聚戊糖含量：與木材原料測(cè)定聚戊糖含量方法相同。KMnO4值與卡伯值：稱(chēng)取1g絕干紙漿，于1000ml燒杯中，加入400ml蒸餾水?dāng)嚢柚镣耆稚?，?zhǔn)確量取25mlKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液于一小燒杯中，再量取25ml硫酸溶液于另一大燒杯，加入300ml蒸餾水浸入水浴鍋中調(diào)溫至25℃。具體步驟參照GB/T 15471989；GB/T15461989。第3章 預(yù)水解硫酸鹽法制備醋酸纖維漿粕的研究第3章 預(yù)水解硫酸鹽法制備醋酸纖維漿粕的研究 引言醋酸纖維漿粕，是指工業(yè)上用于制備醋酸纖維素的紙漿，它主要指標(biāo)表現(xiàn)在高α纖維素含量、高白度和高聚合度三個(gè)方面。因此，本章實(shí)驗(yàn)選用預(yù)水解硫酸鹽法制漿，重點(diǎn)研究采用預(yù)水解硫酸鹽法制備樺木醋酸纖維漿粕的預(yù)水解條件。實(shí)驗(yàn)用主要藥品：NaOH溶液(工業(yè)用NaOH，溶解后制成溶液，滴定其N(xiāo)aOH含量后備用)；Na2S溶液(工業(yè)用Na2S，溶解后制成溶液，滴定其N(xiāo)a2S含量后備用)；二氧化氯消毒液液：北京綠先鋒環(huán)保科技有限責(zé)任公司，1kg裝；H2O2溶液：30%過(guò)氧化氫溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)；其他實(shí)驗(yàn)室常用化學(xué)試劑。 實(shí)驗(yàn)方法(1)預(yù)水解實(shí)驗(yàn)：采用油浴蒸煮鍋，不銹鋼小罐裝鍋量100g絕干，液比1:6，升溫時(shí)間120min，達(dá)到160℃后保溫。(2)蒸煮實(shí)驗(yàn)：采用油浴鍋，對(duì)預(yù)水解之后的木片進(jìn)行硫酸鹽法蒸煮，用堿量18%，硫化度25%，液比1:6，升溫時(shí)間120min，最高溫度170℃，保溫時(shí)間90min。(4)ClO2漂白實(shí)驗(yàn)：漂白溫度70℃，漿濃10%，漂白時(shí)間3h；使用水浴鍋將漂白漿袋內(nèi)的紙漿加熱至70℃，加入所需量的二氧化氯，~。(5)堿處理段實(shí)驗(yàn)：處理溫度60℃，漿濃10%，處理時(shí)間2h；使用水浴鍋將漂白漿袋內(nèi)的紙漿加熱至60℃，加入2%的NaOH，每隔15min揉搓漿袋以使反應(yīng)均勻。漂白過(guò)程中每隔15min揉搓漿袋以使反應(yīng)均勻。木材原料中主要包括纖維素、半纖維素和木素三大類(lèi)物質(zhì)，并含有少量的雜質(zhì)。樺木主要分布于河北、山西、河南、內(nèi)蒙及東北地區(qū)(主要產(chǎn)地為東北地區(qū))。白樺萌發(fā)能力強(qiáng)，生長(zhǎng)速度較快，％，對(duì)土壤、氣候條件適應(yīng)性強(qiáng)。本節(jié)實(shí)驗(yàn)測(cè)得樺木木片的化學(xué)組成見(jiàn)表31。而且，雖然樺木材質(zhì)輕軟，但仍比制漿造紙常用的楊木要硬 [49]，能用于制漿。 預(yù)水解硫酸鹽法制備樺木醋酸纖維漿粕的研究預(yù)水解的主要作用是除去紙漿中的聚戊糖。本節(jié)實(shí)驗(yàn)首先對(duì)木片進(jìn)行不同程度的預(yù)水解處理，在處理之后采用硫酸鹽法蒸煮，然后對(duì)蒸煮所得紙漿進(jìn)行常規(guī)方法的漂白，著重考察預(yù)水解硫酸鹽漿在經(jīng)過(guò)漂白之后，其性能能否達(dá)到醋酸纖維漿粕的指標(biāo)要求。 預(yù)水解對(duì)硫酸鹽漿性能的影響本次預(yù)水解實(shí)驗(yàn)的升溫時(shí)間為120min，所用液比1:6，達(dá)到保溫時(shí)間后放掉廢液，然后直接加入蒸煮液蒸煮。具體實(shí)驗(yàn)方案與蒸煮結(jié)果見(jiàn)表32。從表中可以看出，預(yù)水解就能夠明顯降低紙漿的聚戊糖含量，并且隨著預(yù)水解時(shí)間的延長(zhǎng)，紙漿中的聚戊糖含量呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，當(dāng)預(yù)水解時(shí)間延長(zhǎng)至8h時(shí)，%，是不進(jìn)行預(yù)水解所得紙漿聚戊糖含量的20%。另外，從蒸煮后的殘堿值可以得出，預(yù)水解之后木素發(fā)生了一定程度的縮合，因而使得蒸煮時(shí)消耗掉更多的堿。表33桉木預(yù)水解時(shí)間對(duì)于紙漿中聚戊糖含量的影響實(shí)驗(yàn)方案保溫時(shí)間/h紙漿得率/%聚戊糖含量/%122344658注：方案1為不進(jìn)行預(yù)水解的蒸煮方案，蒸煮方案條件與樺木蒸煮條件相同；在不特殊說(shuō)明時(shí)，本論文結(jié)論部分所提到的紙漿均為樺木漿。由圖31可知，對(duì)于樺木與桉木兩種原料，預(yù)水解時(shí)間對(duì)紙漿中的聚戊糖含量的影響趨勢(shì)基本一致：在預(yù)水解時(shí)間為2h(不包括升溫時(shí)間120min)時(shí)，紙漿中的聚戊糖大量減少，隨著預(yù)水解時(shí)間的延長(zhǎng)，聚戊糖含量繼續(xù)降低。同樣的，為了進(jìn)一步研究預(yù)水解工藝對(duì)于制備醋酸纖維漿粕過(guò)程，尤其是對(duì)紙漿的α纖維素含量是否有利，本實(shí)驗(yàn)對(duì)預(yù)水解所得紙漿進(jìn)行一段DE漂白實(shí)驗(yàn)(%，%)，著重考察其α纖維素含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表34，圖32。對(duì)于未進(jìn)行預(yù)水解的紙漿，α纖維含量只有80%左右，而進(jìn)行2h預(yù)水解之后，紙漿中α纖維素含量迅速提升到將近95%。由此可知，預(yù)水解工藝能夠大幅降低紙漿中的聚戊糖含量，從而使紙漿的α纖維素含量能夠達(dá)到較高水平，這對(duì)醋酸纖維漿粕的制備極為有利。 預(yù)水解硫酸鹽漿的繼續(xù)漂白實(shí)驗(yàn)根據(jù)上一節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，預(yù)水解工藝能明顯降低硫酸鹽漿的聚戊糖含量，相應(yīng)的，紙漿的α纖維素含量已達(dá)到95%，這對(duì)制備醋酸纖維漿粕而言非常有利。本實(shí)驗(yàn)選用選擇性較強(qiáng)的二氧化氯作為主要漂白試劑，配合堿處理和過(guò)氧化氫漂白，制定D1ED2P多段漂白方案，漂白工藝條件及漂白之后紙漿的性能見(jiàn)表35，36。表36 預(yù)水解硫酸鹽樺木漿漂白結(jié)果編號(hào)預(yù)水解時(shí)間/h紙漿白度/%ISO特性黏度/ml*g1α纖維素含量/%126572464036644486295目標(biāo)指標(biāo)680注：目標(biāo)指標(biāo)詳見(jiàn)表13。其中α纖維素含量都能接近或達(dá)到96%的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)紙漿的白度也都超過(guò)了90%ISO。50 ml*g1范圍內(nèi)。對(duì)于預(yù)水解工藝時(shí)間的選擇，綜合表333和36可知，不同原料的預(yù)水解效果不同。在具體生產(chǎn)中，預(yù)水解時(shí)間可以根據(jù)漿粕指標(biāo)的變化進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)。(2)預(yù)水解工藝能明顯降低硫酸鹽紙漿中的聚戊糖含量，這對(duì)制備醋酸纖維漿粕而言非常有利。預(yù)水解硫酸鹽法所得紙漿的α纖維素含量能夠達(dá)到95%以上，可以用于制備醋酸纖維漿粕。也就是說(shuō)，樺木可以通過(guò)預(yù)水解硫酸鹽法蒸煮、常規(guī)漂白的工藝制備醋酸纖維漿粕。因此，正確選取預(yù)水解保溫時(shí)間是關(guān)系實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。第4章 樺木硫酸鹽法蒸煮工藝條件的研究第4章 樺木硫酸鹽法蒸煮工藝條件的研究 引言根據(jù)第3章的研究結(jié)果，以樺木為原料，采用預(yù)水解硫酸鹽法蒸煮和常規(guī)漂白工藝，所得紙漿能夠達(dá)到醋酸纖維漿粕的指標(biāo)要求。首先是預(yù)水解工藝需要單獨(dú)的設(shè)備，不利于在中小型紙漿廠(chǎng)推廣應(yīng)用；其次是預(yù)水解工藝一般需要較長(zhǎng)的保溫時(shí)間，既增長(zhǎng)生產(chǎn)周期又增加了能耗。因此，本論文研究了在不用預(yù)水解的工藝條件下，由硫酸鹽漿制備醋酸纖維漿粕的方法。 實(shí)驗(yàn)原料、設(shè)備與方法 實(shí)驗(yàn)原料與藥品蒸煮實(shí)驗(yàn)采用樺木木片作為蒸煮原料。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備油浴蒸煮鍋：功率4000W，容積1100ml，轉(zhuǎn)速2r/min，不銹鋼材質(zhì)；電熱蒸煮鍋：ZQSZ0 15L；圓篩：瑞典Keverk公司，容積20L，振次130次/min；擠壓機(jī)：額定壓力6MPa，托盤(pán)直徑390mm；濕漿解離器等。根據(jù)蒸煮過(guò)程中能夠影響蒸煮結(jié)果的幾大重要因素，選定用堿量，最高溫度，保溫時(shí)間為影響因素，制定三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，采用油浴鍋進(jìn)行蒸煮，考察各因素對(duì)于蒸煮結(jié)果的影響，制定合理的蒸煮工藝。(3)篩漿實(shí)驗(yàn)：蒸煮后的紙漿洗凈后用濕漿解離器解離，所得紙漿為蒸煮良漿。蒸煮方案設(shè)定及實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表442(蒸煮條件為：液比1:6，升溫時(shí)間120min)。[55]表44 正交實(shí)驗(yàn)卡伯值結(jié)果分析因素ABCD均值1均值2均值3極差由卡伯值的結(jié)果分析可知，卡伯值的因素影響水平為BDAC，并可得出對(duì)卡伯值的優(yōu)化工藝為B3D1C1A1。這很有可能是用堿量過(guò)低造成的。在第一次正交實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將硫化度固定在25%，重新設(shè)計(jì)第二次正交實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行第二次正交實(shí)驗(yàn)。表45第二次正交實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)編號(hào)用堿量(A)/%最高溫度(B)/℃保溫時(shí)間(C)/min硫化度/%116165602521617090253161751202541816590255181701202561817560257201651202582017060259201759025注：液比1:6，升溫時(shí)間120min表 46 第二次正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)編號(hào)細(xì)漿得率 /%卡伯值殘堿/g*L1聚合度1 1855215423 12884 169351574615237 1516816669 1521表 47 正交實(shí)驗(yàn)細(xì)漿得率結(jié)果分析因素ABC均值1均值2均值3極差由細(xì)漿得率結(jié)果分析可知，細(xì)漿得率的因素影響水平為ACB,并可得出對(duì)細(xì)漿得率的優(yōu)化工藝為A2C3B2。表 49 正交實(shí)驗(yàn)聚合度結(jié)果分析因素ABC均值1156116881681均值2159715941585均值3156814441459極差36244122由聚合度結(jié)果分析可知，聚合度的因素影響水平為BCA，并可得出對(duì)聚合度的優(yōu)化工藝為B1C1A2。NaOH中電離出的大量OH離子能夠與木素中的各類(lèi)醚鍵發(fā)生反應(yīng)，使木素高分子變小溶出，從而達(dá)到蒸煮過(guò)程去除木素、使木材原料分散成漿的目的。但是，用堿量并不是越高越好，蒸煮過(guò)程中不僅發(fā)生木素的降解反應(yīng)，碳水化合物的降解反應(yīng)也同樣發(fā)生。用堿量過(guò)高，無(wú)疑會(huì)增加與碳水化合物反應(yīng)的藥液量，會(huì)使紙漿得率嚴(yán)重降低，并影響紙漿的質(zhì)量，同時(shí)也增加生產(chǎn)成本和堿回收的負(fù)擔(dān)。因此，選用A2(用堿量18%)作為硫酸鹽蒸煮的優(yōu)化條件。另一方面，最高溫度又不能過(guò)高。剝皮反應(yīng)在溫度上升至100℃之后就已經(jīng)開(kāi)始，堿性水解反應(yīng)在升溫至150℃時(shí)開(kāi)始，堿性水解的結(jié)果是使紙漿平均聚合度下降，強(qiáng)度降低，同時(shí)得率下降。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，對(duì)卡伯值而言選用B2最佳，而對(duì)聚合度而言更適合選用B1，考慮到B2和B1對(duì)聚合度的影響差異較小，本實(shí)驗(yàn)選用B2(即最高溫度170℃)為最優(yōu)條件，同時(shí)選用B1作為備用方案，以備放大實(shí)驗(yàn)時(shí)就行對(duì)比。在蒸煮藥液充足的條件下，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，脫木素反應(yīng)就越徹底，卡伯值也就越低。從正交試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，保溫時(shí)間對(duì)于卡伯值和聚合度的影響恰好想反，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，紙漿的卡伯值越低；反之，紙漿的聚合度越高。綜上所述，最終優(yōu)勢(shì)組合為A2B2C2，即用堿量18%，最高溫度170℃，保溫時(shí)間90min，硫化度25%（方案一）。 15L蒸煮鍋放大實(shí)驗(yàn)根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用15L蒸煮鍋對(duì)篩選出的兩個(gè)方案進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，即方案一：用堿量18%，最高溫度170℃，保溫時(shí)間90min，硫化度25%；方案二：用堿量18%，最高溫度165℃，保溫時(shí)間90min，硫化度25%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表413。表411 15L蒸煮鍋放大實(shí)驗(yàn)蒸煮結(jié)果實(shí)驗(yàn)方案粗漿得率/%細(xì)漿得率/%特性黏度/ml*g1聚合度高錳酸鉀值α纖維素含量/%19731457210471580注：放大實(shí)驗(yàn)升溫時(shí)間90min，液比1