На главную

Статья по теме: Активации целлюлозы

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Хлористый метилен, или метиленхлорид СНаС12, представляет собой довольно тяжелую (уд. вес 1,369—1,375) низкокипящую (температура кипения 41°), легколетучую (скорость испарения лишь в 1,8—2 раза меньше весьма летучего эфира), негорючую, не смешивающуюся с водою жидкость. При этом метиленхлорид хорошо растворяет все сорта АЦ, в том числе и триацетат. Вследствие своей нерастворимости в воде метиленхлорид не разбавляется водою, возвращение его в производство не представляет затруднений. Ввиду летучести метиленхлорида значительно сблегче-но по сравнению с уксусной кислотой удаление его из образовавшейся сырой ацетилцеллюлозы, что может быть произведено испарением. К тому же метиленхлорид играет роль саморегулятора температуры процесса ацетилирования, что имеет особо большое значение в производстве ацетилцеллюлозы, крайне чувствительной к повышению температуры и требующей самого тщательного контроля температур и энергичного отвода тепла. Чтобы понять эту особенность производства АЦ, вспомним, что реакции ацетилирования сильно экзотермична и что целлюлоза находится в среде концентрированных кислот. Если бы в этих условиях воздействовала еще высокая температура, то это привело бы к сильной деструкции целлюлозы и получился бы непригодный продукт. Отсюда ясно, почему так важно в производстве АЦ регулирование температуры и отвод тепла путем охлаждения реакционной массы. В этом процессе эффективно используется летучесть метиленхлорида. При энергичном протекании реакции ацетилирования температура в ацетиляторе поднимается выше 40°; метиленхлорид начинает сильно испаряться и отбирать тепло от реакционной массы. Пары его из ацетилятора направляются в холодильник, где они кон-денсируются; охлажденный жидкий метиленхлорид возвращается в ацетилятор. Чем больше тепла выделяется при ацетилировании, чем выше поднимается температура, тем больше испаряется метиленхлорида, тем сильнее его охлаждающий эффект. Таким образом, метиленхлорид действует как саморегулятор температуры процесса и прекрасный охладитель. Это позволяет одновременно загружать в ацетилятор большие количества целлюлозы (около 2 т), что невозможно при применении уксусной кислоты, так как при ацетилировании значительных количеств целлюлозы выделяется большое количество тепла, которое не удается отвести через стенки аппарата. По указанным причинам вариант с метилен.-хлоридом следует считать наиболее совершенным современным методом ацетилирования. Не следует, однако, думать, что в этом варианте уксусная кислота совершенно отсутствует как в смеси, так в сиропе и в отходах. Уксусная кислота прежде всего вводится при активации целлюлозы; затем она образуется при ацетилировании, так как только половина молекулы уксусного ангидрида идет на ацетилирование (на замещение гидроксилов целлюлозы); другая же часть образует уксусную кислоту. Последняя образуется также при разложении водой избытка ангидрида после реакции[7, С.41]

Надмолекулярные эффекты. При протекании реакций в твердой фазе, а также в случае возможной ассоциации и агрегации макромолекул в растворе в ходе реакции следует учитывать возникающие надмолекулярные эффекты. Наличие надмолекулярных образований приводит прежде всего к уменьшению скорости диффузии низкомолекулярного реагента к функциональным группам полимера. Примером влияния надмолекулярных образований на скорость реакции и степень превращения могут служить реакции функциональных групп целлюлозы, зависящие от характера предварительной обработки, «активации» целлюлозы. Так, гидрообработка способствует увеличению степени превращения при ацети-лировании целлюлозы, так как вода, вызывая набухание целлюлозы, повышает доступность гидроксильных групп. В то же время наличие надмолекулярных образований в растворе может привести к неоднородности продуктов реакции.[2, С.57]

После активации целлюлозы в аппарат вводят 3200+50 кг ацетилирующей смеси (из емкостей 2 и 8) следующего состава (в %):[1, С.99]

Для лучшей активации целлюлозы (повышения набухания) обычно используют водный 80—90%-ный раствор уксусной кисло' ты. Затем проводят противоточную промывку набухшей целлюлозы с помощью ледяной уксусной кислоты, измельчение и отжим целлюлозы. Максимальное удаление воды необходимо для уменьшения расхода наиболее дорогого реагента ацетилирования — аде-тангидрида на побочную реакцию с водой.[5, С.232]

Процесс производства частично гидролизованного триацетата состоит из следующих операций: 1) подготовки сырья, 2) активации целлюлозы; 3) ацетилирования; 4) нейтрализации; 5) вытеснения ацетилирующей смеси—промывки триацетата нерастворителем—бензолом; 6) отгонки нерастворителя—бензола; 7) водных промывок; 8) частичного гидролиза триацетата; 9) водной промывки; 10) сушки продукта; 11) регенерации отработанной ацетилирующей смеси.[7, С.46]

Приведенные схемы реакции ксантогенирования относятся к аморфной части целлюлозы. В кристаллической части в реакции ксантогенирования (при условии достаточной активации целлюлозы при мерсеризации), по-видимому, участвуют решеточные аддитивные соединения включения, образовавшиеся при взаимодействии целлюлозы с гидратиро-ванными ионами гидроксида натрия, состава C6HioO5 • NaOH • лН2О.[3, С.589]

Технологический процесс производства АБЦ аналогичен (с учетом тех особенностей и отличий, о которых выше уже говорилось) технологическому гомогенному процессу производства АЦ и состоит из следующих последовательных операций: 1) подготовки сырья, 2) активации целлюлозы, 3) этерификации целлюлозы. 4) частичного омыления, 5) высаждения, 6) отгонки растворителя—метиленхлорида, 7) промывки от кислотной смеси, 8) отбелки, 9) промывки, 10) сушки, 11) регенерации летучих и кислот.[7, С.58]

Для аппаратурного оформления процесса получения ацетатов целлюлозы по непрерывному способу, нужно значительно сократить продолжительность основных операций, прежде всего ацети-лирования. Продолжительность ацетилирования сокращается (до 0,5—-1 ч и менее) путем эффективной активации целлюлозы или за счет повышения температуры при ацетилировании. Более целесообразно улучшать активацию целлюлозы, т. е. увеличивать ее набухание перед ацетилированием. В этом случае в результате ацетилирования получают равномерный по свойствам продукт достаточно высокого качества.[5, С.232]

Продукт обработки целлюлозы щелочными растворами часто называют щелочной целлюлозой (алкалицеллюлозой), а сам процесс обработки — мерсеризацией. Важнейшим свойством щелоч* ной целлюлозы является ее повышенная (по сравнению с исходной) реакционная способность, поэтому щелочная обработка нередко применяется для активации целлюлозы.[4, С.254]

Влажность древесины и взаимодействие древесины и ее компонентов с водой имеют важное значение для механической и химической технологии древесины, например, для пропитки древесины растворами химических реагентов, антисептиков, антипиренов и т.д., при сплав'е и хранении лесоматериалов в воде. Вода играет роль при активации целлюлозы перед проведением химических реакций. Взаимодействие целлюлозы с водой в бумажной массе при размоле и последующее удаление воды при формовании бумажного листа обусловливают образование прочных межволоконных связей в бумаге.[3, С.260]

Обработка целлюлозных волокон концентрированными растворами щелочей - один из старейших промышленных процессов. В настоящее время обработка водными растворами гидроксида натрия применяется в текстильной промышленности, при облагораживании целлюлоз для химической переработки в целлюлозном производстве, а также как промежуточная стадия активации целлюлозы в производстве вискозных волокон и пленок и при получении простых эфиров целлюлозы.[3, С.563]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузнецов Е.В. Альбом технологических схем производства полимеров и пластических масс на их основе, 1976, 108 с.
2. Кабанов В.А. Практикум по высокомолекулярным соединениям, 1985, 224 с.
3. Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров, 1999, 629 с.
4. Брацыхин Е.А. Технология пластических масс Изд.3, 1982, 325 с.
5. Ряузов А.Н. Технология производства химических волокон, 1980, 448 с.
6. Серков А.Т. Вискозные волокна, 1980, 295 с.
7. Седлис В.И. Эфиры целлюлозы и пластические массы, 1958, 116 с.

На главную