Скорость процесса растворения ксантогената целлюлозы н свойства получаемой вискозы в той или иной степени зависят от ряда факторов. Важнейшими из них являются: степень этери-фнкации ксантогената, однородность ксантогената (по химическому составу), температура и продолжительность растворения, концентрация целлюлозы и растворителя (едкого натра).[1, С.89]
Сравнительное изучение скорости растворения ксантогената в щелочи разной концентрации показало [9], что наибольшая скорость растворения наблюдается при концентрации NaOH в рас-творительной щелочи 4%. Это подтверждается данными, представленными на рис. 5.6. Скорость растворения в 4%-ном растворе NaOH (прямая 1) в 2,5 раза выше, чем в 2%-ном растворе (прямая 2) и в 3,5 раза выше, чем в 8%-ном растворе NaOH.[2, С.113]
Для количественного описания процесса растворения ксантогената неприменимы классические уравнения, полученные из теории подобия и дающие удовлетворительные результаты для низко-молекулярных твердых веществ [3, с. 14]. Эти уравнения базируются на диффузионной модели, согласно которой у поверхности растворяемого твердого тела имеется неперемешиваемый диффузионный слой и через него растворяющееся вещество может транспортироваться только по механизму молекулярной диффузии. Однако коэффициент диффузии ксантогената вследствие большой молекулярной массы на три десятичных порядка меньше коэффициента диффузии низкомолекулярных веществ. Поэтому скорость его переноса через диффузионный слой незначительна, и[2, С.107]
Вязкость вискозы. В начале процесса созревания, т. е. тотчас осле растворения ксантогената целлюлозы, вязкость вискозы понижается; достигнув через 12—16 ч минимума, вязкость начинает постепенно повышаться и через 12—15 сут резко возрастает. Понижение вязкости в начальной стадии созревания, возможно, является следствием более сильной сольватации макромолекул ксантогената, которая происходит при так называемом дополнительном растворении. Дополнительное растворение проявляется в том, что в течение 14—18 ч с момента окончания растворения происходит процесс выравнивания, т. е. перераспределение дитио-карбоновых групп в макромолекулах целлюлозы.[1, С.101]
Под растворимостью ксантогената понимают не только получение качественного раствора, но и скорость растворения ксантогената. В общем, чем выше AIH, тем быстрее идет растворение. Однако кинетика процесса лимитируется массопереносом, включающим конвективную и молекулярную диффузию, и в некоторых случаях это общее правило не соблюдается. Так, например, понижение температуры приводит к увеличению A\ii вследствие образования большого числа водородных связей. Но одновременно повышается вязкость. В результате, несмотря на увеличение потенциала взаимодействия, скорость процесса растворения замедляется.[2, С.107]
Широко внедрен в промышленность метод получения В. в одном аппарате, т. н. ВА-аппарате, где осуществляются все стадии процесса получения В., вплоть до частичного растворения ксантогената. Характерная особенность процесса в ВА-аппарате — отсутствие отжима щелочной Ц. после мерсеризации; поэтому щелочь применяют в строго расчетных количествах, необходимых для получения вискозы заданного состава. Модуль ванны при мерсеризации обычно 3—3,6 л/кг. Для равномерного пропитывания Ц. щелочью при таком малом модуле темп-ру мерсеризации повышают до 50— 60°С. Концентрация NaOH в р-ре составляет 250—280 г/л, длительность предсозревания — 2—2,5 ч (в случае введения катализаторов окислительной деструкции Ц. еще меньше). Т. к. при проведении процесса в ВА-аппарате отсутствует операция удаления низкомолекулярных фракций Ц., в этом случае необходимо применение облагороженной Ц. Общий цикл получения вискозы в ВА-аппарате 6—8 ч. Т. о., при использовании ВА-аппаратов резко ускоряется приготовление В. и соответственно уменьшаются капиталовложения IT размеры производственных площадей. ВА-аппараты рассчитаны на загрузку 1000—1300 кг Ц.[4, С.232]
Одним из вариантов мокрого способа является режим совмещенного ксантогенирования и растворения [9, 49]. Он базируется на том, что оптимальная концентрация NaOH для растворения ксантогената составляет 8—10%, а для ксантогенирования—18— 22%. Проводя ксантогенирование при разной концентрации NaOH, мы получим вискозы с лучшей или худшей фильтруемостью в зависимости от количества свободной щелочи, способной участвовать в растворении. Так, например, если проводить эмульсионное ксантогенирование, когда на 1 ч. целлюлозы имеется 25 ч. щелочи и растворимость играет преобладающую роль, то наилучшая фильтруемость, как это видно из рис. 4.18 (кривая 1), наблюдается при концентрации NaOH=10—12% [23]. Если ксантогенирование проводят при небольшом объеме щелочи (1 : 3), то оптимальная концентрация NaOH, обеспечивающая получение вискоз с наилучшей фильтруемостью, смещается в область 18—22% (кривая 2). Разбавляя ксантогенат в процессе ксантогенирования рас-творительной щелочью от 20 до 8%, можно использовать оба указанных благоприятных фактора и в то же время сократить общую продолжительность процесса на 40—60 мин за счет совмещения технологических операций.[2, С.100]
При сухом методе ксантогенирования после загрузки и создания необходимого вакуума в аппарат вводят расчетное количество сероуглерода, а после окончания процесса этерификации до-авляют раствор едкого натра для растворения ксантогената целлюлозы.[1, С.93]
Аппараты ВА разделяются на две группы: в аппаратах первой группы проводятся процессы при высокой температуре — мерсеризация^, целлюлозы и деструкция щелочной целлюлозы; в аппаратах второй группы проводятся процессы, требующие охлаждения, — ксантогеннрование и начальная стадия растворения ксантогената. лозу аппарат пеРвои группы может готовить щелочную целлю-прнготгЛЯ ТреХ аппаРатов второй группы. Щелочная целлюлоза, вакуума nHaV одном из аппаратов первой группы, при помощи РОЙ групп ° Тру большого диаметра передается в аппарат вто-"ервой rnvn ДЛЯ ксант01 -нирования, а в освободившийся аппарат "Риготовпени" загружае,ТСя следующая партия целлюлозы. После аппарат ~ЕА щелочнои Целлюлозы она передается в следующий Щает иикч пяй ксантогеНиРования и т. д. Такой порядок сокра-Шается расход т аппаРата ВА примерно на 2 ч, при этом умень-аппаратов. ' ла и х°лода на нагрев и охлаждение самих[1, С.95]
Положительное влияние низких температур на степень растворения ксантогената и качество получаемых вискоз не следует сме-^, шивать с кинетикой растворения.[2, С.114]
Наилучшим матирующим средством является двуокись титана (диоксид титана) — тончайший порошок (размер частиц не более 1 мкм) белого цвета, нерастворимый в кислотах и щелочах, не Реагирующий с вискозой, осадительной ванной и отделочными растворами. Двуокись титана вводят в щелочную целлюлозу при из-мельчении или чаще в готовую вискозу (после окончания процес-Са растворения ксантогената). В последнем случае двуокись ти-Тана вводят в виде суспензии в вискозе или в щелочи.[1, С.111]
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.