SU558081A1 - Способ получени волокнистого целлюлозосодержащего полуфабриката - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к целлюлозно-бумажной промышленности и ГvIoжeт быть нспользовано при изготовлении целлюлозы дл  различных ВИДОВ бумаги и картона.

Известен способ, согласно которому древесную щетину пропитывают водным раствором карбоната натри  дл  разм гчеии , затем производ т размол, варку газом, содержащим кислород («варка с окислителем).

Недостатками такого способа  вл ютс  получение полуфабриката с недостаточпо высокими механическими показател ми, а также необходимость проведени  процесса при высоких значеии х температуры и давлени .

Целью изобретени   вл етс  повыщение прочиостных показателей полуфабриката и обесиечеиие бо.тее м гких условий процесса (проведепие процесса окислени  без давлени ).

Поставленна  цель достигаетс  тем, что перед щелочной пропиткой исходиый материал подвергают водному гпдролизу при 120-140°С ДО выхода продукта 90-95%, последующую щелочную пропитку осуществл ют при 10- 140°С и концентрации щелочи в растворе 15- 25 г/л, а обработку иолучеиной волокнистой массы окислителем провод т при 70-98°С и расходе окислител  1,5-10% от массы абсолютно сухого волокна.

В качестве окислител  используют перекись водорода.

В табл. 1 приведены даииыс nsMeiseinni прочности сульфатной целлюлозы при ирпмеиеиип гидролиза.

Т а б л и ц а 1

Без IС

Показатели

гидролиза I гидролизом

Как ВИДНО из таблицы, предгпдролиз не повышает прочности сульфатной целлюлозы в целом, а по такому важному показателю, как разрывна  длина, резко снижает.

Исследовани  показали обратную картину. Применение слабого гидро.тиза перед окпслптельпо-щелочной обработкой приводит к повышению всех прочностных свойств иолуфабрикатов . В табл. 2 и 3 показаны результаты этих исследований.

Таблица 2

Следовательно, отщепление ацетильных груии гемицеллюлоз методом легкого гидролиза сохран ет гемицеллюлозы в большей степени , чем без гидролиза, при щелочной обработке за счет стабили зации части гемицеллюлоз, что влечет за собой и сохраиеиие прочност) 1юлокиа, не только ири щелочной обработке, но и при окислении лигиииа.

В табл. 4 привод тс  даииые характеристики полуфабриката, получеииого с применением водного гидролиза в сравиении с кислотиЕлм гидролизом.

Таблица 4

Таблица 3

Например, щелочна  масса после пропитки ирп без гидролиза ири более высоком выходе (97,4 против 94,0%) при проведеиип гидролиза имеет разрывную длину 5300 м, а с применением водного гидролиза 7400 м так же, как и число двойных перегибов - 71 против 325 с применением гидролиза. Эта закоиомерность сохран етс  и в готовом полуфабрикате после окислени  щелочной массы (табл. 3). Разрывна  длина ири получении иолзфабриката оез гидролиза составл ла 5560- бЙЬО м, а с гидролизом 9420-10380 м. Число двойных перегибов повышаетс  с 277-311 до 880-1070 с гидролизом. Таким образом, проведенные исследовани  иоказали положительное вли ние гидролиза на ирочность иредлагаемого полуфабриката по всем иоказател м.

Известно, что гемицеллюлозы древесины содержат ацетильные группы. В гемицеллюлозах листвеииой древесины их больше, а в хвойной меньше. Известно, что в результате отщеплени  ацетильных груип и остатков уроновых кислот, повышаетс  стабильность глюкуроноксилаиа и глюкоманнана, основных комионеитов гемицеллюлоз.

Эти даииые свидетельствуют о иеоспоримом преимуществе водного гидролиза перед кислотным дл  иолучеии  иолуфабриката по способу изобретени .

Предлагаемый снособ осуществл ют следующим образом: исходиое древесное сырье - древесину хвойных и лиственных иороД-подвергают водному гидролизу ири 120-140°С в течение 30-60 мин до выхода древесины после гидролиза 95-90%, затем ироиитывают щелочью при 10-140°С и концентрации щелочи 15-25 г/л Na2O, гидромодуль 1:4-1:6

при циркул ции иропитывающего щелока. И гидролиз и щелочиа  пропитка могут проводитьс  как непрерывным, так и периодическим сиособом. Иродолжительность пропитки может измен тьс  от 30 до 120 мин.

Проиитку ведут до сиижени  выхода в пределах 80-92% от исходной древесины.

Затем пропитанную щепу направл ют на полумассный размол в две ступени. Полученную массу сгущают на фильтр давлени  до

концентрации 25-30% и наиравл ют на окислительную обработку - делигнификацию. Делигнификацию полученной массы осуществл ют путем ее обработки окислителем, например , перекисью водорода при различном расходе 1,5-10% от веса абс. сух. волокна, в зависимости от назначени  требуемого полуфабриката и глубины делнгнификации, при гидромодуле 1:4- 1,5 в течение 1,5-2,0 час при температуре 70-98 С.

После окислительной обработки массу иромывают п используют дл  разлнчных видов бумаги и картона. 11олучают полуфабрикат с высокими показател ми прочности, разрывна  длина более 9000 м, число двойных иерегибов более 1000, соиротивлепие раздираппю 90 г.

Пример 1. Целлюлозу иолучают из березовой древесииы. Гидролиз ведут при в течение 60 мин. Пропитку гидролизованпой древесины осугцествл ют иделочью концентрации 25 г/л при 10°С в течение 120 мин и гидромодуле 1 ; 6. Пропитанна  щелочью щепа подвергаетс  полумассному размолу в две ступени до степени помола 15-20°ШР. Затем следует промывка массы, которую после этого сгущают до концентрации 25% и направл ют на окислительную обработку перекпсыо водорода при расходе окислител  10% от волокпа, продолжительности обработки 1,5 час ц температуре 90°С.

В результате получаемый полуфабрикат отличаетс  высоким выходом и механическими свойствами (см. табл. 5).

Т а б л и ц а 5

Пример 2. Целлюлозу иолучают из березовой древесины. Гидролиз провод т в тех же услови х, что и в примере 1. Пропитку nj,eлочью осуществл ют при 120-loO C в течение 60-30 мин. Пронитанную щепу размалывают до степени помола 15°Ш. После промывкн и массу окисл ют перекисью водорода с расходом окислител  5% от волокна при 70°С п продолжптельпостп 2 час. В результате получают феполфабрикат, прочностные свойства которого приведены в табл. 6.

Т а б л и ц а 6

10

15

П р и м е р 3. Целлюлозу иолучают из осиновой древесииы по режиму, показанному в прпмере 1, за исключепигм расхода перекиси водорода, который составл л 5 и 10% от веса абс. сух. волокна, температура обработки 98%, продолжительность 2 час.

Как видим, прочность волокпистой массы из осиновой дре зссг1ны li березовой (см. табл. 6, 7) практпчсскп од1:1;акова при одинаковом выходе полуфаорпкат;

ТО свидетельствует о

-Ю возможности соБместпои иереработки осиновой

Таблица 7

GO

1000 71 4,5

65

Таблица

П р н м е р 4. Целлюлозу получают из сосновой древесины. Предгидролиз осуществл етс  при 140°С в течение 60 мин. Пропитку щелочью ведут ири 120 и 140°С в течение 60 и 30 мин соответственно. Размол массы осуществл етс  до степени помола 15°ШР. Полученную массу после промывки и сгущенн  окисл ют с расходом перекиси водорода 10% от волокна. Получепный полуфабрикат имеет высокие показатели прочности (см. табл. 8).

Iirj данных, номещекных в таблицах, видно, что способ пригоден как дл  лиственной, так и дл  хвойной древесины.

В таблице 9 нриведеиы данные по оптимальпому режиму дл  различных пород древесины (режимы см. в примерах 1, 2, 3, 4).

Как следует из данных этой таблнцы, механические свойства полуфабрикатов, получаемых по способу изобретени , во многом превосход т прочность нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы и приближаютс  к прочности сульфатной нолубеленой целлюлозы.

Прпменение способа позвол ет значнтельно повысить технико-зкономические иоказатели производства полуфабрикатов за счет высокого выхода из древесины, низкого расхода балансов и пара на технологические нужды.

Таблица 9