Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Октябрь » 2 » Высокоизбирательные реагенты для отбелки целлюлоз
16:09
Высокоизбирательные реагенты для отбелки целлюлоз

Для достижения высокой белизны волокнистых полуфабрикатов используют различные отбеливающие вещества. На первых стадиях применяют менее избирательный газообразный хлор, на последних стадиях используют более избирательные и более дорогие реагенты.

Из классических высокоизбирательных реагентов для отбелки целлюлоз можно назвать: гипохлориты, перекись водорода, диоксид хлора и перекись натрия. Также, изучается возможность использования озона, в том числе с применением различных катализаторов.

Для повышения эффективности отбелки целлюлоз, как одинаковыми, так и различными реагентами, используют промежуточную отмывку целлюлозы в щелочном растворе. Этот процесс носит название щелочение целлюлозы. Для щелочения, целлюлозу после отбелки отделяют на вакуумном фильтре от реакционной среды (богатой продуктами окисления) и смешивают со щелочным раствором. Расход щелочи на одну промывку составляет (в пересчете на едкий натр) 0,5-1% от массы сульфитной целлюлозы. Для сульфатной целлюлозы, так как процесс удаления лигниновых обломков протекает тяжелее, то расход едкого натра 1-2% от массы целлюлозы. Концентрация массы на стадии щелочения 4-18% (по вязкости как клейстер для обоев), что несколько выше, чем на стадии отбелки, это связано с большей смачивающей способностью щелочного раствора по отношению к целлюлозе.

Продолжительность процесса 30-60 минут, температура щелочения сульфитной целлюлозы 20-60оС, сульфатной целлюлозы 60-70оС. Из чего следует, что сульфитная варка целлюлозы способствует получению целлюлозы с более высокими физико-механическими свойствами.

Более избирательным реагентом, чем газообразный хлор, являются гипохлориты. Наибольшее применение нашли гипохлориты натрия (NaClO) и кальция (Ca(ClO)2). Их действие основано на процессе гидролиза соли до выделения свободной кислоты, которая разлагается до атомарного кислорода и соляной кислоты. Атомарный кислород обладает высоким окисляющим действием, особенно, на лигнин, богатый двойными связями. Окисление целлюлозы происходит в основном по концевым группам, до карбоксильных групп. При реакции атомарного кислорода с соляной кислотой выделяется газообразный хлор (поэтому, раствор хлорной извести или средства "Белизна” имеют запах хлора), который может галогенировать обломки ММ лигнина. Но, вклад процесса галогенирования, в отличие от отбелки газообразным хлором, несущественен. Так, содержание связанного хлора в органических продуктах после отбелки гипохлоритом в 10-15 раз ниже, чем для отбелки газообразным хлором.

Так как, гипохлорит водорода – слабая кислота, а гидроксид натрия – сильное основание, то реакция среды при отбелки целлюлозы является щелочной (рН около 8-9). Концентрация гипохлорита в водной фазе при этом составляет около 0,1-0,2%, концентрация целлюлозы в реакционной массе 10-12%. Температура процесса 35-40оС, продолжительность процесса 2-3 часа.

Еще более избирательным отбеливающим агентом является диоксид хлора (ClO2). Его получают прямо на предприятии при воздействии различных восстановителей в сильнокислой среде на хлораты натрия и кальция. Диоксид хлора практически не окисляет целлюлозу в водной среде, зато, достаточно эффективно разрушает лигнин. Реакцию проводят в кислой среде при концентрации целлюлозы 7-14% при температуре 50-80оС. Продолжительность процесса обработки 1-3 часа, расход диоксида хлора (в пересчете на хлор) 0,2-1% от массы целлюлозного волокна.

Достаточно интересным реагентом для отбелки целлюлозных полуфабрикатов является перекись водорода. Ее поставляют на ЦБК в виде 30-50% водного раствора. Перекись водорода обладает высоким отбеливающим действием, так как, окисляет многие функциональные группы лигнина до гидроксильных и карбоксильных групп, что приводит к обесцвечиванию лигнина. При этом, перекись водорода практически не участвует в удалении лигнина из волокна. Ее используют для быстрой отбелки целлюлозных полуфабрикатов при производстве некоторых сортов грубой бумаги и картона.

Концентрация целлюлозной массы в реакционной среде при отбелке перекисью водорода составляет 10-12%, расход перекиси 0,3-2% от массы целлюлозы. Температура процесса 50-90оС (чем больше вносится перекиси, тем, как правило, ниже температура отбелки), продолжительность процесса 1-2 часа.

Для более полного удаления лигнина и нейтрализации остаточной щелочи применяется кисловка целлюлозы. Она заключается в промывке целлюлозы сернистой или соляной кислотой средней концентрации. Концентрация целлюлозы при этом 4-6%, продолжительность промывки 30-60 минут. Основные функции кисловки заключаются в дополнительном удалении продуктов окисления лигнина и снижении зольности волокна за счет вымывания солей. Также, восстановительная активность сернистой кислоты позволяет нейтрализовать остаточной хлор. Расход сернистого ангидрида (диоксида серы) на одну кисловку составляет 0,2-1% от массы целлюлозного волокна. Среда процесса рН 3-4,5.

Категория: Древесина и деревопереработка | Просмотров: 1563 | Добавил: Chemadm | Теги: технология отбелки целлюлозы, ЦБП, ЦБК, отбелка волокнистых полуфабрикатов | Рейтинг: 4.6/32
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]