03粘膠纖維生產(chǎn)用原料

1、第三節(jié)粘膠纖維生產(chǎn)用原料粘膠纖維的基本原料是纖維素（漿粕），生產(chǎn)過程中還需用多種化工材料，如燒堿、二硫化碳、硫酸、 硫酸鈉、硫酸鋅、硫化鈉、水、油劑、消光劑及各種助劑。表4-2列出了幾種粘膠纖維的主要原材料消耗量，僅供參考。表4-2幾種粘膠纖維的主要原材料消耗量項(xiàng)？目規(guī)？格每？噸？纖？維？消？耗？量普通短纖維普通長絲富強(qiáng)纖維強(qiáng)力纖維漿粕/t水分10%1.02 1.061.08 1.121.04 1.121.12 1.16燒堿/t100%0.600.670.65 0.690.68 0.771.11 1.18二硫化碳/t0.300.320.31 0.320.34 0.400.30 0.34硫酸/t

2、100%0.870.891.20 1.261.05 1.201.40 1.50硫酸鋅/kg100%545754 6040 50370400備注：二硫化碳和硫酸鋅消耗量中未扣除回收量 一、漿粕（一）漿粕的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)漿粕是生產(chǎn)粘膠纖維的主要原料，按原料來源，分為木漿、棉漿和草漿（甘蔗渣、蘆葦、竹子）。纖維 素是漿粕的主要成分。目前生產(chǎn)粘膠纖維的主要原料是木漿和棉漿。纖維素分子量大，一般在 100萬以上，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是由 D葡萄糖酐（1-5）以&1, 4甙鍵聯(lián)接而成的線 型大分子，分子式為（C6H10O5）n，結(jié)構(gòu)式為：n代表D葡萄糖酐的數(shù)目，即聚合度纖維素和其它高分子一樣，具有分子量的不均一性。纖維素

3、不是一種均一的物質(zhì)，而是一種不同分子量 的混合物。在工業(yè)上分為：a 纖維素（也稱為甲種纖維素，簡稱甲纖）、B纖維素、Y纖維素。后兩種纖維素統(tǒng)稱為半纖維素。a纖維素是植物纖維素在特定條件下不溶于20C的17.5%NaOH溶液的部分；溶解的部分稱為半纖維素。纖維素是以上溶解部分用醋酸中和又重新沉淀分離岀來的那一部分纖維素。仍然溶解而不能沉淀的部分為丫纖維素。聚合度越低纖維素越易溶解，故a纖維素的聚合度在 200以上，B纖維素的聚合度在140200，Y纖維素的聚合度在10140。半纖維素含量越高，給粘膠制造工藝帶 來許多不利因素，同時(shí)，制岀的產(chǎn)品機(jī)械性能較差。（二）漿粕的質(zhì)量控制粘膠漿粕的重要指標(biāo)是

4、a-纖維素含量、灰分、樹脂含量、粘度、吸堿性能和反應(yīng)性能。1 a 纖維素含量 工業(yè)上通常用a纖維素和半纖維素來表征漿粕的純度。即漿粕浸漬在20C、17.5%NaOH水溶液中，在45min內(nèi)不溶解的部分稱為 a纖維素，溶解部分為半纖維素。提高漿粕的a-纖維素含量，不僅可提高成品纖維的得率，提高設(shè)備生產(chǎn)能力，降低化工原料消耗量和簡 化浸漬堿液回收，而且還能提高成品纖維質(zhì)量。半纖維素含量高，影響到其后的浸漬、老成、黃化、過濾、 熟成等工藝過程，也降低了成品纖維的品質(zhì)。2灰分指漿粕經(jīng)高溫灼燒后的殘余物，主要成分是SiO2、鐵、鎂、鈣等，它們使粘膠的粘度增高，并能與酸生成不溶性鹽如 CaS04，MgS0

5、4，從而降低酸浴的透明度或堵塞噴絲頭，而且硅酸鹽顆粒易將纖維切 斷，降低纖維的強(qiáng)力；灰分中的鐵、銅、錳等能加速堿纖維素的老成降解，使工藝不穩(wěn)定，最終影響粘膠 纖維的強(qiáng)度和色澤。灰分的來源主要有兩個(gè)方面：原料本身；各種溶劑、水、環(huán)境條件。3樹脂 漿粕中含有少量樹脂，有利于過濾；樹脂含量過多，會(huì)影響黃化反應(yīng)的均勻性，使粘膠變得渾濁， 堵塞噴絲孔。4 聚合度要求纖維素聚合度適中，聚合度分布分散性小。隨著聚合度的增加對纖維的斷裂強(qiáng)度、延伸度以及疲勞性能都有好處，故制備高強(qiáng)度、高聚合度纖維（如強(qiáng)力粘膠纖維、高性能粘膠纖維），要求較高 聚合度。但聚合度過高，則因制得的粘膠粘度過高而致過濾困難，或者需要延長

6、堿纖維素的老成。各種粘 膠纖維漿粕中纖維素的聚合度差異較大，其聚合度通常為5001000。實(shí)踐證明，聚合度大于 1200的纖維素由于黃化性能和黃酸酯的溶解性能差會(huì)造成粘膠過濾困難；聚合度小于200的纖維素，由于其半纖維素特征，亦會(huì)使粘膠過濾困難，且纖維的強(qiáng)度、耐磨性能和耐疲勞性能下降。5 吸堿性 吸堿性通常是以吸堿值（漿粕吸堿后重量增加的百分比）、膨潤度（漿粕吸堿后體積增加的百分比）和吸堿厚度（將漿粕條一端浸入17.5%NaOH水溶液中，5min堿液被吸上的mm數(shù)）來表示。漿粕吸堿值過低，則漿粕浸漬時(shí)易上浮，采用連續(xù)浸漬壓榨機(jī)時(shí)，投料困難，漿粥濃度不均勻；漿粕吸堿 值過高，則漿粕表面迅速膨潤，

7、使纖維毛細(xì)管很快被堵塞，堿液滲透困難，堿纖維素不均勻。生產(chǎn)上，如果漿粕吸堿值過低，應(yīng)采取降低浸漬溫度，降低浸漬堿液濃度進(jìn)行調(diào)整，還可以在浸漬時(shí)加入0.3% （對a-纖維素）的滲透劑（如聚氧乙烯脂肪胺類）來提高漿粕浸漬時(shí)的吸堿能力；如果漿粕吸堿值 過高，應(yīng)采取提高浸漬溫度，提高浸漬堿液濃度進(jìn)行調(diào)整，以防止過度膨潤。6.反應(yīng)性反應(yīng)性指漿粕在堿化、黃化及生成的黃酸酯的溶解等性能。它表示漿粕在消耗合理數(shù)量的 NaOH 和CS2之后，是否能得到溶解性良好的纖維素黃酸酯和易于過濾的粘膠。反應(yīng)性能好，NaOH和CS2的消耗量少，溶解性能和過濾性能好，所得到的粘膠可紡性好。木漿粕質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表4-3，棉漿粕質(zhì)量

8、標(biāo)準(zhǔn)見表 4-4。表4-3木漿粕質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)名稱人造絲漿短纖維漿一等二等一等二等a纖維素/% 90 89 89 88多縮戊糖/%4444粘度 /lO-4Pa?s180220170230190220190230樹脂、脂肪/% 0.4 0.5 0.4 0.5灰分/% 0.12 0.15 0.08 90 85 80 78塵埃度：500g絕干漿板中塵埃點(diǎn)個(gè)數(shù) 80 100 100 1403mm2以下（個(gè)）244 96 95 93 92粘度 /lO-4Pa?s105170107180110130108132灰分/% 0.07 0.09 0.08 82 80 80 78小塵埃：3mm2以下（mm2/500

9、g） 40 60 70 90中大塵埃：3mm2以上（個(gè)/5m2）2424定積重量/g/m2500700不符合一等品500700不符合一等品膨潤度/% 170 160 170 160吸堿值/%400550400 550400 550400 550從表4-3、表4-4看岀，長絲漿粕的纖維素含量高，波動(dòng)范圍較小；半纖維素含量低；粘度均勻；樹脂 及蠟質(zhì)含量低；灰分含量低；白度高；塵埃度低；含鐵量低。這些良好的指標(biāo)控制從原料上解決了粘膠長 絲對漿粕的質(zhì)量要求。二、其它化工原料（一）燒堿燒堿俗稱固堿、苛性鈉、燒堿、火堿，學(xué)名氫氧化鈉。無色透明結(jié)晶體，吸濕性強(qiáng)，易溶于水，溶解時(shí) 放岀大量熱。暴露空氣中吸濕后

10、呈粘稠狀液體，也溶于甘油、乙醇，不溶于乙醚和丙酮。腐蝕性強(qiáng)，能破 壞纖維和有機(jī)組織。高溫下能腐蝕碳鋼。吸收空氣中二氧化碳后，生成碳酸氫鈉和碳酸鈉，能與酸類中和 成鹽。燒堿制造方法有：苛化法、水銀電解法和隔膜電解法。其中，水銀電解法和采用離子交換膜的隔膜電解 法所生產(chǎn)的產(chǎn)品純度高，適宜粘膠纖維生產(chǎn)用料。粘膠纖維生產(chǎn)對燒堿質(zhì)量要求很高，含雜質(zhì)越少越好。鹽類雜質(zhì)，如NaCI、Na2CO3等，影響漿粕浸漬時(shí)膨潤不勻，使堿纖維素黃化不正常；鹽類又是強(qiáng)電解質(zhì)，使粘膠熟成過快；燒堿中的鐵和錳等雜質(zhì)，能使 堿纖維素老成加快；此外。鐵質(zhì)還影響粘膠過濾，或者受氧化作用生成有色物質(zhì)，斑染纖維。（二）二硫化碳外觀為無

11、色或淡黃色透明油狀液體，易燃、有毒，有惡臭，但純CS2并無惡臭，只有微弱芳香味，CS2惡臭來自于無機(jī)的或有機(jī)的硫化物雜質(zhì)。CS2沸點(diǎn)46.4C，是一種優(yōu)良溶劑，也是一種無色易揮發(fā)的可燃液體。CS2氣體與空氣混合后有強(qiáng)烈爆炸性。CS2對人體有毒性，能通過呼吸系統(tǒng)和皮膚進(jìn)入人體，因此，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存和使用等過程中應(yīng) 采取特別相應(yīng)的安全措施。CS2在水中溶解度很?。?0 C時(shí)0.2%）,比重又大，因此運(yùn)輸、貯存時(shí)多用水封。CS2是由含碳物質(zhì)（如木炭、焦炭、甲烷、丙烯、石油混合氣等）與硫磺蒸氣在高溫下反應(yīng)生成。根據(jù) 加熱方式不同，又分為電爐法、外燒爐法、沸騰床法和等離子法。CS2在粘膠纖維生產(chǎn)中用于堿纖維素黃化，生成的纖維素黃酸鹽，用稀堿溶解制成粘膠。（三）硫酸純硫酸是無色、透明的油狀液體，密度1.834g/cm3，沸點(diǎn)338 C,凝固點(diǎn)10C，硫酸是強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑和腐蝕劑，硫酸與水混溶時(shí)放岀大量熱量，使用時(shí)特別注意。粘膠生產(chǎn)用硫酸要有較高的純度，而且其中氧化氮、鐵、鉛等雜質(zhì)不能過多。粘膠纖維生產(chǎn)用硫酸主要 配置粘膠纖維凝固浴。（四）硫酸鈉硫酸鈉（Na2S0 4- 10H2O ）又名芒硝，無色晶體，帶苦咸味。相對密度1.462，熔點(diǎn)324C； 100 C時(shí)失去全部結(jié)晶水轉(zhuǎn)化為晶體。工業(yè)用無水硫酸鈉又名元明粉，含硫酸鈉90 97%。粘膠纖維生產(chǎn)用硫酸鈉主要配置粘膠纖維凝固