Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
[СвНА(ОН)АН • NaOH]»+ пС:
Xs"
СЙ5 ^SNa
+ пЩЭ
Состав и свойства получаемого ксантогената целлюлозы в большой степени зависят от продолжительности (рис. 104) и температуры процесса, а также количества введенного сероуглерода.
Все перечисленные операции проводятся последовательно в че-тырех-пяти отдельных аппаратах (ванна-пресс, измельчитель, ба-рат, растворитель) или осуществляются до окончательного растворения в одном вискозном аппарате. Вискозный аппарат состоит из стального корпуса с водяной рубашкой для охлаждения. Внутри аппарата расположены два Z-образных била, вращающихся со
скоростью 900—1000 об/мин. Они предназначены для измельчения щелочной целлюлозы и перемешивания массы во время предсозре-вания, ксантогенирования и в первый период растворения.
Свежеприготовленный прядильный раствор непригоден для немедленного формования волокна. Для получения так называемой созревшей вискозы раствор ксантогената очищают от различных механических примесей на рамных фильтр-прессах и выдерживают определенное время (24—60 ч, процесс созревания вискозы) при установленной постоянной температуре (14—17° С). Во время созревания происходит изменение химических и коллоидных свойств вискозы, уменьшается стабильность и увеличивается способность к коагуляции. В результате частичного омыления ксантогената понижается степень этерификации целлюлозы. Пузырьки воздуха, попавшие в раствор, медленно выделяются из него: происходит обезвоздуши-вание. Обычно вискоза содержит целлюлозы 6—9%, едкого натра 6— 7,5%, серы 2,2—2,3% и воды 80— 83%. После фильтрации и обезвозду-шивания подготовленный прозрачный желтоватый раствор ксантогената подается сжатым воздухом или при помощи зубчатого насоса в прядильный цех на ^процесс формования (прядения волокна). Схема прядения показана на рис. 105.
Маленький зубчатый насос, забирая определенное количество вискозы, продавливает ее через фильтр. Затем вискоза при 45—50° С подводится по стеклянной трубке к фильере, погружерной в так называемую осадительную ванну, содержащую водный раствор серной кислоты 80—150 г/л и сернокис-, лых солей: Na2SO1 160—320 г/л и ZnSO1 10—100 г/л. Скорость прядения 75—100 м/мин. В ванне идут следующие реакции: 1) коагуляция вискозы под действием электролитов; 2) разложение ксантогената целлюлозы в результате воздействия кислоты:
Продолжительность ксантогениродания
Рис. 104. Влияние продолжительности ксантогенирования на состав и свойства ксантогената:
/ — степень этерификации, 2 — количество тиокарбонатов, 3 — молекулярный вес регенерированной целлюлозы, 4 — вязкость вискозы, 5 — количество свободного едкого натра
C^S ^SNa
+ «H2SO4 -> (C6H10O5)* + nCS2 + «NaHSO4
и 3) разложение различных сернистых примесей, находящихся в вискозе с выделением H2S и CS2. Раствор непрерывно вытекает на регенерацию и затем снова подается в осадительную ванну. Волокна, состоящие из регенерированной целлюлозы, натягиваются и укладываются. Существует два метода (рис. 105) укладки: центрифу-гальный и бобинный. По первому способу волокна подхватываются прядильным диском и через направляющую воронку поступают в кружку центрифуги, посаженную на электроверетене и вра-
щающуюся со скоростью 6000—10 ООО об/мин. При наматывании нить одновременно получает и некоторую крутку (рис. 105, б). При бобинпом методе (рис. 105, а) подача прядильного раствора, формование и вытяжка волокна идут так же, как и при центрифу-гальном, после вытяжных механизмов нить наматывается на вращающуюся бобину и затем такую нить необходимо подвергать кручению на специальном крутильном оборудовании.
В отделении отделки полученное волокно промывается умягченной водой для удаления кислоты, сульфатов и растворимых солей. Дальнейшая отделка волокна состоит из следующих операций- обработка слабым раствором щелочи для удаления серы (десульфурация), затем — слабым раствором кислоты (кисловка) для удаления труднорастворимых солей, отбелка, волокна для удаления железа и других окрашенных примесей. Далее волокно замасливается, что придает ему необходимую мягкость, эластичность, скользкость и улучшает способность шелка перерабатываться в готовые изделия. После сушки волокно перематывают, сортируют,1 упаковывают и направляют, потребителю.
Широкому распространению производства вискозного, волокна способствует доступ-,; ность и дешевизна сырья. Вискозное волокно устойчиво к действию органических, растворителей, выдерживает длительное воздействие температуры 100—120° С. Напряжение при разрыве колеблется от 20 (обычное волокно) до 54 кг/мм2 (для высокопрочного волокна). Из недостатков следует отметить слабую стойкость волокна по отношению к щелочам и значительную потерю прочности в мокром состоянии (до 40—50%). Из вискозы кроме шелка и штапеля получают целлофан, корд, укупорку для бутылок, искусственный волос и каракуль.
При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом в присутствии уксусной кислоты или метиленхлорида и в качестве катализатора серной или хлорной кислоты образуется уксуснокислый эфир целлюлозы, а из него ацетатное волокно: