ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.06.2024
Просмотров: 139
Скачиваний: 2
в виде волокнистых небольших (1,5—2 см длиной) комочков. Уксусная кислота поступает в таком количестве, чтобы суспен зия содержала 3% ацетата.
Из высадителя ацетат целлюлозы поступает в другой аппа рат 18 (см. рис. 29) для окончательного высаждения —«вызре вания». Вызреватель представляет собой горизонтальный вра щающийся цилиндр, внутреннее пространство которого разде лено перегородками по винтовой линии на секции. В стенках перегородок имеются отверстия, через которые суспензия пере ходит из одной секции в другую, постепенно перемещаясь к вы ходу из аппарата.
Из вызревателя ацетат целлюлозы направляется во фло татор 19 — вертикальную емкость с мешалкой, оттуда — в пи тающий ящик 20 и затем в промыватель 21. Последний по конструкции аналогичен вызревателю. Секции промывателя со общаются между собой через отверстия в стенках перегородок. Промывная вода поступает в последнюю секцию и по принципу противотока передается из одной секции в другую к началу про мывки.
После второй от начала аппарата секции вода, обогащенная уксусной кислотой, собирается в специальный сборник, и часть ее используется для нужд цеха, а часть идет на регенерацию.
Отмытый ацетат целлюлозы выгружается из промывателя шнеком 22, отжимается от избытка воды в отжимном устрой стве 23 и сушится в сушилке 24. После этого продукт либо упа ковывают для отправки на другие предприятия, либо направ ляют в специальные башни на хранение.
Свойства и применение
Ацетаты целлюлозы применяются для изготовления волокон, пленок, этролов. В зависимости от назначения ацетаты должны обладать заданным комплексом свойств, которые определяются технологическим режимом изготовления. Основными показате лями, которые влияют на поведение эфиров при переработке и свойства изделий из них, являются степень замещения и моле кулярный вес (или степень полимеризации).
От степени замещения зависят следующие свойства ацета тов и изделий из них.
Р а с т в о р и м о с т ь п р о д у к т а в р а з л и ч н ы х р а с т в о р и т е л я х . Полностью замещенный ТАЦ растворяется в хлороформе, дихлорэтане, метиленхлориде и очень хорошо в смеси метиленхлорида с низшими спиртами (этиловым, метило вым), но не растворяется в ацетоне. Диацетат, наоборот, рас творяется в ацетоне и не растворяется в метиленхлориде и дру гих растворителях ТАЦ.
С о в м е с т и м о с т ь с р а з л и ч н ы м и п л а с т и ф и к а т о р а м и и н а п о л н и т е л я м и . Это свойство особенно важно в производстве пленок и этролов.
Ги д р о ф о б н о с т ь . Показатель гидрофобное™ уменьшается
сувеличением содержания в ацетате целлюлозы гидроксильных групп.
От гидрофобное™ зависит набухание пленок при обработке водными растворами и частично усадка их при последующей сушке. (Усадка пленок — явление сложное, обусловленное мно
гими факторами.)
С о р б ц и о н н а я с п о с о б н о с т ь . В зависимости от сорб ционной способности ацетатов применяются различные краси тели и способы крашения волокон и тканей.
М е х а н и ч е с к и е с в о йс т в а . Эластичность пленок и во локон определяется различной степенью стереорегулярности продукта: чем больше нарушена стереорегулярность, т. е. чем меньше ацетильных групп, тем выше эластичность.
Д и э л е к т р и ч е с к и е с в о й с т в а . Наилучшими электро изоляционными свойствами обладает полностью замещенный продукт— ТАЦ. Из него изготовляют электроизоляционную плен ку и шелк.
От степени полимеризации зависят термопластичность про дукта, а также хрупкость, эластичность изделий. Так, для изго товления гидратцеллюлозной пленки и шелка по мокрому спо собу прядения используются ацетаты с высокой степенью поли меризации ~350—550, для основы кинопленки 300—350, для этролов и шелка по сухому способу прядения 250—300.
Кроме этих основных показателей ацетаты целлюлозы ха рактеризуются рядом дополнительных, которые зависят от условий ведения технологического процесса и нормируются тех ническими условиями. К ним относятся термостойкость, кис лотность, вязкость, мутность, цветность и фильтруемость растворов, содержание низкомолекулярных фракций (ацетоно
растворимых). |
' |
Т е р м о с т о й к о с т ь |
продукта определяется по изменению |
цвета при нагревании. Температура, при которой начинается изменение цвета, является показателем термостойкости.
Следует иметь в виду, что изменение цвета не всегда свя зано с низкой степенью полимеризации. Это самостоятельные процессы, протекающие по различным механизмам. Для ТАЦ, получаемого с хлорной кислотой, термостойкость, как правило, наиболее высокая и находится на уровне 220 °С. Отдельные слу чаи снижения термостойкости объясняются неполной отмывкой солей, образующихся при нейтрализации катализаторов, приме нением при промывке плохо очищенной воды и т. п. Для ацета тов, получаемых с катализатором серной кислотой, характерна более низкая термостойкость (~ 180 —200°С), причем уровень ее зависит от полноты удаления сульфогрупп во время опера ции стабилизации.
Термостойкость повышают введением различных стабилиза торов. В частности, такими стабилизаторами являются некото рые соли щелочных и щелочноземельных металлов Na, Mg, Ca,
57
а также ряд органических соединений. Стабилизаторы вводятся
обычно на |
последних стадиях обработки — при водных |
про |
||
мывках. |
|
свободной |
кислоты, остав |
|
К и с л о т н о с т ь — содержание |
||||
шейся в продукте после водных промывок.' |
\ |
до |
||
В случае |
гетерогенного ТАЦ |
кислотность |
оцениваемся |
|
вольно просто: навеска продукта заливается определенным количеством воды, и водная вытяжка оттитровывается >0,1 и. раствором NaOH. Испытание несколько осложняется гидюофобностью продукта, в результате чего не может быть гарантии пол ного извлечения водой кислоты из волокна. (
Гораздо сложнее оценить кислотность гомогенного/ацетата целлюлозы, так как чрезвычайно трудно извлечь водеш свобод ную уксусную кислоту из монолитных гранул, как>0ы малы они ни были. Поэтому продукт предварительно растворяют и со держание кислоты в растворе определяют потенциометрическим титрованием.
Му т н о с т ь и ц в е т н о с т ь растворов зависят от чистоты и реакционной способности исходной целлюлозы, эффективности активации, чистоты промывной воды. На цветность растворов значительно влияет способ получения применяемого уксусного ангидрида. Так, если для синтеза уксусного ангидрида исполь зуется кетен, то какое-то количество последнего всегда содер жится в уксусном ангидриде, и в присутствии неорганических кислот, особенно хлорной, кетен образует окрашенные полимеры, которые придают окраску растворам ацетатов. Когда уксусный ангидрид получается без участия кетена, он не окрашивает ацетатов целлюлозы. В этом случае растворы ацетатов совер шенно бесцветны (при условии чистоты исходной целлюлозы и промывной воды).
Мутность и цветность определяют на фотоэлектроколори метре-нефелометре и либо выражают непосредственно в едини цах оптической плотности, либо рассчитывают по специальным формулам.
Для переработки ацетатов целлюлозы в изделия обычно при готовляют концентрированные растворы с заданным значением вязкости. Поэтому в я з к о с т ь является чрезвычайно важным показателем для характеристики продукта.
Для каждой марки ацетата целлюлозы существуют свои тре бования к величине вязкости. Обычно концентрация растворов для определения этого показателя соответствует концентрации растворов, применяемых в производстве. Вязкость определяют методом падающего шарика. Величина шарика (его вес, объем) оговаривается в технических условиях. При хорошо налажен ном производственном процессе получения ацетатов вязкость концентрированных растворов довольно хорошо коррелирует с удельной вязкостью, и в таком случае достаточно знать только один из этих показателей. Однако при нарушении технологиче ского процесса эта корреляция может отсутствовать. Это объяс
58
няется различной растворимостью продукта, причем чем хуже растворимость, тем выше вязкость концентрированных растворов при одинаковой удельной вязкости.
Ф и л ь т р у е м о с т ь — показатель, определяющий способ ность растворов к фильтрованию, — имеет первостепенное про мышленное значение. Растворы ацетатов целлюлозы обычно со держат некоторое количество нерастворившихся волокон и раз личных нецеллюлозных примесей, поэтому перед подачей их в аппараты для изготовления изделий они подвергаются фильтро ванию. Чем меньше посторонних включений, тем меньше засо ряется фильтрующая ткань и тем реже ее надо менять. Смена фильтрующего материала в фильтрах связана с большими по терями продукта, растворителей, фильтрующих тканей и сама по себе является достаточно сложной и вредной операцией (рас творители — метиленхлорид и метанол — легколетучие и ядови тые вещества).
Существует много способов выражения этого показателя. Простейший из них сводится к определению так называемого числа фильтрации, т. е. объема раствора, профильтрованного в стандартных условиях в заданный промежуток времени. В дру гих более сложных методах учитывают характеристики фильт рующего материала, изменение скорости фильтрования во вре мени и т. д.
Однако всем этим методам присущи общие недостатки, не позволяющие дать однозначную объективную оценку способно сти раствора фильтроваться в производственных условиях.
1. Фильтрующий материал должен быть стандартным, т. е. иметь определенное число отверстий одинаковой величины на единицу площади. Практически такого материала пока нет. Все имеющиеся материалы — ткани, бумаги, сетки — не обладают такими свойствами, что приводит к очень большому разбросу значений фильтруемости. Кроме того, в лаборатории очень труд но воспроизвести производственные условия фильтрования, по этому, как правило, показатель фильтруемости, определенный в лаборатории, лишь ориентировочно дает представление о по ведении данного раствора в производстве.
2. Для определения фильтруемости приготовляют растворы одинаковой вязкости и, следовательно, различной концентрации. Последнее обстоятельство не позволяет получить правильной сравнительной оценки фильтруемости образцов, особенно если они сильно отличаются по вязкости и растворимости.
Дальнейшая разработка новых методов оценки фильтруемо сти ацетатов целлюлозы продолжается. Очень перспективен, на наш взгляд, способ сравнительной оценки неоднородности рас творов. Как показывают многочисленные исследования, фильт руемость растворов зависит не только и не столько от наличия нецеллюлозных примесей в виде волокон, костры, сколько от наличия гелеобразных частиц в растворе. Присутствие таких частиц придает растворам характерную неоднородность, что
59
