03粘胶纤维生产用原料.doc

第三节 粘胶纤维生产用原料 粘胶纤维的基本原料是纤维素（浆粕），生产过程中还需用多种化工材料，如烧碱、二硫化碳、硫酸、硫酸钠、硫酸锌、硫化钠、水、油剂、消光剂及各种助剂。表4-2列出了几种粘胶纤维的主要原材料消耗量，仅供参考。 表4-2 几种粘胶纤维的主要原材料消耗量 项? 目 规? 格 每? 吨? 纤? 维? 消? 耗? 量 普通短纤维 普通长丝 富强纤维 强力纤维 浆粕/t烧碱/t二硫化碳/t硫酸/t硫酸锌/kg 水分10%100% 100%100% 1.02～1.060.60～0.670.30～0.320.87～0.8954～57 1.08～1.120.65～0.690.31～0.321.20～1.2654～60 1.04～1.120.68～0.770.34～0.401.05～1.2040～50 1.12～1.161.11～1.180.30～0.341.40～1.50370～400 备注：二硫化碳和硫酸锌消耗量中未扣除回收量 一、浆粕 （一）浆粕的结构特点 浆粕是生产粘胶纤维的主要原料，按原料来源，分为木浆、棉浆和草浆（甘蔗渣、芦苇、竹子）。纤维素是浆粕的主要成分。目前生产粘胶纤维的主要原料是木浆和棉浆。 纤维素分子量大，一般在100万以上，其化学结构是由D葡萄糖酐（1-5）以β-1，4甙键联接而成的线型大分子，分子式为 C6H10O5 n，结构式为： n代表D葡萄糖酐的数目，即聚合度 纤维素和其它高分子一样，具有分子量的不均一性。纤维素不是一种均一的物质，而是一种不同分子量的混合物。在工业上分为：α－纤维素（也称为甲种纤维素，简称甲纤）、β－纤维素、γ－纤维素。后两种纤维素统称为半纤维素。α－纤维素是植物纤维素在特定条件下不溶于20的17.5%NaOH溶液的部分；溶解的部分称为半纤维素。β－纤维素是以上溶解部分用醋酸中和又重新沉淀分离出来的那一部分纤维素。仍然溶解而不能沉淀的部分为γ－纤维素。聚合度越低纤维素越易溶解，故α－纤维素的聚合度在200以上，β－纤维素的聚合度在140～200，γ－纤维素的聚合度在10～140。半纤维素含量越高，给粘胶制造工艺带来许多不利因素，同时，制出的产品机械性能较差。 （二）浆粕的质量控制 粘胶浆粕的重要指标是α－纤维素含量、灰分、树脂含量、粘度、吸碱性能和反应性能。 1．α－纤维素含量 工业上通常用α－纤维素和半纤维素来表征浆粕的纯度。即浆粕浸渍在20、17.5%NaOH水溶液中，在45min内不溶解的部分称为α－纤维素，溶解部分为半纤维素。 提高浆粕的α－纤维素含量，不仅可提高成品纤维的得率，提高设备生产能力，降低化工原料消耗量和简化浸渍碱液回收，而且还能提高成品纤维质量。半纤维素含量高，影响到其后的浸渍、老成、黄化、过滤、熟成等工艺过程，也降低了成品纤维的品质。 2．灰分 指浆粕经高温灼烧后的残余物，主要成分是SiO2、铁、镁、钙等，它们使粘胶的粘度增高，并能与酸生成不溶性盐如CaSO4，MgSO4，从而降低酸浴的透明度或堵塞喷丝头，而且硅酸盐颗粒易将纤维切断，降低纤维的强力；灰分中的铁、铜、锰等能加速碱纤维素的老成降解，使工艺不稳定，最终影响粘胶纤维的强度和色泽。 灰分的来源主要有两个方面：原料本身；各种溶剂、水、环境条件。 3．树脂 浆粕中含有少量树脂，有利于过滤；树脂含量过多，会影响黄化反应的均匀性，使粘胶变得浑浊，堵塞喷丝孔。 4．聚合度 要求纤维素聚合度适中，聚合度分布分散性小。随着聚合度的增加对纤维的断裂强度、延伸度以及疲劳性能都有好处，故制备高强度、高聚合度纤维（如强力粘胶纤维、高性能粘胶纤维），要求较高聚合度。但聚合度过高，则因制得的粘胶粘度过高而致过滤困难，或者需要延长碱纤维素的老成。各种粘胶纤维浆粕中纤维素的聚合度差异较大，其聚合度通常为500～1000。实践证明，聚合度大于1200的纤维素由于黄化性能和黄酸酯的溶解性能差会造成粘胶过滤困难；聚合度小于200的纤维素，由于其半纤维素特征，亦会使粘胶过滤困难，且纤维的强度、耐磨性能和耐疲劳性能下降。 5．吸碱性 吸碱性通常是以吸碱值（浆粕吸碱后重量增加的百分比）、膨润度（浆粕吸碱后体积增加的百分比）和吸碱厚度（将浆粕条一端浸入17.5%%NaOH水溶液中，5min碱液被吸上的mm数）来表示。 浆粕吸碱值过低，则浆粕浸渍时易上浮，采用连续浸渍压榨机时，投料困难，浆粥浓度不均匀；浆粕吸碱值过高，则浆粕表面迅速膨润，使纤维毛细管很快被堵塞，碱液渗透困难，碱纤维素不均匀。 生产上，如果浆粕吸碱值过低，应采取降低浸渍温度，降低浸渍碱液浓度进行调整，还可以在浸渍时加入0.3%（对α－纤维素）的渗透剂（如聚氧乙烯脂肪胺类）来提高浆粕浸渍时