国产精制棉采用二氧化氯漂白工艺,粘度可超过1000mPa.s,白度可达特级水平,创出国内一流的优质精制棉。二氧化氯应用于精制棉的漂白,国内尚属首次。
精制棉是纤维素酯类和醚类衍生物的重要原料,制造高档纤维素衍生物对生产精制棉提出了高的要求,既要纤维素纯度高、聚合度高,也要求白度高、反应性能好,一般纤维素原料很难满足要求。采用二氧化氯漂白新工艺,成功地解决了产品粘度和白度的矛盾,使精制棉质量全面达到双高的新水平,粘度突破1000mPa.s(国标最高品级为800mPa.s),同时白度达到特级品87%的要求,而且产品的纯度和化学反应性能也有相应的提高。
1、不同漂白工艺的对比
精制棉生产的传统漂白工艺使用氯气和次氯酸钠等漂白剂,其生产废水对环境和人体健康有极大的危害。次氯酸钠漂白时产生的三氯甲烷剧毒物,对人体有致癌作用。不同程度产生的有机氯化物如二噁英也能致癌。工业发达国家早在80年代已明文规定,禁止使用多氯漂白。
传统的漂白效果不如少氯漂白,它的最大弊端是破坏纤维素,使纤维素制品的粘度下降。
2、二氧化氯漂白机理及影响因素
二氧化氯性质不稳定,一般制成水溶液。作为漂白剂是利用它的氧化能力。二氧化氯的氧化电位低于纤维素的氧化电位,但高于附着在纤维素上的杂质与色素的电位,所以它能氧化纤维素上的杂质与色素,达到漂白的目的,而对纤维素碳水化合物则相对稳定。因此,二氧化氯是一种具有选择性的氧化漂白剂。
二氧化氯在水溶液中的氧化电位随水溶液的pH值的不同而变化。作为纤维素
的漂白剂,氧化电位只有在0.9 V以下才适宜,提高pH值,氧化电位下降,对漂白有利,但pH达到7时,二氧化氯在水溶液中快速分解,在70℃时在开始的半小时内便急剧发生分解,这对漂白的生产控制十分不利。其(二氧化氯)分解产物主要是无氧化能力的氯酸盐以及氧化能力较小的亚氯酸盐(见图1),使水溶液中有效的二氧化氯浓度显著下降,造成二氧化氯的浪费。因此,使用二氧化氯为漂白剂时,切记不能提高水溶液的pH值。
3、新工艺的经济效益与社会效益
一、 减少环境污染
传统的多氯漂白产生的工业废水含有剧毒物质,对环境尤其是水源会造成严重污染,改用二氧化氯少氯漂白工艺,可以将氯气和次氯酸钠的用量限制到甚小程度。加之采用特定的D/C组合方式,它不同于单纯使用氯气和次氯酸钠,完全改变了原来的性质,所以污染危害也就更少了。
二、提供了优质的精制棉产品
使用二氧化氯漂白精制棉,全面达到并超出了现有国家标准,它不仅粘度高、白度高、α-纤维素含量高,而且其化学反应活性也得到提高。从电子显微镜扫描观察,经二氧化氯漂白的纤维,其纤维的管腔出现了撕裂或溃烂,这有利于使纤维管腔内难以精制的杂质得到清理和排除,对纤维素酯类衍生物的过滤性提高很有好处。另一方面又使化学反应药剂易于渗入纤维内壁进行反应,有利于提高纤维素衍生物的纯度和均匀性。
三、生产成本可以接受
A)使用二氧化氯少氯漂白,虽然生产成本略有升高,但产品是高档次的。常规生产的二级品白度的精制棉,用二氧化氯漂白可生产出一级品和特级品的优质精制棉,可按质论价,提高经济效益。
B)二氧化氯少氯漂白工艺在木浆制造上已经开始推广使用。在精制棉生产上的应用国内尚属空白。从开发高档纤维素衍生物角度而言,该工艺是有推广价值的。
4、关于次氯酸钠、氯气与二氧化氯成本的比较
众所周知,氯气杀菌原理主要是溶于水后形成的次氯酸起作用,而氧化氯是通过其氧化力来杀菌的。漂白也是同样道理。在不同加药量下,二氧化氯与次氯酸钠效果亦不相同,二氧化氯与次氯酸钠的使用效率随加药量增高而增高。在相同的投加量时,二氧化氯效果比次氯酸钠好.在加药量为0.5ppm时,二氧化氯效率为90%,而次氯酸钠仅为47%;当加药量为10 ppm时。二氧化氯效率为99.9%。而次次氯酸钠仅为90%.
在精制棉针织纤维厂的漂白浓度约为200ppm左右
以20吨水为计量单位:
加次氯酸钠需300公斤左右,加二氧化氯仅需20公斤即可,漂白浓度约为200ppm左右,
二氧化氯看似使用成本略高一些,但要掌握使用方法好方法那用二氧化氯的价格与次氯酸钠相差无几,甚至还会便宜。次氯酸钠只能使用一次,而二氧化氯(只要水质不是特别浑浊)可以重复使用4-8次,就经济角度来讲,二氧化氯漂白效果要优于次氯酸钠,2级棉可以提高至1级和特级棉标准。销售价格也会相应的提高!
具体方法为:每一次漂白后加入次氯酸钠5公斤即可,次数多后如果效果不理想需再加入10公斤二氧化氯,依次类推。
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