堿法蒸煮棉短絨工藝對棉漿聚合度的影響研究

■何東

〔塔城地區(qū)纖維檢驗所，新疆烏蘇833000〕

堿法蒸煮棉短絨工藝對棉漿聚合度的影響研究

■何東

〔塔城地區(qū)纖維檢驗所，新疆烏蘇833000〕

棉短絨是指軋棉后殘留在棉籽殼外的那部分纖維。棉短絨由三部分組成，第一部分來自“毛頭”的較長纖維；第二部分來自毛籽上被軋花機軋斷的纖維；第三部分是棉籽上天然生長發(fā)育成的一層短而密的纖維。我國是四大產棉國之一，棉短絨量大，作為紡織行業(yè)的廢品，棉短絨經蒸煮、漂白可制成棉漿，棉漿是生產高檔紙、人造纖維和化工產品的基本工藝原料。

棉短絨由纖維素組成，其總纖維素含量在98%以上，此外還含有少量脂、蠟、果膠、灰分等物質，這些物質在蒸煮條件下即可被除去，同時也得到平均聚合度大幅度降低的棉漿。按蒸煮化學藥劑的不同，目前常用的方法有石灰法、燒堿法及硫酸鹽法，近年來正在研究和發(fā)展的有多硫化鈉法、硫化氫-硫酸鹽法、氧堿法、氨法及綠液法等。我國棉短絨蒸煮一般采用高溫、高堿的蒸煮工藝，本文主要研究燒堿法蒸煮棉短絨不同工藝條件對其制成的棉漿平均聚合度的影響。

一、實驗部分

（一）實驗儀器與試劑

儀器：電子天平、CJ型反應釜、恒溫烘箱、恒溫水浴鍋、以及移液管、容量瓶、量筒、燒杯等。

試劑：棉短絨，備料時采用手工除塵后，放于塑料袋中均衡水分，備用；氫氧化鈉、制漿酶（助劑）均為分析純。

（二）實驗原理及方法

原理：利用堿的作用削弱纖維間的結合力，促使其解離成漿或為以后通過機械處理使之解離成漿創(chuàng)造條件，同時使原料中的樹脂、蠟、脂肪等皂化除去。

方法：稱量出所需的棉短絨，將其放入在配制好一定濃度的堿液中進行預浸漬，使得堿液與棉短絨充分接觸；之后加入助劑和堿液，調試好CJ型反應釜的溫度并進行預熱并蒸煮一定的時間。蒸煮結束后，提取黒液，對成漿進行分析。

蒸煮處方：

NaOH濃度（g/L） 20～30

助劑（%） 0～0.4

蒸煮時間（min） 50～250

蒸煮溫度（℃） 100～200

浴比 1：6

棉短絨重（g） 20

二、結果與討論

（一）蒸煮時間對蒸煮后棉漿平均聚合度的影響

圖1 蒸煮時間對蒸煮后棉漿平均聚合度的影響

由圖1可以看出，在蒸煮溫度150℃，堿液濃度為25g/L，助劑用量為0.2%的工藝條件下，隨著時間的延長，蒸煮棉短絨后棉漿的平均聚合度逐漸降低；當蒸煮時間達到150min以后時，棉漿的平均聚合度下降較為緩慢。為此，綜合各方面考慮，蒸煮時間應控制在150min左右。

（二）蒸煮溫度對蒸煮后棉漿平均聚合度的影響

圖2 蒸煮溫度對蒸煮后棉漿平均聚合度的影響

由圖2可以看出，在蒸煮時間150min，堿液濃度為25g/L，助劑用量為0.2%的工藝條件下，隨著蒸煮溫度的升高，蒸煮棉短絨后棉漿的平均聚合度逐漸降低。當蒸煮溫度達到150℃以后，棉漿的平均聚合度下降較為緩慢；而當蒸煮溫度達到170℃以后，棉漿的平均聚合度下降不顯著，應將蒸煮溫度控制在150℃左右。

（三）助劑用量對蒸煮后棉漿平均聚合度的影響

圖3 助劑用量對蒸煮后棉漿平均聚合度的影響

由圖3可以看出，在蒸煮時間150min，蒸煮溫度150℃，堿液濃度為25g/L的工藝條件下，隨著助劑用量的增加，蒸煮棉短絨后棉漿的平均聚合度下降較為迅速。當助劑用量達到0.25%以后，棉漿的平均聚合度下降較緩慢，為此，助劑用量應控制在0.25%左右。

（四）堿液的濃度對蒸煮后棉漿平均聚合度的影響

圖4 堿液濃度對蒸煮棉短絨后棉漿的平均聚合度的影響

由圖4可以看出，在蒸煮時間150min，蒸煮溫度150℃，助劑用量為0.25%的工藝條件下，隨著堿液濃度的加大，蒸煮棉短絨后棉漿的平均聚合度降低得非常緩慢。當堿液濃度達到25g/L時，平均聚合度下降較迅速；當堿液濃度到達28g/L以后，其對棉漿的平均聚合度影響不顯著，堿液的濃度應控制在28g/L左右。

三、結論

本文分別分析了間歇式堿法蒸煮棉短絨工藝中的蒸煮時間、蒸煮溫度、助劑用量和堿液濃度對棉短絨蒸煮后平均聚合度的影響，得出了較為理想的蒸煮工藝條件分別為：蒸煮時間150min、蒸煮溫度150℃、助劑用量為0.25%、堿液濃度為28g/L。☆