СПОСОБ ОТБЕЛКИ МАТЕРИАЛОВ ИЛИ ПОЛУФАБРИКАТОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЦЕЛЛЮЛОЗУ Российский патент 2001 года по МПК D21C9/14 

Изобретение относится к области использования лигноцеллюлозных материалов, а именно способам отбелки материалов или полуфабрикатов, содержащих целлюлозу.

Известен способ отбелки целлюлозы (прототип), включающий обработку сырья на первой ступени диоксидом хлора. Процесс обработки диоксидом хлора ведут при концентрации массы 2-10%, температуре 50-100^oC в течение 30-120 мин (РФ Патент N 2075566).

Основным недостатком указанного способа является использование на стадии отбелки диоксидом хлора высокой температуры, что ведет к увеличению затрат на отбелку.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа отбелки материалов и полуфабрикатов, содержащих целлюлозу в основной среде, при более низкой температуре с использованием гидрокарбоната натрия (NaHCO₃) для создания необходимого значения pH, с сохранением отбеливающей активности диоксида хлора и уменьшением степени разрушения волокон целлюлозы, в отбеливаемых материалах.

В этом состоит технический результат.

Существенные признаки изобретения.

Способ отбелки материалов или полуфабрикатов, содержащих целлюлозу, включающий обработку исходного материала диоксидом хлора в растворе гидрокарбоната натрия с концентрацией 0,01-1,00 моль/дм³ при 10-50^oC в течение 10-120 мин.

Способ отбелки материалов или полуфабрикатов, содержащих целлюлозу, состоит в следующем: целлюлозу, например сульфатную целлюлозу или лигноцеллюлозный материал, например микрокристаллическую целлюлозу, подвергают обработке 1,5-5%-ным раствором диоксида хлора (от массы абсолютно сухого вещества) и гидрокарбоната натрия (0,01 -1,0 моль/дм³). Суспензию выдерживают при 10-50^oC при постоянном перемешивании в течение 10-120 мин. Затем продукт отделяют от раствора, промывают дистиллированной водой и высушивают.

Использование раствора гидрокарбоната натрия для создания pH среды (pH 8,0-8,5) является экологичным, так как дает возможность нейтрализации при смешивании с кислыми стоками производства, создает условия "щадящей" отбелки, с сохранением отбеливающей активности диоксида хлора и уменьшением степени разрушения волокон целлюлозы, в отбеливаемых материалах, под действием хлоритов и хлоратов образующихся при взаимодействии диоксида хлора с гидроксидами щелочных металлов.

Пример 1. Предварительно промытое щелочью сырье, навеской массой 2 г воздушно-сухого лигноцеллюлозного материала (МКЦ) со степенью полимеризации (СП) - 350 и белизной 41%, переносят в колбу, заливают 63,1 мл 0,5 моль/дм³ раствором NaHCO₃. Затем при перемешивании суспензии добавляют 6,9 мл раствора диоксида хлора концентрацией 4,30 г/дм³ (1,5% от массы абс. сухого вещества). Обработку ведут в течение 60 мин при 20^oC, после чего на стеклянном пористом фильтре отделяют полученный материал. Затем его промывают дистиллированной водой до нейтральной pH и сушат при температуре до 60^oC.

Показатели полученного материала: СП 338 (кадоксен); белизна 69%.

Белизна обработанного материала повысилась на 28%.

Пример 2. Предварительно промытое щелочью сырье, навеской массой 2 г воздушно-сухого лигноцеллюлозного материала (МКЦ) со степенью полимеризации (СП) - 350 и белизной 41%, переносят в колбу, заливают 60,12 мл 0,5 моль/дм³ раствором NaHCO₃. Затем при перемешивании суспензии добавляют 9,88 мл раствора диоксида хлора концентрацией 4,05 г/дм³ (2,0% от массы абс. сухого вещества). Обработку ведут аналогично примеру 1.

Показатели полученного материала: СП 320 (кадоксен); белизна 73%.

Белизна обработанного материала повысилась на 32%.

Пример 3. Предварительно промытое щелочью сырье, навеской массой 2 г воздушно-сухого лигноцеллюлозного материала (МКЦ) со степенью полимеризации (СП) - 350 и белизной 41%, переносят в колбу, заливают 58,5 мл 0,5 моль/дм³ раствором NaHCO₃. Затем при перемешивании суспензии добавляют 11,5 мл раствора диоксида хлора концентрацией 4,30 г/дм³ (2,5% от массы абс. сухого вещества). Обработку ведут аналогично примеру 1.

Показатели полученного материала: СП 325 (кадоксен); белизна 74%.

Белизна материала после обработки повысилась на 33%.

Пример 4. Предварительно промытое щелочью сырье, навеской массой 3 г воздушно-сухой лиственной сульфатной целлюлозы с белизной 35%, диспергируют в реакционном сосуде для набухания в 82,5 мл 0,5 моль/дм³ раствора NaHCO₃. Затем в реакционную смесь добавляют 22,5 мл раствора диоксида хлора концентрацией 2,7 г/дм³ (2% от массы абс. сухого вещества). Обработку ведут в течение 60 мин при постоянном перемешивании и температуре 24^oC, после чего на стеклянном пористом фильтре отделяют полученный материал. Затем его промывают дистиллированной водой до нейтральной pH и сушат при температуре до 60^oC.

Показатели полученного материала: белизна 52%.

Белизна материала после обработки повысилась на 17%.

Пример 5. Предварительно промытое щелочью сырье, навеской массой 4 г воздушно-сухой лиственной сульфатной целлюлозы с белизной 35%, диспергируют в реакционном сосуде для набухания в 76 мл 0,5 моль/дм³ раствора NaHCO₃. Затем в реакционную смесь добавляют 74 мл раствора диоксида хлора концентрацией 2,7 г/дм³ (5% от массы абс. сухого вещества). Далее обработку ведут аналогично примеру 4.

Показатели полученного материала: белизна 63%.

Белизна материала после обработки повысилась на 28%.

Пример 6. Предварительно промытое щелочью сырье, навеской массой 3 г воздушно-сухой хвойной сульфатной целлюлозы с белизной 29%, диспергируют в реакционном сосуде для набухания в 82,5 мл 0,5 моль/дм³ раствора NaHCO₃. Затем в реакционную смесь добавляют 22,5 мл раствора диоксида хлора концентрацией 2,7 г/дм³ (2% от массы абс. сухого вещества). Далее обработку ведут аналогично примеру 4.

Показатели полученного материала: белизна 35%.

Белизна материала после обработки повысилась на 6%.

Способ относится к области использования лигноцеллюлозных материалов, а именно к отбелке материалов или полуфабрикатов, содержащих целлюлозу. Способ отбелки включает обработку исходного материала диоксидом хлора в растворе гидрокарбоната натрия с концентрацией 0,01 - 1,00 моль/дм³ при 10 - 50°С в течение 10 - 120 мин. Технический результат состоит в снижении температуры отбелки диоксидом хлора до 10 - 50°С, а также экологичности процесса, так как дает возможность нейтрализации при смешивании с кислыми стоками производства, создает условия "щадящей" отбелки, с сохранением отбеливающей активности диоксида хлора и уменьшением степени разрушения волокон целлюлозы, в отбеливаемых материалах, под действием хлоритов и хлоратов образующихся при взаимодействии диоксида хлора с гидроксидами щелочных металлов. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ отбелки материалов или полуфабрикатов, содержащих целлюлозу, включающий отбелку исходного сырья диоксидом хлора, отличающийся тем, что отбелку проводят при 10 - 50^oC в присутствии раствора гидрокарбоната натрия в течение 10 - 120 мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор гидрокарбоната натрия берут концентрации 0,01 - 1,00 моль/дм³.