碱法蒸煮棉短绒工艺对棉浆聚合度的影响研究

■何东

〔塔城地区纤维检验所，新疆乌苏833000〕

碱法蒸煮棉短绒工艺对棉浆聚合度的影响研究

■何东

〔塔城地区纤维检验所，新疆乌苏833000〕

棉短绒是指轧棉后残留在棉籽壳外的那部分纤维。棉短绒由三部分组成，第一部分来自“毛头”的较长纤维；第二部分来自毛籽上被轧花机轧断的纤维；第三部分是棉籽上天然生长发育成的一层短而密的纤维。我国是四大产棉国之一，棉短绒量大，作为纺织行业的废品，棉短绒经蒸煮、漂白可制成棉浆，棉浆是生产高档纸、人造纤维和化工产品的基本工艺原料。

棉短绒由纤维素组成，其总纤维素含量在98%以上，此外还含有少量脂、蜡、果胶、灰分等物质，这些物质在蒸煮条件下即可被除去，同时也得到平均聚合度大幅度降低的棉浆。按蒸煮化学药剂的不同，目前常用的方法有石灰法、烧碱法及硫酸盐法，近年来正在研究和发展的有多硫化钠法、硫化氢-硫酸盐法、氧碱法、氨法及绿液法等。我国棉短绒蒸煮一般采用高温、高碱的蒸煮工艺，本文主要研究烧碱法蒸煮棉短绒不同工艺条件对其制成的棉浆平均聚合度的影响。

一、实验部分

（一）实验仪器与试剂

仪器：电子天平、CJ型反应釜、恒温烘箱、恒温水浴锅、以及移液管、容量瓶、量筒、烧杯等。

试剂：棉短绒，备料时采用手工除尘后，放于塑料袋中均衡水分，备用；氢氧化钠、制浆酶（助剂）均为分析纯。

（二）实验原理及方法

原理：利用碱的作用削弱纤维间的结合力，促使其解离成浆或为以后通过机械处理使之解离成浆创造条件，同时使原料中的树脂、蜡、脂肪等皂化除去。

方法：称量出所需的棉短绒，将其放入在配制好一定浓度的碱液中进行预浸渍，使得碱液与棉短绒充分接触；之后加入助剂和碱液，调试好CJ型反应釜的温度并进行预热并蒸煮一定的时间。蒸煮结束后，提取黒液，对成浆进行分析。

蒸煮处方：

NaOH浓度（g/L） 20～30

助剂（%） 0～0.4

蒸煮时间（min） 50～250

蒸煮温度（℃） 100～200

浴比 1：6

棉短绒重（g） 20

二、结果与讨论

（一）蒸煮时间对蒸煮后棉浆平均聚合度的影响

图1 蒸煮时间对蒸煮后棉浆平均聚合度的影响

由图1可以看出，在蒸煮温度150℃，碱液浓度为25g/L，助剂用量为0.2%的工艺条件下，随着时间的延长，蒸煮棉短绒后棉浆的平均聚合度逐渐降低；当蒸煮时间达到150min以后时，棉浆的平均聚合度下降较为缓慢。为此，综合各方面考虑，蒸煮时间应控制在150min左右。

（二）蒸煮温度对蒸煮后棉浆平均聚合度的影响

图2 蒸煮温度对蒸煮后棉浆平均聚合度的影响

由图2可以看出，在蒸煮时间150min，碱液浓度为25g/L，助剂用量为0.2%的工艺条件下，随着蒸煮温度的升高，蒸煮棉短绒后棉浆的平均聚合度逐渐降低。当蒸煮温度达到150℃以后，棉浆的平均聚合度下降较为缓慢；而当蒸煮温度达到170℃以后，棉浆的平均聚合度下降不显著，应将蒸煮温度控制在150℃左右。

（三）助剂用量对蒸煮后棉浆平均聚合度的影响

图3 助剂用量对蒸煮后棉浆平均聚合度的影响

由图3可以看出，在蒸煮时间150min，蒸煮温度150℃，碱液浓度为25g/L的工艺条件下，随着助剂用量的增加，蒸煮棉短绒后棉浆的平均聚合度下降较为迅速。当助剂用量达到0.25%以后，棉浆的平均聚合度下降较缓慢，为此，助剂用量应控制在0.25%左右。

（四）碱液的浓度对蒸煮后棉浆平均聚合度的影响

图4 碱液浓度对蒸煮棉短绒后棉浆的平均聚合度的影响

由图4可以看出，在蒸煮时间150min，蒸煮温度150℃，助剂用量为0.25%的工艺条件下，随着碱液浓度的加大，蒸煮棉短绒后棉浆的平均聚合度降低得非常缓慢。当碱液浓度达到25g/L时，平均聚合度下降较迅速；当碱液浓度到达28g/L以后，其对棉浆的平均聚合度影响不显著，碱液的浓度应控制在28g/L左右。

三、结论

本文分别分析了间歇式碱法蒸煮棉短绒工艺中的蒸煮时间、蒸煮温度、助剂用量和碱液浓度对棉短绒蒸煮后平均聚合度的影响，得出了较为理想的蒸煮工艺条件分别为：蒸煮时间150min、蒸煮温度150℃、助剂用量为0.25%、碱液浓度为28g/L。☆