废碱液制备羧甲基纤维素的流变性.pdf

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1、精细石油化工第32卷第2期40SPECIALITYPETROCHEMICALS2015年3月废碱液制备羧甲基纤维素的流变性王海峰，王晓松，周彩荣(郑州大学化工与能源学院，河南郑州450001)摘要：用旋转黏度计测定了改性后的CMC在其溶液质量分数为1～2、温度为18~36℃范围内的表观黏度数据。根据Ostwald—Waele模型得出，CMC溶液呈现出假塑性的流变行为和特征，并且随着温度的降低和质量分数的增加，其假塑性愈强。使用数学模型考察了温度和质量分数对流变特性指数和稠度系数的影响，以及温度和质

2、量分数联合作用对表观黏度的影响，其、On、m和C—m以及r／a-T-C之间符合—n+k1T、—mexp(kzC)、m—m1exp(k3T)、m—m2exp(k4C)和lnr／o—lnA0+K0C+Eo／RT的关系。关键词：废碱液羧甲基纤维素流变性中图分类号：TQ352．6文献标识码：A粘胶纤维是以天然纤维为主要原料而制成的1．2阿累尼乌斯方程和指数方程再生纤维素纤维，被广泛应用到服装、装饰、医疗·n一鲁·{(6)卫生等各个领域，在化纤中占有重要地位。目前，InN—lnAo+KoC(7)粘胶纤维工业

3、发展前景广阔，但其产生的黑液碱(8)含量高、有机物含量高，严重污染环境引。国内ln=lnA。+K0c+鲁·T1的粘胶企业大多采用膜分离技术处理黑液以回收式(6)和式(7)分别是阿累尼乌斯方程和指数废碱以及半纤维素等有机物，然而回收的废碱液方程L1]，结合二式得到的式(8)。式中，为表由于其中含有少量半纤维素、木质素等有机物导观黏度(mPa·)；70为在无穷大温度下的黏度致其再利用受到限制。为此，笔者结合羧甲基纤(mPa·s)；Eo是活化能(kJ／mo1)；R为摩尔气体维素(CMC)合成的工艺特点，

4、利用化纤厂的废碱常数(kJ／mol·K)；A、K、A。、K。为常数。液为主要原料，配以廉价的木浆粕来制备CMC，2实验部分不仅开发出废碱液的新用途，同时也降低了CMC2．1主要试剂和仪器的生产成本l4]。乳酸、氢氧化钠、硅酸钠和氯化钠，天津市风1理论基础船化学试剂科技有限公司；无水乙醇，天津市德恩1．1流变性质模型化学试剂有限公司；硫酸，烟台双双化工有限公Ostwald—Waele模型[5_8]：司；一氯乙酸，郑州派尼化学试剂厂；四硼酸钠，开71=mS(1)封化学试剂总厂；尿素，天津市永大化学试剂

5、开发n一l+klT(2)中心；此上均为分析纯。新乡某化纤厂废液中含”一2exp(k2C)(3)水、NaOH(质量分数)分别为7O．75，24．O3，m—m1exp(k3丁)(4)木浆粕中含纤维素的量为96．79。m—m2exp(k4C)(5)NDJ一5S型数字式黏度计，上海精天电子仪式(2)和式(3)是Turian法的具体表达式，式器；CH1015型超级恒温水浴，上海衡平仪器。(4)和式(5)是指数函数数学表达式]。式中，刁是黏度(mPa·s)；S是剪切速率(r／min)；m、yt为模型参数，分别

6、称之为稠度系数和流体特性指数，收稿日期：2014—09—28；修改稿收到日期：2O15一O2—02。作者简介：王海峰(1957一)，高级工程师，主要从事热能工程无因次；T为温度(K)；C为质量分数；”、k、72、及流体力学方面的研究。E—mail：zhoucairong@ZZU．edu．cn。k2、m1、3、m2、k4均为常数。基金项目：河南省教育厅重点科技攻关项目(No13A53O712)。第32卷第2期王海峰，等．废碱液制备羧甲基纤维素的流变性412．2羧甲基纤维素的合成度。重复以上操作，分别

7、测量不同质量分数的在250mL三口烧瓶中先后加入废碱液、适CMC溶液在18~36℃范围内的表观黏度[5]。量的氢氧化钠(用于提高废碱液的含碱量)和无水3结果与讨论乙醇，充分溶解后加入木浆粕，在恒温水浴中连续3．1实验数据测定与关联搅拌进行碱化反应，用分液漏斗将5O的氯乙酸测定了不同质量分数下的CMC溶液在不同乙醇溶液滴加至三口烧瓶中，同时升温进行醚化温度和剪切速率下的表观黏度，其结果见表1。反应，待反应结束后用稀盐酸进行中和、过滤，然采用两参数的Ostwald—Waele模型(式1)来研究后用75

8、乙醇溶液洗涤3次，再用95乙醇溶液自制的CMC溶液的流体类型，并对表1中的数洗涤1次，置于90～100℃烘箱中烘干制得据进行拟合，拟合结果见表2。CMC。回收乙醇洗涤液，循环使用。从表1可以看出，在相同的质量分数下，2．3实验方法CMC溶液的黏度随着温度的增加而减小，这可能在室温下将自制的CMC溶解，配置成质量是温度升高，溶液体积增大，导致分子链段运动加分数为：1，1．25，1．5，1．75，2．OO的溶快L8]，但CMC的黏度并没有急剧降低，说明液，置于磁力搅拌器上搅拌至CMC完