海阳市回收纤维素
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纤维素(cellulose)是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布广、含量多的一种多糖,占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近,为天然的纯纤维素来源。一般木材中,纤维素占40~50%,还有10~30%的半纤维素和20~30%的木质素。
纤维素是地球上古老、丰富的天然高分子,是取之不尽用之不竭的,人类宝贵的天然可再生资源。纤维素化学与工业始于一百六十多年前,是高分子化学诞生及发展时期的主要研究对象,纤维素及其物的研究成果为高分子物理及化学学科的创立、发展和丰富作出了重大贡献。
人类膳食中的纤维素主要含于蔬菜和粗加工的谷类中,虽然不能被消化吸收,但有促进肠道蠕动,利于粪便排出等功能。草食动物则依赖其消化道中的共生微生物将纤维素分解,从而得以吸收利用。食物纤维素包括粗纤维、半粗纤维和木质素。食物纤维素是一种不被消化吸收的物质,过去认为是“废物”,2013年认为它在保障人类健康,延长生命方面有着重要作用。因此,称它为第七种营养素。
膳食纤维素,一般采用从天然食物(魔芋、燕麦、荞麦、苹果、仙人掌、胡萝卜等)中提取的多种类型的高纯度膳食纤维。
羧甲基纤维素钠的制备方法:羧甲基纤维素钠以纤维素为原料,采用两步法制备羧甲基纤维素钠。是纤维素的碱化过程,纤维素与氢氧化钠反应后生成碱纤维素,之后碱纤维素与反应生成羧甲基纤维素钠,称为醚化反应; 该反应体系为碱性。该过程属于醚合成法。反应机制为亲核取代。反应体系属碱性,在水的存在条件下伴随一些副反应,如羟乙酸钠、羟乙酸等副产物生成,由于副反应的存在,会增加碱和醚化剂的消耗,进而降低醚化效率;同时,副反应中会生成羟乙酸钠、羟乙酸和更多的盐类杂质,造成产物的纯度和性能降低。想要抑制副反应,不仅要合理用碱,控制水系用量、碱的浓度和搅拌方式,以碱化充分为目的,同时还要考虑到产品对黏度和取代度的要求,综合考虑搅拌速度、温度控制等因素,提高醚化速率,抑制副反应发生。
按醚化介质的不同,羧甲基纤维素钠的工业生产可分为水媒法和溶媒法两大类。以水作为反应介质的方法叫做水媒法,用于生产碱性中低档羧甲基纤维素钠。以有机溶剂作为反应介质的方法,叫做溶媒法,适用于生产中羧甲基纤维素钠。这两种反应都是在捏合机中进行的,属于捏合法工艺,是目前生产羧甲基纤维素钠的主要方法。
水媒法:水媒法是一种较早的工业生产工艺,该方法是将碱纤维素与醚化剂在游离碱和水的条件下进行反应。碱化和醚化过程中,体系中没有有机介质。水媒法设备要求较为简单,投资少、成本低。缺点是缺乏大量液体介质,反应产生的热量使温度升高,加快了副反应的速度,导致醚化效率低,产品质量差等。该方法用于制备中低档羧甲基纤维素钠产品,如洗涤剂、纺织上浆剂等;
溶媒法又称有机溶剂法,其主要特点是碱化和醚化反应是在有机溶剂做反应介质(稀释剂)的条件下进行的。按反应稀释剂用量的多少又分为捏合法和淤浆法。溶媒法同水媒法的反应过程一样,也由碱化和醚化两个阶段组成,只是这两个阶段的反应介质不同。溶媒法省去了水媒法所固有的浸碱、压榨、粉碎、老化等工序,碱化、醚化均在捏和机中进行。缺点是温度可控性相对较差,空间要求、成本较高。当然,对不同设备布局的生产要严格控制系统温度、加料时间等,可以制备质量和性能优良的产品。
羧甲基纤维素是由天然纤维素经过化学改性得到的一种水溶性纤维素醚。由于羧甲基纤维素酸式结构的水溶性不好,为了能够更好地对其进行应用,其产品普遍制成钠盐,分子式为[C6H7O2(OH2OCH2COONa]n 。
羧甲基纤维素钠主要应用:
广泛用于石油工业掘井泥浆处理剂、合成洗涤剂、有机助洗剂,纺织印染上浆剂、日用化工产品水溶性胶状增粘剂、医药工业用增粘及乳化剂、食品工业用增稠剂、陶瓷工业用胶粘剂、工业糊料、造纸工业用施胶剂等。 在水处理中用作絮凝剂,主要用于废水污泥处理,可以提高滤饼的固体含量。