Хлопковая целлюлоза

ботке, так как мелко размолотая шелуха легко разваривается и удаляется при сортировке целлюлозы.

Химические методы делинтеровки посевных семян, широко при­ меняющиеся в США, были проверены у нас и дали хорошие резуль­ таты, но практического применения не нашли. Один из этих мето­ дов— оголение семян серной кислотой [8]. Другой метод фирмы «Кемгаз» предусматривает съем волокна при обработке оемян па­ рами соляной кислоты [9].

Из недавних работ по химической делинтеровке хлопковых се­ мян, с сохранением волокна, надо отметить работу X. У. Усманова и Г. Г. Гафурова [10]. В этом способе для снятия подпушка семена смешиваются с равным по массе количеством 50% раствора сер­ ной кислоты, содержащим смачивающее вещество (например, 0,5% ОП-Ю), при температуре 65—70° в течение 5 мин. Подпушек легко отделяется от семян, а целлюлоза, получаемая из него, имеет сте­ пень полимеризации 312 (молекулярная масса 60 750). В снятом подпушке содержится 76,6% а-целлюлозы. При химической перера­ ботке целлюлозы из подпушка были получены нитроцеллюлозы — при содержании азота 10,6% с выходом 152,4%, при содержании азота 11,2% с выходом 159,7% от массы целлюлозы. При ацетили­ ровании такой целлюлозы получены первичные ацетаты с выходом 172,1% и содержанием уксусной кислоты 61,9% и вторичные ацета­ ты с выходом 171,07% и содержанием уксусной кислоты 50%• Опи­ санный способ, как и другие методы химической делинтеровки се­ мян, представляет определенный интерес и требует дальнейшей разработки.

7. Пути к расширению ресурсов хлопкового волокна, пригодного для химической переработки

Потребность в хлопковом волокне (в бумажной промышленнос­ ти для выработки высших сортов бумаги, в химической — для про­ изводства эфиров целлюлозы и т. д.) непрерывно возрастает. Огра­ ничением в снабжении этих потребителей хлопковым волокном яв­ ляется длина волокна. Для химической переработки и выработки особо высококачественных (документальных) бумаг пригодно толь­ ко хлопковое волокно, имеющее длину не более 6 мм. Этому требованию не удовлетворяет линт, получаемый при линтеровке се­ мян на пильных линтерах (линт I и II съема). При небольшой за­ соренности линта получить из него очищенную хлопковую целлю­ лозу не представлялось возможным. При мокрых обработках длин­ новолокнистого линта образуются узелки, сплетения из волокон, что затрудняет переработку этой целлюлозы.

Была поставлена задача — использовать для химической пере­ работки линт с любой длиной волокна. Для этого был разработан и проверен в полупромышленных масштабах [11, 12, 13, 14] эффек­ тивный процесс подготовки линта с неравномерной или большой длиной, состоящего из измельченного волокна в виде 1—1,5% вод­

ной суспензии в аппарате для укорачивания длины волокна (в ус­ ловиях, при которых преобладает режущий эффект), например в дисковых 'мельницах, и последующей очистки укороченного волокна от неволокнистых примесей в гидроциклонах. При такой подготовке волокна линта равномерно укорачиваются до длины, меньшей 6 мм, засоренность линта снижается от 5— 10 до 1—2%, а волокна на по­ верхности получают большое количество повреждений, что обеспе­ чивает большую реакционную способность получаемой из подготов­ ленного таким образом линта хлопковой целлюлозы. Одновременно из линта удаляются воднорастворимые вещества, которые из неочи­ щенного линта ресорбируются в процессах очистки и затрудняют получение высокого качества очищенной хлопковой целлюлозы. Этот способ в сочетании с получением линта с хлопковых семян на кольцевых линтерах и семеочистительных машинах улучшает каче­ ство линта для химической переработки.

Наиболее пригодной для измельчения волокна оказалась много­ дисковая мельница непрерывного действия, укорачивающая волокна линта в течение нескольких секунд, имеющая большую произво­ дительность, работающая при малом удельном расходе энергии (70 кВт-ч на 1 т целлюлозы, против 600 кВт-ч при резке в роллах). Эта мельница состоит из набора подвижных и неподвижных дис­ ков, перемычки между которыми являются режущими ножами, ра­ ботающими по принципу ножниц. Число режущих дисков невелико (от 2 до 6), в зависимости от заданного эффекта измельчения. В гидроциклонах, специально приспособленных для очистки линта, используется трехступенчатая схема гидроциклонной очистки.

Как мы уже указывали, семена хлопчатника делятся на посев­ ные и технические. Переработка посевных семян производится на хлопкоочистительных заводах, технические же семена на этих за­ водах подвергаются двухили трехкратной линтеровке, после чего отправляются для переработки на хлопкомаслобойные заводы, где дополнительно линтеруются на кольцевых линтерах и линтооголительных машинах и перерабатываются на масло. Линт, вырабаты­ ваемый на хлопкоочистительных и маслобойных заводах, классифи­ цируется по одним и тем же техническим условиям — поГОСТ 3818.0 — 72.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Первичная обработка хлопка. М., Легиндустрия, 1965. (Авт: Б. И. Роганов, Г Д. Джабаров, Д. А. Котов, С. Д. Балтабаев, А. Д. Соловьев).

ботке хлопка в США. Ташкент, 1971. (Ин-т техн. информации и пропаганды Гос­ плана УзССР).

5. Ф е д о р о в В. С. Технология первичной обработки хлопка. М., Гизлегиром, 1937.

следующей переработкой отходов на этиловый спирт. Сборник № 1 работ хими­ ческой лаборатории. Москва— Ташкент, САОГИЗ, Л933, с. 40—48.

9. А р д а ш е в Б. И., Л е о н о в Б. И. Снятие делинта с хлопковых семян дей­

применением смачивателей. Физикохимическая характеристика хлопкового под­

гииа, Н. А. Кузнецова, О. В. Суханова, А. А. Архипова, М. П. Козлов).

12.Подготовка хлопкового линта перед химическим облагораживанием в про­ цессе получения высококачественной хлопковой целлюлозы. — В сб. «Эфиры цел­ люлозы», Владимир, 1969. (Авт.: Кузнецова Н. А., Хиленко Н. А., Ерохина В. Г., Есипов Ю. Л., Козлов М. П.).

13.Х и л е н к о Н. А. Влияние линта и различных обработок его на качество хлопковой целлюлозы для ацетилирования. Дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук Л., 1970 (Ленингр. ордена Ленина лесотехническая акад. им. С. М. Ки­

рова).

14. D о b о Е., К о b е К. Tappi, 1957, 40, № 7, 573, 581.

Г Л А В А II

СТРОЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

1. Строение зрелого хлопкового волокна

Сухое хлопковое волокно представляет собой одиночную силь­ но удлиненную клетку, во многих местах перекрученную [1—5]. Внутри волокна по всей его длине проходит наполненная воздухом полость — канал волокна, открытый с конца, на котором волокно было прикреплено к семени хлопчатника, и закрытый на другом. В любом образце зрелого хлопка наряду с волокнами, имеющими ци­ линдрическую форму, находятся волокна, имеющие вид плоских лентоподобных волокон, с различной шириной и различной толщи­ ной стенки. Это объясняется тем, что цветение хлопчатника, обра­ зование завязей и развитие плодовых коробочек происходит непре­ рывно, а также различиями в скорости развития плодовых коробо­ чек, а следовательно, и волокна, в зависимости от их положения на кусте хлопчатника и от положения семени в дольке семенной ко­ робочки хлопчатника. Технически получаемое хлопковое волокно предельно неоднородно по зрелости и ряду других признаков. На рис. 10 показан общий вид хлопкового волокна под микроскопом в проходящем свете.

В строении хлопкового волокна надо различать первичную кле­ точную стенку и вторичную — собственно хлопковое волокно. Неко­ торые авторы, однако, без достаточных оснований признают еще и наличие третичной стенки волокна, представляющей собой высох­ шие остатки протоплазмы, заполнявшей полость внутри волокна при его росте. По нашему мнению, поскольку эти остатки не обра­ зуют сплошной оболочки внутри волокна, имеют зернистое строе­ ние, их целесообразнее всего считать включениями в канал волок­ на, а не третичной клеточной стенкой.

Первичная клеточная стенка. Первичная клеточная стенка со­ стоит из очень тонкой стекловидной, прозрачной, имеющей равно­ мерную толщину кутикулы. При обработке волокна водным или спиртовым раствором йода кутикула окрашивается в желтый цвет, при обработке раствором рутениум рот (реактив на пектиновые ве­ щества) кутикула приобретает ярко-красную окраску. При рас-

Еще один вид структурного распада хлопкового и других расти­ тельных волокон наблюдается при обработке щелочными раствора­ ми обработанных парами соляной кислоты волокон или при раздав­ ливании их. При этом волокна распадаются на цилиндрические от­ резки определенной величины, которые М. Людтке назвал «отрез­ ками волокна» (Faserabschnitte) [9], А. П. Закощиков назвал их парцеллами [10]. В табл. 5 приводим данные М. Людтке о длине отрезков волокна после смачивания волокон растворами кислоты, сушки, при обработке 10—12% растворами едкого натра.

Втабл. 5 видно, что величина отрезков волокна различна даже

уодного и того же волокна, что может быть объяснено различной

устойчивостью волокон к деструктирующему действию кислот и по­ следующему раздавливанию или набуханию. К сожалению, све­ дений о воспроизводимости полученных данных Людтке не приво­ дит. Кроме того, данные о размерах отрезков волокон безусловно занижены, так как они набухают и при этом укорачиваются по дли­ не, при этом одновременно увеличиваются их поперечные размеры.

Наконец, очень интересные данные показало изучение начальной стадии растворения волокон в концентрированных растворах сер­ ной кислоты. Растворение приостанавливается раньше, чем начина­ ется равномерное, неограниченное набухание волокон, переходящее затем в растворение. При этом волокно растворяется местами та­ ким образом, что вся поверхность его как бы покрывается зубчика­ ми, которые представляют собой медленно растворяющиеся в сер­ ной кислоте части клеточной стенки. На рис. 14 и 15 приведены растворяющиеся в серной кислоте хлопковое и льняное волокна в начальной стадии растворения.

В 1932 г. эта реакция была изучена количественно, был произве­ ден подсчет количества нерастворяющихся участков волокна на единицу длины волокна [11]. Данные табл. 6 получены при массо­ вых измерениях числа «зубчиков», т. е. расстояний между центрами правильно расположенных кристаллитов с помощью рисовального аппарата Аббе, у волокон, начавших растворяться в 70—80%-ных