Lyocell纤维制备工艺与黏胶纤维制备工艺相比,两者的主要区别在于纺丝溶液的制备和纺丝的工艺。就Lyocell纤维纺丝溶液的制备工艺而言,已经实施了工业化、半工业化的生产工艺大致可以分为3种,即薄膜蒸发溶解技术、卧式全混溶解技术及双螺杆溶解技术。双螺杆溶解技术则是将87%的NMMO/H2O溶液和经超细粉碎的干浆粕混合后,送入具有特殊设计的双螺杆中直接溶解制成纺丝液,我们称其为直接溶解法。......
2023-06-25
溶剂回收在Lyocell纤维制备工艺中有举足轻重的地位。稳定可靠的溶剂回收技术是生产优质Lyocell纤维的基本保证。有研究者认为,Lyocell纤维核心技术在于溶解,而产业化的成败则在于溶剂回收。这里面隐含了溶剂回收技术对企业运行的经济性和安全性的重大影响。
新鲜的NMMO溶剂经过一个使用周期后,会含有各种各样的杂质,有些杂质会影响产品的色泽,有些杂质会影响工艺过程的顺利进行,有些杂质甚至会导致严重的安全问题。因此,所有的杂质都必须在溶剂回收过程中去除。
溶剂中的杂质主要来自于几个方面:首先是浆粕自身带来的杂质,包括低聚合度的纤维素纤维、半纤维素及木质素等有机成分和铁、镁、钙等无机杂质,这些杂质会有部分残留在凝固浴中,尤其是可溶性物质;其次是生产过程中添加的抗氧剂、助剂等各种添加剂;再就是溶剂、添加剂、纤维素在受热的过程中,产生的分解反应产物,尤其是作为溶剂的NMMO,因为其自身化学性质活泼,使用量又大,当它和纤维素在一起时,容易发生一系列副反应,这些分解产物具有很大的活性,对体系的危害性极大。
溶剂回收通常包括三个工艺过程,即絮凝、离子交换和蒸发。絮凝的目的是通过在回收溶剂中加入一定量的絮凝剂,使不能采用过滤去除的固体物质不断凝聚成大颗粒,而后,通过适当的方法去除。离子交换主要是去除可溶性杂质,由于这类物质有不同的电性能,因此,需要用阳离子交换和阴离子交换的方法去除体系中的可溶性物质。经过以上处理的溶液,其纯度可达到工艺的要求,而后需经过蒸发,去除多余的水分。根据不同的浆粥制备工艺要求,将NMMO的浓度提高到72%~85%。
Lyocell纤维纺丝凝固浴的除杂可以有多种方法。当采用直接过滤的方法时,由于Lyocell纤维的凝固浴存在一定量的胶状和半胶状物质,胶状物质很容易堵塞过滤网,进而大大影响了过滤的速度和效率。当采用直接进行离子交换的方法来除去杂质时,由于杂质较多,会使树脂使用寿命缩短,这也意味着需要频繁再生,进而大大增加了回收的成本。较为合理的工艺是利用絮凝剂,首先去除大量固体物质,而后,进行离子交换,去除溶解性物质,最后再蒸发提浓,这一方法已经在工业化生产中得到了应用。
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2023-06-25
早在一百多年前,人们就以纤维素为原料开发出了黏胶纤维的生产工艺,开创了纺织行业利用纤维素的先例。黏胶长丝的情况更为严重,目前较先进的工艺其回收率仅为30%,2019年长丝的产量是18.4万吨,这就意味着长丝生产中年排放的二硫化碳达到3.24万吨,排放的硫化氢接近1万吨。一方面是对再生纤维素产品的需求,另一方面则是面临着巨大的环境压力,寻找更安全可靠的纤维素的溶解体系和工艺,从源头上消除污染是人们一直在追求的目标。......
2023-06-25
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2023-06-25
Lyocell纤维的成功开发为这一目标带来了希望。笔者认为黏胶纤维还会在今后很长一段时间内持续发展,因此,Lyocell纤维替代黏胶纤维不可能在短期内实现,这也决定了Lyocell纤维的产能不宜发展得过快。由此,用Lyocell纤维替代黏胶纤维并不像人们想象的那么简单,另一方面则说明黏胶纤维的污染只要投入足够的研发力量和资金,是能够达到相关环保要求而继续生存的。......
2023-06-25
1976年,位于荷兰的Akzo Nobel公司和Enka Obern Burg研究所重新开始以NMMO为溶剂的纤维素纤维生产工艺的研究,最终取得了良好的结果,并于1980年申请了该项技术和产品的专利。1989年,国际化学纤维标准化局正式命名用该方法生产的纤维为“Lyocell”,其中“Lyo”来源于希腊文的“Lyein”,意为溶解,“Cell”则是取自英文纤维素“Cellulose”的字头,二者合起来的“Lyocell”意为用溶剂法生产的纤维素纤维。因此,Lyocell特指以NMMO为溶剂生产的纤维素纤维[1]。......
2023-06-25
目前,我国在Lyocell纤维生产中使用的NMMO均从国外进口,能够提供NMMO的国外公司有德国的Degussa和BASF公司、英国的Texaco公司和印度的A&P公司等。虽然国内也有生产NMMO的企业,其产品多用于其他行业,因此,在数量和质量上尚不能满足Lyocell纤维生产的需求。近年来,已经有企业开始着手研究专用于Lyocell纤维的NMMO的规模化生产技术,有望在不久的将来实现NMMO的国产化。表4-2NMMO的主要性能指标......
2023-06-25
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2023-06-23
英国考陶尔兹公司是最早开发Lyocell纤维生产技术的企业。1998年7月Akzo Nobel公司收购考陶尔兹公司65%的股份,在荷兰成立Acordis公司,成为当时世界上最大的Lyocell纤维生产商。该生产线于2014年,正式投产,使Lyocell纤维的单线产能有了大幅度的提高。Lyocell纤维迎来了前所未有的高速发展阶段。但是以上这些对Lyocell纤维开展研究的国家至今未能实现规模化生产。从而也可以看出,要掌握Lyocell纤维成套生产技术的难度之大。......
2023-06-25
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