Процесс производства вискозы — от целлюлозы до идеально мягкой ткани
Вискоза – одно из наиболее распространенных волокон, используемых в текстильной промышленности. Она обладает некоторыми уникальными свойствами, которые делают ее популярным выбором для производства одежды и других текстильных изделий. Но каким образом получают вискозное волокно? Рассмотрим процесс производства этого удивительного материала.
Первый шаг в производстве вискозы – добыча древесной массы. Для этого используют древесину из различных пород деревьев. Эта древесная масса затем высушивается и измельчается до состояния древесной муки. Полученная масса смешивается с химическим растворителем, каким-нить карбонатом натрия. Это позволяет получить древесную полуцеллюлозу.
Второй шаг – преобразование полуцеллюлозы в вискозу. Это осуществляется с помощью процесса называемого спиннингом. Во время спиннинга, полуцеллюлоза растворяется, фильтруется и очищается, чтобы получить однородную жидкую массу. Затем этот раствор проходит через специальные сопла, называемые спиннеретами. В результате, жидкая масса превращается в волокна, которые затем замачиваются в растворе серной кислоты.
Что такое вискоза и как она получается?
Процесс получения вискозы начинается с извлечения целлюлозы из древесины или других растительных материалов, таких как хлопок или лен. Целлюлоза подвергается химической обработке, чтобы превратить ее в раствор. Далее, полученный раствор целлюлозы подвергается специальному процессу, называемому процессом вращения, который использует специальные устройства и химические реагенты.
Во время процесса вращения, раствор целлюлозы пропускается через специальное устройство, называемое фильеро, где он выдувается через мелкие отверстия, так называемые фильерные отверстия. Затем выдуваемый раствор целлюлозы погружается в ванну с химическим реагентом, чтобы он стал несмываемым. Это происходит благодаря образованию химической реакции, в результате которой целлюлоза превращается в волокно.
Полученные волокна после этого процесса проходят через несколько этапов обработки и очистки, где удаляются остатки химических реагентов и других примесей. После этого волокна подвергаются процессам стирки, отбеливания и окрашивания, чтобы получить желаемый цвет и оттенок вискозного волокна.
Полученная вискоза готова к использованию и может применяться в различных отраслях, таких как текстильная и модная промышленность, производство мебели и автомобильных компонентов, а также в производстве медицинских изделий.
Процесс производства вискозного волокна
1. Подготовка сырья
Первым шагом в производстве вискозного волокна является подготовка сырья. Если используется древесина, она подвергается длительной обработке, включающей различные этапы, такие как дробление, перемолка и обработка химическими реагентами для извлечения целлюлозы. Если в качестве сырья используется хлопковая целлюлоза, она проходит через специальные механические процессы, такие как очистка от примесей и разделение на волокна.
2. Химическая обработка
Полученная целлюлоза подвергается процессу химической обработки с использованием различных реагентов, таких как натриевая гидроксид, серная кислота и другие. Этот процесс позволяет превратить целлюлозу в растворимую вещество, из которого затем получаются волокна.
3. Фильтрация и спиннинг
Полученный химический раствор проходит через фильтры для удаления неочищенных частиц и примесей. Затем раствор постепенно добавляется в специальные спиннинговые аппараты, где происходит процесс сепарации и преобразования равномерной жидкости в волокнистую структуру.
Далее, полученные волокна проходят через серию обработок, включая промывку, отжим и сушку. Они также могут быть подвергнуты дополнительной обработке, такой как окрашивание или нанесения различных пропиток для придания им специальных свойств.
В итоге, процесс производства вискозного волокна позволяет получить материал с высокой прочностью, мягкостью и отличной способностью к впитыванию влаги. Он широко используется в текстильной промышленности для производства одежды, тканей и других продуктов.
Выбор и подготовка сырья для вискозы
Для получения высококачественной вискозы необходимо использовать целлюлозу высокой степени очистки. Она может быть получена из различных источников, таких как древесина, хлопок или лиоцеллюлоза. Каждый источник имеет свои особенности и применяется в зависимости от требуемых свойств вискозного волокна.
Выбор сырья
Источником сырья является, прежде всего, древесина. Древесина подвергается ряду процессов, которые включают в себя очистку, измельчение и обработку химическими веществами. Химические вещества позволяют удалить лигнин и другие примеси из древесины, придавая ей высокую степень очистки.
Хлопок также является популярным источником целлюлозы. Его преимущество заключается в натуральности и высоком качестве волокна. Хлопок проходит процесс деградации целлюлозы и получения пероксида хлора, который затем разлагается на целлюлозное волокно.
Лиоцеллюлоза, получаемая из тростника или мешковины, также может быть использована в качестве сырья для производства вискозы. Этот источник сырья обладает некоторыми особенностями, такими как высокая прочность, но требует более сложных химических процессов для получения вискозного волокна.
Подготовка сырья
После выбора сырья начинается его подготовка. В этот процесс входят такие этапы как отбеливание, очистка и разложение на целлюлозное волокно.
Отбеливание проводится с помощью специальных химических веществ, таких как пероксиды или алкали. Они помогают удалить цветовые примеси из сырья и придать целлюлозе белый цвет.
Очистка сырья включает удаление примесей, таких как лигнин или механических частиц, с помощью фильтрации или центрифугирования.
После отбеливания и очистки сырье подвергается разложению на целлюлозное волокно. Этот процесс может проводиться с использованием химических реагентов или физическими методами, такими как механическое измельчение или энзиматическое разложение.
Выбор и подготовка сырья являются важными этапами производства вискозы. Они влияют на качество и свойства волокна, определяя его применимость в различных отраслях промышленности.
Очищение и обработка сырья
Шаг 1: Деление древесины на частицы
Первым этапом очищения является деление древесины на более мелкие частицы. Для этого древесина подвергается измельчению с помощью специального оборудования, например, дробилки. Цель этого шага — увеличить доступность клеточного материала для последующей обработки.
шаг 2: Выделение целлюлозы
После деления древесины на частицы, происходит выделение целлюлозы. Целлюлоза является основным компонентом волокна и представляет собой полисахаридный материал. Она выделяется из древесины с помощью щелочной обработки, при которой древесина погружается в раствор щелочи, например, гидроксида натрия (NaOH). Этот процесс называется щелочной деполяризацией и позволяет удалить лигнин, гемицеллюлозу и другие компоненты, не являющиеся целлюлозой.
шаг 3: Обработка целлюлозы
Целлюлоза, полученная после щелочной обработки, проходит через несколько этапов обработки, чтобы превратить ее в вискозное волокно. Эти этапы включают беление целлюлозы, ее растворение в растворе щелочи и специальной обработке для получения вискозного раствора. Полученный вискозный раствор затем фильтруется и отбеливается, готовясь к процессу спиннинга — превращения раствора в волокна.
В итоге, обработка сырья играет ключевую роль в производстве вискозного волокна, обеспечивая качество и чистоту материала перед его трансформацией в готовое волокно.
| Шаг | Описание |
|---|---|
| 1 | Деление древесины на частицы с помощью дробилки |
| 2 | Выделение целлюлозы через щелочную обработку |
| 3 | Обработка целлюлозы, включая беление и растворение |
Изготовление раствора целлюлозы
Для изготовления раствора целлюлозы необходимо использовать специальный вещественный агент — серную кислоту. Целлюлоза, полученная из естественного растительного сырья, подвергается обработке с помощью серной кислоты, чтобы получить растворимую форму.
Процесс изготовления раствора целлюлозы основан на химической реакции, которая происходит между целлюлозой и серной кислотой. В результате этой реакции целлюлоза разлагается на молекулярный уровень, образуя раствор целлюлозы.
Для обеспечения стабильности и сохранения качества раствора, процесс изготовления проводится при определенных условиях. Температура, концентрация серной кислоты и время воздействия являются основными факторами, которые необходимо контролировать.
Изготовленный раствор целлюлозы затем проходит дополнительные процессы для удаления примесей и очистки. Затем он отправляется на следующий этап производства — спиннинг, где из раствора получается вискозное волокно.
Вискозирование раствора целлюлозы
Для производства вискозного волокна сначала необходимо получить раствор целлюлозы. Процесс получения этого раствора называется вискозированием.
Шаг 1: Подготовка целлюлозы
Первым шагом в процессе вискозирования является подготовка целлюлозы. Целлюлоза может быть получена из древесины, хлопка или других растительных материалов. В этом этапе целлюлозу очищают от примесей и измельчают до мелкого порошка.
Шаг 2: Создание раствора целлюлозы
После подготовки целлюлозы она смешивается с химическими реагентами, такими как щелочь и карбонат натрия. Это позволяет превратить целлюлозу в растворимую форму. Процесс смешивания и растворения целлюлозы происходит в специально оборудованном реакторе под давлением и при высокой температуре.
Шаг 3: Охлаждение и фильтрация раствора
Полученный раствор целлюлозы охлаждают и фильтруют, чтобы удалить все оставшиеся примеси и частицы. Это позволяет получить чистый раствор целлюлозы, готовый для дальнейшей обработки.
Шаг 4: Процесс спининга и коагуляция
Окончательный этап процесса вискозирования включает спининг (процесс формирования волокна) и коагуляцию (процесс отделения раствора от волокна). Раствор целлюлозы проходит через специальные отверстия, где происходит растяжение и уплотнение волокна. Затем волокно проходит через бассейн с коагуляционной жидкостью, в которой происходит отделение волокна от раствора.
Таким образом, после завершения процесса вискозирования получается вискозное волокно, которое может быть использовано в текстильной и других отраслях промышленности.
Спиннинг — процесс преобразования раствора в вискозное волокно
Визуально, процесс преобразования раствора в вискозное волокно напоминает спиннинг, поэтому его называют спиннингом. Этот процесс происходит в основном на механических спиндлах.
Подготовка раствора
Перед началом спиннинга необходимо подготовить раствор вискозы. Первым этапом является прохождение раствора через фильтры для удаления крупных частиц. Затем раствор проходит через систему очистки и регенерации, где происходит удаление примесей и восстановление используемых химических реагентов.
Спиннинг
Спиннинг начинается с подачи раствора вискозы на механические спиндлы. Спиндлы вращаются со скоростью, создавая центробежную силу. Под действием этой силы раствор выходит через мельницу — устройство с многочисленными отверстиями. Жидкость тонкими струями попадает в ванну с специальным реагентом, который называется кислота, и происходит процесс свертывания волокон.
Между струями жидкости в ванне проходит множество направляющих элементов, которые помогают регулировать и разделить струи. Эти элементы также помогают определить толщину и форму будущих волокон.
После этого волокна попадают в ряд длинных каналов с водой для удаления остатков реагентов и других загрязнений. Затем волокна проходят через несколько механических рулонов, чтобы удалить воду и придать им определенную форму. Окончательное волокно проходит через систему сбора и упаковки для дальнейшего использования.
Стабилизация и деградация вискозного волокна
После процесса спиритования, вискозное волокно проходит через стадию стабилизации, во время которой оно приобретает нужные характеристики и становится готовым для дальнейшей обработки. Стабилизация волокна происходит за счет нейтрализации щелочного раствора с помощью кислотных реагентов.
Одним из основных методов стабилизации вискозы является обработка сульфурной кислотой или сульфитной смесью. Этот процесс называется сульфитированием. Волокно погружается в специальную смесь, состоящую из сульфата натрия и сульфита натрия, в присутствии сульфитной кислоты или серной кислоты.
Проверка стадии стабилизации
После прохождения стадии стабилизации, состояние волокна проверяется на предмет полного удаления щелочей и получения необходимых физико-химических характеристик. Для этого выполняются ряд контрольных испытаний.
Одним из контрольных параметров является величина кислотности волокна. Кислотность измеряется по pH-метру. Необходимо, чтобы pH значительно повысился по сравнению со значением после процесса стирки.
Также волокно проверяется на наличие остаточных соляных соединений, их количество должно быть минимальным. Это контролируется с помощью хлорометрии — метода определения концентрации ионов хлора в образце.
Деградация волокна
В процессе стабилизации, особенно при неправильном выполнении этапов, волокно может подвергаться деградации. Деградация может быть вызвана высокой кислотностью реагентов, длительным сульфитированием или высокой температурой.
Деградация волокна приводит к потере его физико-химических свойств и снижению качества. Поэтому важно контролировать условия стабилизации и следить за правильностью процесса.
| Симптомы деградации волокна | Причины |
|---|---|
| Потеря прочности | Высокая кислотность реагентов |
| Изменение цвета | Длительное сульфитирование |
| Разрушение структуры волокна | Высокая температура |
Отделка и обработка вискозы
После получения вискозного волокна процесс его отделки и обработки не менее важен, чем само производство материала. Эти этапы направлены на придание вискозе необходимых свойств и улучшение ее прочности, эластичности и внешнего вида.
Первым этапом отделки вискозы является процесс отбеливания. Изначально волокно имеет натуральный желтоватый оттенок, который удаляется с помощью специальных отбеливающих веществ. После отбеливания волокно становится белоснежным и готовым к дальнейшей обработке.
Следующим этапом является обработка вискозы различными химическими реагентами. Они используются для придания волокну дополнительных свойств, таких как стойкость к воздействию ультрафиолетового излучения, регулирование электростатического заряда и прочность. Эти реагенты наносятся на волокно с помощью специальных машин или в ваннах с химическим раствором.
После основной обработки вискоза подвергается механической обработке. Она включает такие операции, как просушивание, растяжение, глажение и скручивание. Эти процессы позволяют получить готовое вискозное волокно с необходимой текстурой, прочностью и эластичностью.
В завершение этапа отделки и обработки вискозы применяется отделка поверхности. Волокно может быть покрыто специальными финишными средствами, которые придают ему дополнительные свойства, такие как водоотталкивание, стойкость к загрязнениям и антистатическую защиту. Эти средства наносятся на вискозу в виде раствора или спрея и затем фиксируются путем нагревания или высыхания.
Контроль качества вискозного волокна
На каждом этапе процесса производства вискозного волокна осуществляется контроль качества для обеспечения высокой производительности и стабильности характеристик волокна. Основные методы контроля включают:
1. Контроль качества сырья
Перед началом производства вискозного волокна проводится тщательный анализ сырья. Примерная составляющая, в общем, следующая:
- влажность
- механические примеси
- химические примеси
2. Контроль качества реакции пропитки
Процесс пропитки химического раствора волокнистого сырья требует точного контроля. Для контроля можно использовать методы анализа проб вещества и определения содержания элементов.
3. Контроль качества спиннинга
На этапе спиннинга проводится проверка качества полученной пряжи. К основным параметрами контроля относятся:
- толщина пряжи
- содержание влаги
- содержание различных примесей
4. Контроль качества послеобработки
Послеобработка вискозного волокна включает такие операции, как дубление, крашение и отделка. Конечное качество готового волокна зависит от правильной регулировки этих операций. Проводятся многочисленные технологические испытания для проверки качества волокна после послеобработки.
Благодаря строгому контролю качества в каждой стадии производства вискозного волокна, обеспечивается высокая стабильность и работоспособность готовой продукции, соответствующей требованиям промышленности и потребителей.
Применение вискозы в различных сферах
Вискоза, благодаря своим уникальным свойствам, нашла применение в различных сферах человеческой деятельности.
Одежда. Вискозное волокно обладает приятной на ощупь текстурой, мягкостью и блеском, поэтому широко применяется в текстильной промышленности для производства разнообразной одежды. Вискозные ткани хорошо драпируются, обеспечивая отличную посадку на фигуру и комфорт при носке. Благодаря своей воздухопроницаемости, вискоза позволяет коже «дышать», делая одежду из нее особенно приятной летом.
Домашний текстиль. Вискозные волокна позволяют создавать мягкие, легкие и практически бесшумные материалы для производства постельного белья, покрывал и других предметов домашнего текстиля. Благодаря высокой впитывающей способности, вискоза очень популярна в производстве полотенец и губок для ванной комнаты.
Интерьер. Вискозные ткани успешно применяются при создании штор, занавесок и декоративных элементов интерьера. Они придают помещению особую атмосферу, мягкость и уют. Благодаря своей блестящей текстуре, вискоза также используется для производства драпировочных тканей и обивочных материалов для мебели.
Медицина. Вискозные волокна используются для производства медицинского материала, такого как марлевые прокладки, газы и бинты. Благодаря своей гигроскопичности и воздухопроницаемости, вискоза обладает антисептическими свойствами и способствует ранозаживлению.
Гигиена и косметика. Вискоза используется в производстве гигиенических и косметических средств, таких как ватные диски и тампоны. Ее мягкость и гигроскопические свойства делают вискозу идеальным материалом для контакта с кожей.
Электроника. Вискозные волокна применяются в производстве компонентов для электроники, таких как пленка для панелей и экранов мониторов. Вискозные материалы обладают высокой электропроводностью и стабильностью, что обеспечивает надежность работы электронных устройств.
Таким образом, вискоза является универсальным материалом, который нашел свое применение в разных сферах человеческой жизни.