[发明专利]一种生产CMC的改进工艺

说明书

技术领域

本发明涉及纤维素衍生物技术领域，尤其是涉及一种改进的生产CMC的工艺方法。

背景技术

羧甲基纤维素钠（Carboxymethyl，Cellulose Sodium，Sodium salt of Caboxy Methyl Cellulose，又称羧甲基纤维素钠盐，羧甲基纤维素，CMC）是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。可以在食品工业中用作增稠剂，医药工业中用作药物载体，日用化学工业中用作黏结剂、抗再沉凝剂，印染工业中用作上浆剂和印花糊料的保护胶体等。

CMC通常是由天然纤维素与苛性钠及一氯乙酸反应后制得，首先以棉短绒为原料，将其进行蒸煮、漂白等工序后得到精制棉产品，再将精制棉进行碱化和醚化制得CMC。目前国内精制棉的生产方法比较简单，主要包括开棉、蒸煮、漂洗和干燥等步骤，使用到的设备主要有开棉机、蒸球、漂白机、压榨机等。现有的精制棉生产工艺需要高温、高碱浓度，工人的操作条件恶劣；蒸球等机器体积庞大，耗能高，生产效率低；生产中对水和碱的需求量很大，产生了大量的碱性废水，后续污水处理要求高。以上这些缺点导致CMC的生产成本居高不下，不利于目前的市场竞争。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种生产CMC的改进工艺。本生产工艺操作简单，成本低廉，废水生成量少，对环境破坏性小。

本发明的技术方案如下：

一种CMC的改进工艺，具体生产步骤如下：

（1）将棉短绒原料用开棉机进行开棉，向开棉后的干棉绒喷洒质量浓度为0.1%的HCl处理液，所述预处理液的质量为干棉绒质量的1~3倍；

（2）将喷洒了预处理液的棉绒投入质量浓度为0.5%的NaOH活化液中搅拌活化，所述活化液的质量为干棉绒质量的5~8倍，搅拌时间1~3小时；

（3）将活化后的棉浆投入预先放置有质量浓度为8~10%的NaOH蒸煮液的反应釜中进行蒸煮，密封反应釜，向反应釜通入氮气，使反应釜内压强为0.2~0.4Mpa，升温至100~120℃，搅拌1~3小时，所述蒸煮液的质量为干棉绒质量的3~5倍；

（4）将蒸煮后的棉浆进行漂白、水洗、除砂、烘干得到含水量＜12%的精制棉；

（5）碱化：将步骤（4）得到的精制棉浸泡在质量浓度为25~30%的NaOH浸泡液中搅拌30~50分钟，然后转移到压榨机上将碱液压出，获得碱纤维素，所述浸泡液的用量以浸没精制棉为准；

（6）醚化：将固体一氯乙酸与液体乙醇按1:1的质量比混合制成一氯乙酸醇溶液，按质量比2~3:1与步骤（5）所得碱纤维素混合搅拌，反应温度为35~40℃，搅拌时间为3~5小时；

（7）用盐酸中和步骤（6）所得产物至pH为7，再用质量浓度为60~70%的乙醇洗涤，最后烘干即可。

本发明有益的技术效果在于：

本发明先用HCl水溶液浸湿干棉绒，然后再用NaOH水溶液对其进行活化，活化过程中，HCl和NaOH首先发生中和反应，生产水和NaCl。这样做的好处是：首先，棉绒原料表面带有蜡质，会阻挡水的浸润，水无法有效浸润到面纤维里面，蒸煮时就需要高温和浓碱强行破坏棉绒表面的蜡质，而先使HCl和NaOH发生反应，反应时在棉纤维表面进行的，反应生成的水能直接滞留在棉纤维表面，并进一步进入棉纤维内部，使棉纤维大分子伸展开来，与溶液的接触面积增大；同时中和反应是一种放热反应，有利于活化绒表面的蜡质，对后续蒸煮降低温度和碱浓度有很大帮助。

在活化步骤，所用的NaOH的量大于HCl的量，这是为了中和反应完毕之后，使碱液随着中和反应产生的水一同进入棉纤维大分子之间，在后续的蒸煮时，这部分碱液在加热的作用下可以有效皂化棉绒表面的蜡质和脂肪。

由于对棉短绒原料进行了浸润和活化预处理，使得后续蒸煮的温度、碱浓度、时间都大大下降，从而降低了精制棉的生产成本，也就相应降低了CMC的生产成本，优化了工人的劳动环境，减少了后续废水排放，提高了市场竞争力。

具体实施方式

实施例1

（1）将棉短绒原料用开棉机进行开棉，向开棉后的干棉绒喷洒质量浓度为0.1%的HCl处理液，所述预处理液的质量为干棉绒质量的1倍；

（2）将喷洒了预处理液的棉绒投入质量浓度为0.5%的NaOH活化液中搅拌活化，所述活化液的质量为干棉绒质量的5倍，搅拌时间3小时；