利用干燥机对纤维素溶液脱水过程的研究
发布时间：2021-01-15 13:29
纤维素作为储量丰富的天然高分子材料逐渐被人们重视,近年来,越来越多的科研人员开始纤维素综合利用的研究。由于传统的利用纤维素的方法均通过其衍生化反应,该过程大都是污染比较严重,能耗较高的。为了解决以上问题,离子液体物理溶解纤维素的方法逐渐成为研究的主要方向。而这其中就不可避免的要遇到物料脱水的问题。在广泛查阅国内外有关聚合物的脱挥机理以及各种螺杆挤出脱挥理论和实验研究的文献基础上,对同向旋转双螺杆干燥机的脱挥机理进行了深入研究。首先,本文研究了利用桨叶双螺杆干燥机和TEX型双螺杆挤出对纤维素/离子液体溶液进行脱水效果的分析及脱水过程中纤维素聚合度的变化。通过正交试验分析了桨叶双螺杆干燥机夹套温度、转动频率、物料填充率三因素对纤维素/离子液体溶液初步脱水的影响。其次,通过查阅干燥脱水这方面的资料,根据干燥脱水技术在国内外的发展状况,总结分析双螺杆干燥机的脱水规律。本次实验采用控制变量法对干燥机脱水规律进行分析,通过分别调节干燥机的螺杆组合,主机车速,喂料频率,12区的加热温度,真空口的真空度,得到不同水分的黏胶,通过对实验所得数据的对比分析双螺杆干燥机真空热脱水的规律,并寻找最佳的数据组合...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素结构
基取代的甲基咪唑氯代离子液体。其中氯代的离子液体([AMIM]Cl)对纤维素具有较好的溶解性能，目前已经开始进行产业化设计，为纤维素溶剂体系的开发研究开辟了一个新领域。其两种离子液体结构如图1.2所示：图1.2 两种咪唑结构对纤维素/离子液体溶液脱水过程中性质的研究属于既比较基础又十分重要的研究内容，对纤维素加工（纺丝和成膜等）的工艺过程和参数的选择具有重要指导意义。能溶解纤维素的离子液体可以与水等极性溶剂以任意比例互溶，而纤维素不溶于水。根据这一原理可以将纤维素溶解后再生，通过控制不同的成型工艺，得到不同的纤维素产品。1.1.3.1 制备再生纤维素纤维通过干喷湿纺工艺，人们考察了纤维素在BmimCl[20～24]、AmimCl[25]、1-甲基-3-乙基咪唑氯盐(EmimCl)[26]、BmimAc[27]等几种离子液体中的纤维素再生纤维的情况，所得再生纤维素纤维的性能（如:断裂强度、断裂伸长率等）与Lyocell纤维
燥机等[28]，如图1.3所示图1.3 聚合物脱挥设备的分类1.2.1 非旋转式脱挥装置聚合物脱挥有3个基本操作单元：界面产生、界面传质和界面更新。现在国内外常用的聚合物脱挥装置主要是非旋转式的脱挥装置，其脱挥过程中界面的能量传递能力和更新能力都较差，因此要达到要求的脱挥效果往往需要提高传热温差，提高换热面积、提高热量等方法，这使得这类脱挥装置成为聚合物合成过程中能耗最大的设备。此外，非旋转式的脱挥装置由于自身结构的限制，物料界面效率低，特别是在处理高黏度物料时更加不足[29]。利用离子液体溶解纤维后得到物料粘度比较大，因此使用非旋转式脱挥装置脱水效果较差，而且由于界面能量传递效率差，物料界面更新慢，造成物料局部过热，从而引起纤维素降解，导致再生纤维功能材料强度低
【参考文献】：
期刊论文
[1]刮板薄膜蒸发器的布置与配管设计[J]. 孙磊. 广东化工. 2018(06)
[2]同向双螺杆挤出机在连续生产热熔压敏胶中的应用[J]. 俞长庚,梁晓刚. 橡塑技术与装备. 2017(16)
[3]纤维素在离子液体BmimCl及其溶液中的溶解综合实验[J]. 朱霄,滕丽丽,张焕. 化学教育. 2016(02)
[4]离子液体BmimCl的合成及其降解纤维素的性能研究[J]. 梁润娟,王文燕,周理龙,吴廷华,吴瑛. 浙江师范大学学报(自然科学版). 2013(03)
[5]离子液体AMIMCl对碱液活化的结缕草纤维素的提取与再生[J]. 王雁南,鞠美庭,李维尊,李倩. 化工进展. 2013(02)
[6]同向双螺杆挤出机在聚合物脱挥中的应用研究[J]. 贾朝阳,张小莹,梁晓刚. 中国塑料. 2012(08)
[7]蜡质玉米淀粉在BMIMCL介质中的均相乙酰化[J]. 罗志刚,周刚,周子丹. 华南理工大学学报(自然科学版). 2012(08)
[8]脱挥型双螺杆挤出机螺杆组合构型对脱挥效果的影响[J]. 曹中,娄晓鸣,贾朝阳,何振鹏. 化工机械. 2011(05)
[9]离子液体对纤维素溶解性能的研究进展[J]. 赵地顺,刘猛帅,李贺,付林林,张娟,任培兵. 材料导报. 2011(11)
[10]超重力旋转填充床用于高黏聚合物脱挥的研究进展[J]. 李沃源,毋伟,邹海魁,初广文,邵磊,陈建峰. 化工进展. 2010(02)
博士论文
[1]差速双螺杆捏合机型线设计理论及螺旋面高效高精度加工研究[D]. 魏静.重庆大学 2008
[2]α—纤维素膜的制备、性能及应用研究[D]. 吴江.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2002
硕士论文
[1]高浓度PAN/DMSO溶液干湿法纺丝工艺研究[D]. 杜尉丰.东华大学 2014
[2]稻草纤维素降解及微晶纤维素的制备研究[D]. 阴艳华.华中科技大学 2011
本文编号：2978954
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素结构
基取代的甲基咪唑氯代离子液体。其中氯代的离子液体([AMIM]Cl)对纤维素具有较好的溶解性能，目前已经开始进行产业化设计，为纤维素溶剂体系的开发研究开辟了一个新领域。其两种离子液体结构如图1.2所示：图1.2 两种咪唑结构对纤维素/离子液体溶液脱水过程中性质的研究属于既比较基础又十分重要的研究内容，对纤维素加工（纺丝和成膜等）的工艺过程和参数的选择具有重要指导意义。能溶解纤维素的离子液体可以与水等极性溶剂以任意比例互溶，而纤维素不溶于水。根据这一原理可以将纤维素溶解后再生，通过控制不同的成型工艺，得到不同的纤维素产品。1.1.3.1 制备再生纤维素纤维通过干喷湿纺工艺，人们考察了纤维素在BmimCl[20～24]、AmimCl[25]、1-甲基-3-乙基咪唑氯盐(EmimCl)[26]、BmimAc[27]等几种离子液体中的纤维素再生纤维的情况，所得再生纤维素纤维的性能（如:断裂强度、断裂伸长率等）与Lyocell纤维
燥机等[28]，如图1.3所示图1.3 聚合物脱挥设备的分类1.2.1 非旋转式脱挥装置聚合物脱挥有3个基本操作单元：界面产生、界面传质和界面更新。现在国内外常用的聚合物脱挥装置主要是非旋转式的脱挥装置，其脱挥过程中界面的能量传递能力和更新能力都较差，因此要达到要求的脱挥效果往往需要提高传热温差，提高换热面积、提高热量等方法，这使得这类脱挥装置成为聚合物合成过程中能耗最大的设备。此外，非旋转式的脱挥装置由于自身结构的限制，物料界面效率低，特别是在处理高黏度物料时更加不足[29]。利用离子液体溶解纤维后得到物料粘度比较大，因此使用非旋转式脱挥装置脱水效果较差，而且由于界面能量传递效率差，物料界面更新慢，造成物料局部过热，从而引起纤维素降解，导致再生纤维功能材料强度低
【参考文献】：
期刊论文
[1]刮板薄膜蒸发器的布置与配管设计[J]. 孙磊. 广东化工. 2018(06)
[2]同向双螺杆挤出机在连续生产热熔压敏胶中的应用[J]. 俞长庚,梁晓刚. 橡塑技术与装备. 2017(16)
[3]纤维素在离子液体BmimCl及其溶液中的溶解综合实验[J]. 朱霄,滕丽丽,张焕. 化学教育. 2016(02)
[4]离子液体BmimCl的合成及其降解纤维素的性能研究[J]. 梁润娟,王文燕,周理龙,吴廷华,吴瑛. 浙江师范大学学报(自然科学版). 2013(03)
[5]离子液体AMIMCl对碱液活化的结缕草纤维素的提取与再生[J]. 王雁南,鞠美庭,李维尊,李倩. 化工进展. 2013(02)
[6]同向双螺杆挤出机在聚合物脱挥中的应用研究[J]. 贾朝阳,张小莹,梁晓刚. 中国塑料. 2012(08)
[7]蜡质玉米淀粉在BMIMCL介质中的均相乙酰化[J]. 罗志刚,周刚,周子丹. 华南理工大学学报(自然科学版). 2012(08)
[8]脱挥型双螺杆挤出机螺杆组合构型对脱挥效果的影响[J]. 曹中,娄晓鸣,贾朝阳,何振鹏. 化工机械. 2011(05)
[9]离子液体对纤维素溶解性能的研究进展[J]. 赵地顺,刘猛帅,李贺,付林林,张娟,任培兵. 材料导报. 2011(11)
[10]超重力旋转填充床用于高黏聚合物脱挥的研究进展[J]. 李沃源,毋伟,邹海魁,初广文,邵磊,陈建峰. 化工进展. 2010(02)
博士论文
[1]差速双螺杆捏合机型线设计理论及螺旋面高效高精度加工研究[D]. 魏静.重庆大学 2008
[2]α—纤维素膜的制备、性能及应用研究[D]. 吴江.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2002
硕士论文
[1]高浓度PAN/DMSO溶液干湿法纺丝工艺研究[D]. 杜尉丰.东华大学 2014
[2]稻草纤维素降解及微晶纤维素的制备研究[D]. 阴艳华.华中科技大学 2011
本文编号：2978954
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