Разработка технлогии получения композиционных полимерных материалов на основе целлюлозосодержащего сырья

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. Производство целлюлозной продукции в мире увеличилось на 10%, а потребность в ней на -11%. Вместе с тем, потребность на композиционные полимерные материалы на основе целлюлозы, бумагу и бумажную продукцию возросла на 7%, а их экспорт на 16,3%. В частности, экспорт писчей и гигиенической бумаги увеличился с 11,720 тыс. тонн до 32,260 тыс. тонн.1 За годы независимости в нашей Республике созданы широкомасштабные планы мероприятий по которым достигнуты определённые результаты: модернизированы существующие предприятия по выпуску целлюлозы и её производных, разработан рецепт и технология синтеза целлюлозы ее простых и сложных эфиров на основе местных сырьевых ресурсов, с целью получения водо, кислото и щёлоче устойчивых видов копозиционных полимерных материалов, писчей и обёрточной бумаги на их основе На сегодняшний день в мире, синтез новых производных и продуктов целлюлозы, а так же создание на их основе высококачественных эфиров целлюлозы и композиционных материалов, является важной задачей. Проводятся многочисленные научные исследования в области изучения процессов направленных на снижение влияния деструктивных факторов в процессе получения целлюлозы, изучение параметров оказывающих влияние на эти процессы, содания наноразмерных композиций, создания технологий по получению писчих бумаг стойких к воздействию влаги и органических растворителей, получения целлюлозы, являющейся важным сырьем для химической переработки, а также получения на ее основе карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ), нитроцеллюлозы (коллоксилина). Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в постановлении Президента Республики Узбекистан ПП №-916 «О дополнительных мерах по стимулированию внедрения инновационных проектов и технологий в производство» и ПП №-1442 от 15 декабря 2010 года «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан» и ПП №-1072 от 12 марта 2009 года «О программе мер по реализации важнейших проектов по модернизации, техническому и технологическому перевооружению производства», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Целью исследования является разработка технологии получения композиционных полимерных материалов, пригодных для химической переработки на основе целлюлозосодержащего сырья. Научная новизна исследования заключается в следующем: разработана технология получения целлюлозы из древесины тополя пригодной для химической переработки и нитроцеллюлозы (коллоксилин) на её основе; показана возможность получения целлюлозы с высокой реакционной способностью из стебля растения топинамбур и на её основе получены карбоксиметилцеллюлоза и ацетатцеллюлоза; разработана целлюлоза пригодная для химической переработки из волокнистых отходов текстильных предприятий; разработаны несколько марок технической карбоксиметилцеллюлозы, используемых в различных сферах, на основе целлюлозы, полученной из древесины тополя, стебля растения топинамбур и волокнистых отходов текстильных предприятий; разработана технология получения КМЦ высокой чистоты на основе целлюлозы из растения топинамбур для фармацевтической и пищевой промышленностей; разработана технология производства нескольких марок Na-КМЦ методом «Моноаппарат» в промышленном масштабе; разработана технология получения качественной писчей бумаги из целлюлозы, полученной из стебля растения топинамбур. выводы 1. Получена целлюлоза пригодная для химической переработки из древесины тополя Средне-Азиатского региона натронным способом. Изучено влияние различных параметров (продолжительность, концентрация, температура) на процесс получения целлюлозы, выход целлюлозы и ее физико-химические свойства и предложены оптимальные условия процесса. 2. Получена целлюлоза пригодная для химической переработки из наземной части растения топинамбур натронным способом и изучено влияние на процесс различных технологических параметров. Показано, что в стебле растения Топинамбур содержится 40-45% целлюлозы. 3. При помощи современных методов (ИК-спектроскопия, рентгенография, электромикроскопия, элементарный анализ и др.) анализированы физические, химические свойства, а также структурное строение целлюлозы полученой из древесины тополя и стеблей растения топинамбур. Показано, что показатели качества полученной целлюлозы не отличаются от свойств древесной целлюлозы. 4. На основе целлюлозы, полученной из древесины тополя и стеблей растения топинамбур, получены ее сложные и простые эфиры -карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), нитро- и ацетатцеллюлоза. Проведя анализ свойств полученных эфиров при помощи современных методов анализа, показано, что их свойства не отличаются от свойств эфиров полученных из традиционного сырья. 5. Определена возможность получения бумаги в лабораторных условиях на основе целлюлозы полученной из древесины тополя и стеблей растения топинамбур, предложены технологии их производства. 6. Разработанные технологии получения целлюлозы и бумаги внедрены в производство на совместном Узбекско-Китайском предприятии “Улуғ Жахон Барака” и ООО “Наманган когози”. 7. В ООО “Рубероид” внедрено в производство изготовление рубероида на основе полуцеллюлозы. Показано соответствие показателей качества произведенного рубероида требованиям ГОСТ. 8. Разработан новый метод “Моноаппарат” производства КМЦ на основе целлюлозы полученной из местного сырья растения топинамбур и внедрен в производство на ООО “Карбонам”, расположенном в г. Наманган. Показана высокая эффектовность предлагаемого способа получения КМЦ по сравнению с существующим.