3.2. Определение примесей в технических целлюлозах

Присутствие в технической целлюлозе различных примесей, таких, как минеральные вещества, смолы и жиры, остаточный лигнин и пентозаны, характеризует степень ее чистоты и опре- деляет возможность дальнейшей переработки целлюлозы в раз- личные ее производные. Все нецеллюлозные примеси, по сущест- ву, являются нежелательными и количество их в целлюлозе для химической переработки должно быть минимальным. Отрица- тельное их влияние на технологический процесс переработки и свойства готовых искусственных волокон и пленок изучено и освещено в литературе достаточно подробно [14, 15, 22].

Зольность целлюлозы существенно влияет на процессы полу- чения вискозных и ацетатных волокон и пленок. Даже незначи- тельное повышение общего содержания золы в целлюлозе при- водит к нарушению режима производства эфиров целлюлозы и ухудшению свойств готовой продукции. При использовании цел-

люлозы для химической переработки имеет значение не только массовая доля золы, но и ее состав.

Ионы металлов переменной валентности (железо, марганец) оказывают сильное влияние на окислительную деструкцию целлюлозы во время предсозревания щелочной целлюлозы в процессе получения вискозного волокна. Соединения кальция и кремния ухудшают процесс фильтрации вискозы. Кроме того, соли кальция способствуют увеличению засоряемости фильер вследствие образования гипса (при реакции с серной кислотой) во время формования волокна, что приводит к обрыву нити.

Реакционная способность целлюлозы при ацетилировании также в значительной степени зависит от содержания в ней раз- личных солей. Даже небольшие количества сульфатов, особенно сульфата магния, присутствующих в целлюлозе, снижают скорость ацетилирования, тогда как силикаты и другие соли марганца ускоряют реакцию. Катионы натрия, железа и меди вызывают помутнение растворов ацетатов целлюлозы. В присут- ствии зольных элементов происходят заметные изменения и в растворах нитратов целлюлозы. Например, щелочно-земельные и поливалентные металлы повышают вязкость концентриро- ванных растворов. Вследствие вышеизложенного в целлюлозах для химической переработки содержание золы согласно тре- бованиям стандартов не должно превышать 0,07...0,12%.

Содержание золы в беленых и небеленых целлюлозах, идущих на производство бумаги и картона, не нормируется, за исклю- чением целлюлозы для выработки электроизоляционных бумаги и картонов. Присутствие в целлюлозах солей, являющихся сильными электролитами, понижает диэлектрические свойства целлюлозы, что имеет отрицательное значение при ее исполь- зовании для электроизоляционных видов бумаги. Зольность цел- люлозы для электроизоляционных бумаги и картона не должна превышать 0,25 и 0,51%, соответственно.

Повышенное содержание смол и жиров в целлюлозе, приме- няемой для получения вискозного волокна, нежелательно по нескольким причинам. Прежде всего эти примеси вызывают увеличение содержания воздуха в вискозе, повышают стабиль- ность его пузырьков и тем самым затрудняют процесс их уда- ления из вискозы. Кроме того, жиры и смолы засоряют отверстия фильер, а при сушке волокна разлагаются и остают- ся на нем в виде желтых пятен. Однако в литературе имеются и противоположные мнения. Отмечается, что вискоза, полу- ченная из целлюлозы, не содержащей смол и жиров, труднее фильтруется. Поэтому остаточная массовая доля смолы в целлюлозе для вискозообразования должна быть не менее 0,06%, но и не более 0,3%. В процессе ацетилирования содержащиеся

в целлюлозе смолы и жиры в значительной мере определяют желтую окраску ацетата целлюлозы.

Лигнин, остающийся в целлюлозе, как правило, понижает ее реакционную способность, ухудшает ее набухание и раствори- мость полученных эфиров. С увеличением содержания оста- точного лигнина замедляется окислительный распад макромо- лекул целлюлозы в процессе предсозревания щелочной цел- люлозы, повышается жесткость искусственных волокон.

Большое влияние как на свойства целлюлозы, так н на ка- чество искусственных волокон и пленок оказывают гемицел- люлозы. Вследствие меньшей длины цепей они легко переходят в раствор при мерсеризации и загрязняют щелочь, а это влечет за собой необходимость ее очистки и, следовательно, услож- нение технологического процесса. Маннаны и ксиланы, не- смотря на более высокую скорость ацетилирования по срав- нению с целлюлозой, образуют ацетаты с низкой раствори- мостью, что приводит к помутнению растворов ацетатов цел- люлозы. Гемицеллюлозы влияют и на вязкость растворов ацета- тов целлюлозы.

Таким образом, определение примесей целлюлозы является одним из необходимых условий для характеристики целлюлозы для химической переработки.