Manufacture of Cellulose Fibres from Alkaline Solutions of Hydrothermally Treated Cellulose Pulp

• Autorzy: Wawro D. , Stęplewski W. , Bodek A.

Warianty tytułu

PL

Włókna celulozowe z alkalicznych roztworów celulozy modyfikowanej hydrotermicznie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The use of hydrothermally treated cellulose pulp for the manufacture of cellulose fibres is described. Hydrothermal treatment allows for the preparation of cellulose pulp characterized by a polymerization degree, DP, within the range of 290 405 and a low polydispersity Pd of 2.0 3.0. A method of preparing alkaline solutions with a 7.45% content of cellulose, and alkali ratio of 1.05 is described. The impact of sulfuric acid concentration, the temperature of the coagulation bath, the as-spun draw of the fibre, the total draw ratio and drying conditions upon the mechanical properties of the fibres obtained was investigated. Trials at a high laboratory scale were conducted to spin multifilament cellulose fibres with a tenacity of 20 22.5 cN/tex and an elongation at break of 10 15%.

PL

Opisano zastosowanie modyfikowanej hydrotermicznie celulozy do wytworzenia włókien celulozowych. Modyfikacja hydrotermiczna masy celulozowej zapewnia otrzymanie celulozy o stopniu polimeryzacji DP 290-405 i niskiej polidyspersji Pd-2,5. Mokra modyfikowana celuloza ulega rozpuszczeniu w wodnym roztworze NaOH w czasie 10 minut w dodatnich temperaturach, gwarantując wysoką jakość oraz stabilność roztworu przędzalniczego. Opisano sposób wytwarzania alkalicznego roztworu o zawartości celulozy ok. 6-7,5%w. i stosunku ługowym ok. 1,05-1,30. Roztwory przędzalnicze posiadają odpowiednią stabilność i filtracyjność w temperaturze do 20 °C. Zbadano wpływ stężenia kwasu siarkowego, temperatury kąpieli koagulacyjnej, wyciągu filierowego, rozciągu całkowitego oraz warunków suszenia na właściwości mechaniczne włókien celulozowych. Przeprowadzono formowanie włókien w skali wielkolaboratoryjnej otrzymując włókna celulozowe o wytrzymałości 20–22,5 cN/tex i wydłużeniu 10-15%.

Słowa kluczowe

EN

cellulose pulp; hydrothermal treatment; alkaline cellulose solutions; cellulose fibres

PL

alkaliczny roztwór celulozy; włókna celulozowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 17, no. 3 (74)
• Strony: 18--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wawro D.

• Institute of Biopolymers and Chemical Fibres, Łódź, Poland

autor

Stęplewski W.

• Institute of Biopolymers and Chemical Fibres, Łódź, Poland

autor

Bodek A.

• Institute of Biopolymers and Chemical Fibres, Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Turbak E. A. F., Hammer R. B., Davies R. E., Herget H. L., Chemtech, 10, 51, 1980.
• 2. Yamashiki T., Matsui T., Saitoh M., Okajima K., Kamide K.: British Polymer Journal, 22, (1) 73, 1990.
• 3. Yamashiki T., Matsui T., Saitoh M., Okajima K., Kamide K.: British Polymer Journal, 22, (2) 121, 1990.
• 4. Łaszkiewicz B., „Preparation of cellulose fibres without the use of carbon disulfide”, Wyd. A.C.G.M. Lodart S.A., Łódź, 1997.
• 5. Łaszkiewicz B., Koszewska M., Malinowska–Olszowy M., “The market of special cellulose fibres in Poland and the World a market analysis”, 2008.
• 6. Polish patent PL 169311, 1996.
• 7. Polish patent PL 319 495, 1997.
• 8. www.lenzing.com.
• 9. Wawro Dariusz, Dissertation „Investigtions in alkaline cellulose solutions ”, 1998.
• 10. Struszczyk H., Wawro D. Stęplewski W., Ciechańska D., Kazimierczak J., ”An environment-friendly method to process cellulose pulp and its application in the manufacture of CELSOL fibres”, to D. Żuchowskiej i R. Stellera, red., „Modyfikacja polimerów”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, p. 438-439, 2005.
• 11. European Patent EP 1228098, 2000.
• 12. Ciechańska D., Wawro D., Stęplewski W., Kazimierczak J., Struszczyk H., „Formation of Fibres from Bio-modified Cellulose Pulp”, FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe, vol. 13 6(54), 19, 2005.
• 13. Vehviläinen M., Kamppuri T., Rom M., Janicki J., Ciechańska D., Grönqvist S., Siika-Aho M., Elg Christoffersson K., and Nousiainen P., “Efect of wet spinning parameters on theproperties of novel cellulose fibres”, Cellulose, Volume 15, Number 5 / October, 671-680, 2008.
• 14. Rusznak J., Frankl J., Cellulose Chemistry and Technology, 23, 3, 1989.
• 15. Wahyudiono T., Kanetake M., Sasaki M., Chemical Engineering and Technology, vol. 30. Issue 8, 1113-1122, 2007.
• 16. US patent Pat. Appl. 20070267008, 2007
• 17. DD 298789, 1993.
• 18. Michels Ch., Maron R., Taeger E., “Characteristics of the amine oxide process developed at the turing institute of textiles and plastics”, Fibre Chemistry, Vol. 28, No.1, 1996.
• 19. US Pat. 5,906,926, 1999.
• 20. Mochidzuki K., Sakoda A., Suzuki M., “Measurement of the hydrothermal reaction rate of cellulose using novel liquid-phase thermogravimetry”, Thermochimica Acta, vol.348, 69-76, 2000.
• 21. Polish patent PL 188788, 1997.
• 22. US patent 6,106,763, 2000.
• 23. European patent EP 1317573, 2000.
• 24. Ciechańska D., Wesołowska E. and Wawro D., An introduction to cellulose fibres, Part 2 Natural Fibres in Handbook of textile fibre structure, Edited by S. Eichhorn, University of Manchester, J W S Hearle, formerly University of Manchester, UK, M Jaffe, New Jersey Institute of Technology, USA and T Kikutani, Tokyo Institute of Technology, Japan, Woodhead Textiles Series No. 88, Woodhead Publishing Ltd, 2009, in press.
• 25. Wawro D., Stęplewski W., „Optimization of the fibre forming process from directly soluble cellulose” Research Raport IBWCh, 2002.