國產精制棉采用二氧化氯漂白工藝，粘度可超過1000mPa.s，白度可達特級水平，創出國內一流的優質精制棉。二氧化氯應用于精制棉的漂白，國內尚屬首次。
精制棉是纖維素酯類和醚類衍生物的重要原料，制造高檔纖維素衍生物對生產精制棉提出了高的要求，既要纖維素純度高、聚合度高，也要求白度高、反應性能好，一般纖維素原料很難滿足要求。采用二氧化氯漂白新工藝，成功地解決了產品粘度和白度的矛盾，使精制棉質量全面達到雙高的新水平，粘度突破1000mPa.s(國標*高品級為800mPa.s)，同時白度達到特級品87%的要求，而且產品的純度和化學反應性能也有相應的提高。
1 精制棉的漂白
1） 不同漂白工藝的對比
精制棉生產的傳統漂白工藝使用氯氣和次氯酸鈉等漂白劑，其生產廢水對環境和人體健康有極大的危害。次氯酸鈉漂白時產生的三氯甲烷劇毒物，對人體有致癌作用。不同程度產生的有機氯化物如二噁英也能致癌。工業發達國家早在80年代已明文規定，禁止使用多氯漂白。
傳統的漂白效果不如少氯漂白，它的*大弊端是破壞纖維素，使纖維素制品的粘度下降。見表1。
表1 不同漂白工藝結果對比
序號 對比工藝 漂白方式 白度/% 粘度/mPa.s
1 常規生產 CEH 82～83 400～600
2 試驗-A CEDA 84 429
3 試驗-B DEDA 85 1 215
注：表中常規生產即傳統漂白，符號C指氯化(使用氯氣或次氯酸鈉)，E代表堿處理，H代表次氯酸鈉漂白，D表示二氧化氯。
從結果對比中可明顯看出，常規生產中產品白度只能達到二級品水平，而粘度多數在500mPa.s左右。試驗A*一段仍用次氯酸鈉進行氯化，溫度為常溫，經一段處理后，產品粘度立即下降，后來用D替代H，白度略有提高。試驗B是用D全部替代常規的C與H，產品出現了特高粘度，白度也上升到一級品水平。
2） *佳漂白工藝的選擇
筆者在研究國外木漿生產的少氯漂白工藝的基礎上，進一步探索到適應精制棉生產的特殊性，以實現高粘度、高白度為目標，既要充分發揮二氧化氯的功效以減少其用量，又要克服少氯自身的弱點，變不利因素為有利因素。
在D與C的兩種工藝控制上，對反應環境的要求是截然不同的，用二氧化氯漂白適應低pH值和較高反應溫度的條件；而次氯酸鈉則相反，要求高pH值和盡可能低的反應溫度。
本工藝選擇了先D后C的組合方式，即先用二氧化氯處理，使用能充分發揮其漂白功能的*佳條件，保護纖維素少受破壞，然后補加少量次氯酸鈉，前后均維持較低的pH值(不大于5)和較高的反應溫度(70～80℃)，實現了前后的連貫操作，極大地簡化了工藝，縮短了流程，獲得了良好的漂白效果。
見表2。
表2 D/C段漂白質量情況
批 次 D D/C
粘度/mPa.s 白度/% 粘度/mPaVs 白度/%
試-3 1351 83.0 1124 83.6
試-4 1191 82.6 1141 84.8
試-5 1456 82.2 1441 84.3
試-6 1089 82.4 1141 85.4
試-7 1051 82.0 1091 84.4
平均 1228 82.2 1173 84.5
試驗結果表明，在D之后補加C，產品粘度下降甚微，不到5%，而白度在D的基礎上又繼續提高兩個百分點。D/C工藝的突破，為雙高精制棉生產打下了重要基礎。然后進行了H段堿處理，以充分溶解和清除前段被氧化的色素與雜質以及部分低聚糖酸類水解物，為第2次二氧化氯漂白創造好條件，形成了D/CED的漂白流程，最終精制棉達到預期的質量指標，優于表1中的各種漂白方式。見表3。
表3 *佳漂白工藝各段質量變化
段次 漂白前 D D/C D/CE D/CED
粘度/mPa.s 1500左右 1200～1400 1100～1300 1100～1300 1000～1200
白度/% 60左右 82～83 85 85 87～89
達標等極 二級 一級 一級 特級
2、 二氧化氯漂白機理及影響因素
1）二氧化氯的基本特性
二氧化氯性質不穩定，一般制成水溶液。作為漂白劑是利用它的氧化能力。二氧化氯的氧化電位低于纖維素的氧化電位，但高于附著在纖維素上的雜質與色素的電位，所以它能氧化纖維素上的雜質與色素，達到漂白的目的，而對纖維素碳水化合物則相對穩定。因此，二氧化氯是一種具有選擇性的氧化漂白劑。
二氧化氯在水溶液中的氧化電位隨水溶液的pH值的不同而變化。作為纖維素的漂白劑，氧化電位只有在0.9 V以下才適宜，提高pH值，氧化電位下降，對漂白有利，但pH達到7時，二氧化氯在水溶液中快速分解，在70℃時在開始的半小時內便急劇發生分解，這對漂白的生產控制十分不利。其（二氧化氯）分解產物主要是無氧化能力的氯酸鹽以及氧化能力較小的亞氯酸鹽(見圖1)，使水溶液中有效的二氧化氯濃度顯著下降，造成二氧化氯的浪費。因此，使用二氧化氯為漂白劑時，切記不能提高水溶液的pH值。 |
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