电焊条用微晶纤维素的研制与应用

蜱 ．世脊， 乏 糸 椭 讯 精 细 化 工 1995年第 12卷 liquid chromatography，infrared spectrum and ul— travio[et spectrum．The analysis shows that the purityo／PAP is higher than 96 ． O％ ．and there is not any isomer and impurity peak 电焊条用微晶纤维枣 研制与应用 。 淑秀 ，& 、7 (中国林业科学薪究腕林产化学工业研究所戒解室，南京，雕壤210037) 微晶纤维索(MCC)旧称水解纤维索，是天 然纤维索经稀酸水解至有限聚合度的固体产 物。自 1875年 Girard首次将纤维索稀酸水解 固体产物命名为“水解纤维索”以来，在相当长 的一段时间里，被视为无法利用的产品。直至 六十年代，微晶纤维素形成商品以后，人们对它 的制备、性质、结构及用途进行了不断深入 的研究 】，迅速发展成为重要的纤维素改性 产品。 目前，国外以各种商品牌号销售的种类 繁多的微晶纤维索产品，广泛地应用于医药、食 品、轻化工、农业等国 民经济各部 门 】。作 为电焊条用粘合剂与助燃剂的微晶纤维素是以 上诸多用途中的一个。 实 验 1．原材料 (1)木浆粕，采用阏叶材预水解硫酸盐浆 粕，主要质量指标见表 1。 表 1 木 主要质量指标 、 项 目 ～一指标 方法 纤维紊(％) 92．5 GB744—79 多聚戊糖(％) 4．2 GB745—79 灰分(％) 0．12 GB742—79 白度(蓝光) 80 GB1542—79 聚合度 721 水分(％) 63 GB462—79 (2)棉浆散浆粕，主要质量指标见表 2。 表2 棺浆粘主要质量指标 项 目 指标 分析方法 ．纤维索(％) 94 GB744—79 灰分(％) 0．30 GB742—79 白度(％) 83 ( Bl 2—79 聚合度 800 拮度法 (3)口罩厂下脚料，取自扬州光明卫生材料 厂。 (4)纱厂纱头，取自扬州纱厂。 (5)长纱，取自扬州市第二织布厂。 (6)棉绒，取自连云港市毛巾厂。 (7)帆布 下脚料，取 自连云港市赣榆帆布 ， 0 (8)棉短绒，取自南京化纤厂。 2 催化剂 选择盐酸为水解催化剂。 3 试验方法和条件 (1)备料 人工撕碎。 (2)水解 用 5L烧杯，在平板电炉上加热 进行水解。 (3)过滤 用吸滤瓶抽滤，自来水洗裱至 pH=5～7为止 。 (4)干燥 用烘箱进行干燥。 (5)粉碎 FZ一102微型植物试样粉碎机 进行粉碎。 ． 结果与讨论 i．原料的水牌特征 ， 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 1期 精 细 化 工 (1)根据固定条件对木浆与棉浆粕原料进 行稀酸水解，结果见表3。 由表3可见，从平均聚合度看，两种浆粕在 所规定的条件下，均达到了极限聚合度，其中棉 浆为220，术浆为137。 (2)其余棉下脚料，水解后结果见表 4。 2 盐酸种类的试验 采用工 业 盐酸 和 废 盐酸 (含 1％ ～ 2％ H2SO3)进行水解试验，原料为棉浆，结果见表 5。 表 3 木浆、棉浆水解结果对照 项 目 术浆 棒策 得率(％) y9．5 84 20 水分(％) 4 54 4 42 pH值 5．7 6、3 白度{ ) 80．2 83．8 灰分(％) 0．17、 0．082 粒度(>l∞ 目．％) l0o 1∞ 聚合度 137 220 表 4 六种棉下脚料水解结果 项 目 口罩厂下脚料 纱厂纱头 长纱 棒城 帆布厂下脚料 槔短绒 得率(％) 90 90 85 90 80 80 木分(％) 2．8 2．3 2．30 2．75 4．75 2 38 pH值 6 5 6．0 6．9 6．4 6．6 5．7 灰分(％) 0．060 0．17 o．095 0．10 0 43 0．22 粒度(>lo0甘、％) l00 1o0 100 l帅 1帅 100 表 5 二种盐酸水解结果对 比 项 目 工业盐 酸 废盐酸 得辜(％) 84．66 87．33 水 分( ) 5 0 4 54 自度(％) 83．5 84．8 pH值 6．3 6．5 粒度(>10O日．％) l∞ 1oo 灰 分(％) o．247 O，267 聚合度 214 198 由表 5可看出，在其它质量指标基本相同 的情况下，利用废盐酸作催化剂水解，使得率和 白度有所提高。因此，选用废盐酸不但提高白 度和得率，且能发挥社会效益和环保效益。 3 产品质量与使用性能 为验证试制微晶纤维素质量和考核其应用 性能，我们用木浆制得的微晶纤维素在沈阳电 焊条厂和南京电焊条厂进行了生产应用试验。 另外，还利用棉下脚料制得的微晶纤维素在南 京电焊条厂进行了应用对比试验。 (1)微晶纤维质量分析结果，见表 6。 表 6 产品质量指标对 比 研 制 产 品 涉{l1I 项 目 标 准 口置广 妙厂纱头J 长纱 j 棉城 帆布 棉短城 产品 丰浆 J 棉浆 下脚料 下脚料 外观 白色粉末 白色粉末 l白色粉末 洁白粉末 白色翰束1白色糟柬 l白色粉末 幔棕色粉末 幔棕色翰来 白色粉末 术分(％) ≤5 4．54 l 4．42 2．B 2 3 l 2 30 I 2 75 4 75 2．38 4 8 藏分(％) 5 o．17 【 0 082 0．060 0．17 l 0．o95 f 0．10 0．43 0．22 0．57 粒魔 ≥90 ．o 100 f t。0 t。0 100 J 1∞ { l0o l00 l0O 99 9 (1oo目 ． ％) 白度(％) 8l～9l 80．2 { 83．8 一 f — f 一 72 维普资讯 http://www.cqvip.com 精 细 化 工 1995年第 12卷 由表 6可看出，试制产品中除棉短绒和帆 布下脚料外，其余均达到了质量指标(添加此种 微晶纤维素的电焊条基本用于出口)。另外，由 棉短绒和帆布下脚料制得的微晶纤维素，只要 稍加漂白，也能达到质量要求。 (2)应用情况 ①木浆微晶纤维素试用情况 首先，南京电焊条厂对我们研制的木浆微 晶纤维素开了四个小样，进行了引弧、耐温、助 燃、电弧吹力等与沙洲微晶纤维素作了焊接工 艺性能方面的对比试验，结果见表 7。 表 7 术浆 MCC与沙洲 MCC的焊接性能对比试验 产品名称 1电弧魄力 助燃 l 耐温 gig 1 水分 1 灰分 靶度 术泉制Mcc(白色)l 一般 一般 l 160℃ 较好 l <0．5％ l 1％～2％ 200目 抄铷Mcc{白色)I —般 一般 l 160℃ 较好 l <0．5％ J 10％ 8o耳 为进一步试验木浆微晶纤维素在生产工艺 和使用性能方面的适用性与可行性，南京电焊 条厂用6kg木浆 MCC在生产流水线上进行了 批量生产．共生产出产品 1000kg。批量生产结 果证 明： a．木浆 MCC用于南京 电焊条厂的电焊条 制造，焊条压涂工艺性能 良好，特别是木浆 MCC的弹性、塑性比沙洲 MCC好，粘度适中。 h．在配方中加一定比例的木浆 MCC对焊 条的造气、脱渣、引弧起到良好的作用，电弧的 挺度也大太加强，烟雾、飞溅适中。该厂认为我 们研制的木浆 MCC值得推广应用。 ②棉下脚料制得的MCC在电焊条中应用 情况 为降 低 成 本，我 们利 用 棉 下 脚 料 制得 MCC，并在南京电焊条厂进行 了小样工艺性能 试验，结果如下； a、我们提供的棉下脚料制得的MCC与电 焊条厂同类材料同时试验，无异常现象。 h．焊条经焊工评定，手感较好，二次引弧 与飞溅一般。 我们利用多种原料制得的微 晶纤维素．经 在电焊条厂进行应用试验，证明完全能替代现 有产品，其中，由棉下脚料制得的微晶纤维紊不 仅性能符合要求，而且价格较为低廉，是可供开 发的一个方向。 参 考 文 献 [11o．A．Battista and P．A．Smith，lad．E ． ．，54(9)．20 ～ 29 C1962】 【2)G．G-Br~ei-． ．TheCanadian]o~rna2 ofC2aemicalE口 一 neering．68(2)，113～I18(1990) [3]JanHemamasJr，J ofPolymer＆ ．PartC ，(21 129～ 144(1963】 【4】US 2 978 446 (5] 啦 ∞B舯Bc n r．^． Kal目喵H旺0阻 H B 置 ． 且p∞ ，(6)．3～21(1979) (6]Plonka A M．，COllMo~e c ．Techno1．，l6，473～483 (1982) [7)st雌 H ． q，，andPat,ier，23(3)，68--73(1974) [8)phillppB ， ∞ gnd Fortschries，25(3)，126 131 (1975) [9]SteegeH ，EngstR．，Tappi 61(5)，101～1 ‘1978) (t994年 1月6月收稿) 【作者简介)杨维生，男．32岁，助理研究员，1987年毕 业于南京大学化学系，硕士 。现在南京#产化 工研 究 所工作 ．从事科研、开发工作。 1HE DEVELOPMENT AND APPLJCA1_ION OF THE MOC lN THE ELE(’TRIc W ELDJNG ROD Yang W eisheng，Hou Yong{a，Li Shuxiu (H mb Room，Research Institute o／CAemiccd Proces~ngandUt~ization ofForestProducts，ChineseA— cademy ofFore~try，Na ．Postcode 210037) ABSTRA The adhesive and gent MCC in the electric welding rod have been studied．The products MCC have been apphcmed in the electrode factory． 维普资讯 http://www.cqvip.com