ТЕХНОЛОГИЯ ОТБЕЛИВАНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ КАЛЬЦИЙ ПЕРОКСИДОМ, ПОЛУЧЕННЫМ НА ОСНОВЕ ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ КУНГИРОТСКОГО СОДОВОГО ЗАВОДА

THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 641 ТЕХНОЛОГИЯ ОТБЕЛИВАНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ КАЛЬЦИЙ ПЕРОКСИДОМ, ПОЛУЧЕННЫМ НА ОСНОВЕ ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ КУНГИРОТСКОГО СОДОВОГО ЗАВОДА Д.Б. Сайфуллаева1, А.А.Набиев2 1Магистр; 2Научный руководитель — доцент Филиал Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева в г. Ташкент https://doi.org/10.5281/zenodo.17814610 Введение Хлопковая целлюлоза является одним из основных компонентов высокомолекулярных волокон и широко используется в производстве текстиля, бумаги, медицинских материалов и других изделий на основе целлюлозы. Процесс отбеливания проводится для удаления природных пигментов целлюлозы, повышения её чистоты, гигиенических и эстетических показателей. В настоящее время в промышленности в качестве наиболее эффективных окислительных отбеливателей широко применяются кальций пероксид (CaO₂) и перекись водорода (H₂O₂). Очевидно, что для получения оптимального результата при отбеливании целлюлозы используются не один вариант реагентов, а различные комбинации химических веществ. Соответственно, этот процесс включает несколько этапов. Сравнительный анализ применения кальций пероксида и перекиси водорода в процессе отбеливания хлопковой целлюлозы позволяет оценить их технологические особенности. Изучение и оценка применения данных окислителей проведены на основе следующих технологических процессов. Технология отбеливания на основе кальций пероксида Свойства кальций пероксида. Кальций пероксид (CaO₂) — порошкообразное вещество белого цвета, которое при взаимодействии с водой постепенно образует перекись водорода и гидроксиды: CaO₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂O₂ Этот процесс обеспечивает постепенное, мягкое отбеливание. Технологический процесс. Отбеливание кальций пероксидом применяется в производстве полуцеллюлозы и химической целлюлозы. -исходное хлопковое волокно или масса целлюлозы предварительно промывается; -создаётся щелочная среда pH 10–12; - смесь нагревается до 70–90°C. Стадия отбеливания: добавляется 3–6% CaO₂; процесс ведётся 1–3 часа, образующаяся в результате гидролиза H₂O₂ окисляет и разрушает пигменты. Промывание и нейтрализация волокна промываются чистой водой, остатки кальция уменьшаются путём нейтрализации в 0,5–1% растворе HCl или уксусной кислоты. Преимущества. Отбеливание проходит в мягком режиме, механическая прочность волокон хорошо сохраняется. Способ является экологически чистым. Кальций пероксид стабилен, удобен при хранении и транспортировке. Технология отбеливания на основе перекиси водорода Свойства перекиси водорода. H₂O₂ — сильный окислитель, который, выделяя активный THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 642 кислород, разрушает пигменты, остатки лигнина и органические загрязнения: H₂O₂ → H₂O + [О] Выделившийся активный кислород разрушает окрашенные структуры на поверхности целлюлозы. Стадии технологического процесса. Создание щелочной среды добавляется 1–3% NaOH или Na₂CO₃ для достижения pH 10–11. Щелочная среда обеспечивает стабильное разложение H₂O₂. Для предотвращения быстрого разложения H₂O₂ добавляются стабилизаторы: -натриевый силикат (жидкое стекло), сульфат магния и ЭДТА. Стадия отбеливаниятемпература 85–95°C, длительность 30–90 минут, концентрация H₂O₂ — 1– 5%. В результате волокна полностью окисляются и осветляются. Промывание и нейтрализация промывка в мыльном растворе; pH доводится до 7 путём лёгкой кислотной нейтрализации. Преимущества-высокая степень белизны; -отсутствие остаточных веществ (образуется только вода); -минимальное снижение прочности волокон. Сравнение процессов отбеливания CaO₂ и H₂O₂ Показатель Кальций пероксид Перекись водорода Скорость реакции Медленная, стабильная Быстрая Прочность волокон Хорошо сохраняется Может немного снижаться Эффективность отбеливания Средняя–высокая Очень высокая Экологическая безопасность Высокая Очень высокая Область применения Медицинская целлюлоза, мягкое отбеливание Текстиль, бумага, высококачественное отбеливание Экологическая и технологическая эффективность. По результатам изучения установлено, что применение H₂O₂ и CaO₂ в процессе отбеливания хлопковой целлюлозы имеет заметные технологические различия. H₂O₂ представляет собой жидкий реагент, быстро разлагается с выделением активного кислорода. При температуре 70–90°C, pH 10– 11 и в присутствии катализатора достигается более 85% ISO белизны, однако возможное ухудшение структуры волокон. CaO₂ — твёрдый реагент, выделяет кислород постепенно, работает при 40–60°C и pH 8–9, не требует катализатора и оказывает мягкое действие на волокно, обеспечивая белизну 80–82% ISO. В целом, для достижения максимальной белизны предпочтительнее H₂O₂, а для более безопасного и мягкого процесса — CaO₂. Их совместное использование даёт оптимальное соотношение. Оба окислителя являются экологически безопасными, поскольку: - в отличие от хлорных отбеливателей не образуют диоксинов; - сточные воды имеют минимальную токсичность; - выбросы газов при производстве значительно ниже. Комбинированное отбеливание (CaO₂ + H₂O₂) является одним из наиболее эффективных технологических подходов, обеспечивая высокий уровень белизны. THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 643 Экспериментальные данные показывают, что перекись водорода (H₂O₂) позволяет достичь более высокой степени белизны, однако при повышенных концентрациях вызывает снижение степени полимеризации волокон. Кальций пероксид (CaO₂) экологически безопаснее и оказывает более мягкое воздействие на структуру волокна, обеспечивая высокую сохранность цепей полимера, однако белизна получается ниже. Наиболее эффективным вариантом является комбинированное использование (2% H₂O₂ + 1% CaO₂), при котором достигаются высокая белизна и удовлетворительная прочность волокна. При проведении полупромышленных испытаний отбеливания 150 кг хлопковой целлюлозы были получены положительные результаты, подтверждающие практическую применимость технологии. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Муродов А., Рахимов Ш. Технологии отбеливания целлюлозных материалов в текстильной промышленности. — Ташкент: Изд-во «Фан», 2019. — 180 с. 2. Кодиров Б. Химическая технология: производство целлюлозы и бумаги. — Ташкент: Иқтисод-Молия, 2020. — 256 с. 3. Азизов Х. У., Сатторов Ж. Пероксидное отбеливание хлопковой целлюлозы: технология и экологические аспекты. // Текстильная промышленность. — 2021. — №4. — С. 25– 32. 4. Маматкулов С. Оптимизация процессов отбеливания хлопкового волокна на основе пероксида водорода. // Узбекистанский химический журнал. — 2018. — №3. — С. 44– 49. 5. Саидов А., Юлдашев Р. Воздействие пероксидных соединений на структуру и свойства хлопковой целлюлозы. // Химия и химическая технология. — 2022. — №1. — С. 55–61. 6. Баджпай П. Пероксидное отбеливание целлюлозы. В кн.: Биотехнология в производстве целлюлозы и бумаги. — М.: Springer, 2018. — 340 с. (Русский перевод доступен в электронных библиотеках.) 7. Геллерстедт Г. Отбеливание целлюлозы. — М.: TAPPI Press, 2015. — 412 с. 8. De Souza A. M., et al. Calcium peroxide as an eco-friendly bleaching agent for natural cellulose fibers. // Carbohydrate Polymers. — 2020. — Т. 230. — №115574. (Рекомендуется как зарубежный источник, аннотация имеется на рус. языке.) 9. Сикста Х. Справочник по производству целлюлозы. — М.: Wiley-VCH, 2006. — Т. 1–2. 10. Chen L., He Z. Современные исследования по пероксидному отбеливанию целлюлозы текстильного назначения. // Industrial & Engineering Chemistry Research. — 2021. — Т. 60(12). — С. 4562–4575.