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低温溶解纤维素重大突破 可望解决高污染问题

http://www.sina.com.cn 2007年12月06日 08:47  科学时报

  作者:王怀民 蒋明

  本报讯 唐装穿在身上很舒适,玻璃纸、人造丝应用广泛而且方便,可是有多少人知道它们是以高污染的黏胶法生产出来的。近日,武汉大学化学学院张俐娜教授和她指导的研究生,经过十多年的努力,在纤维素新溶剂以及新型纤维素丝和膜的研究方面取得了重大突破,可望解决世界近百年来黏胶丝生产过程中的高污染问题。

  张俐娜介绍,黏胶丝、玻璃纸、无纺布广泛应用于纺织、包装、建筑和工业上。然而,黏胶丝在生产过程中,首先需要将原材料纤维素溶解。传统的溶解法采用高温溶解,将纤维素先后放入氢氧化钠和二硫化碳溶液里,加热处理,十几个小时才能溶解,整个黏胶丝生产周期在一周左右。二硫化碳是高污染原料,对空气、水源、土壤和人体健康都会产生严重损害,而且难以回收。目前,世界上黏胶丝和玻璃纸的年产量大约300万吨,而中国的生产量占到150万吨。美国和日本的黏胶丝生产企业10年前已全部关闭,欧洲的生产企业处在减产和停产阶段。由于海内外市场需求量大,利润高(2.5万~3.6万元/吨),我国的生产厂家以每年15%~20%的速度增长,环境污染日益严重。

  张俐娜和她指导的几届博士生十几年前开始研究无污染的纤维素新溶剂法。经过500次以上的实验后,此项研究取得重大突破。她指导的博士生蔡杰采用最普通和经济的氢氧化钠和尿素水溶液作为纤维素溶剂,预冷到-12℃后可在2~5分钟内迅速溶解纤维素,制备出透明的纤维素浓溶液。用这种纤维素溶液,通过中试设备已成功生产出新型再生纤维素丝,具有圆形截面、光滑表面、高染色性和优良的力学性能。整个生产周期在8小时左右。

  这种新型低温溶解技术是一项原创性科研成果,不仅突破了加热溶解的传统方法,而且低温溶解过程无挥发物产生、生产周期短、废液容易回收、尿素可循环使用,可推进化学“绿色化”进程。

  国际纤维素领域的专家认为,“该发明是一项优秀成果,将给化纤工业带来重大突破。”国内化纤工业领域的专家称,该成果“工业化成功后,将救化纤工业的命”。目前,关于利用该溶剂生产新型纤维素丝、膜的工业化试验正在江苏海安进行。工试成功后可望替代生产黏胶丝和玻璃纸的黏胶法,解决黏胶法由于使用二硫化碳造成环境严重污染以及危害人体健康的问题。

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