Herstellung

- Mar 31, 2020-

Viskose Rayon ist eine Faser aus regenerierter Zellulose; seine molekulare Struktur ist die von Zellulose in Baumwolle und vielen anderen Pflanzen wie Soja, Bambus und Zuckerrohr. Cellulose ist ein lineares Polymer von '-D-Glucose-Einheiten mit der empirischen Formel (C6H10O5)n. Zur Herstellung von Viskose wird lösender Zellstoff mit wässrigem Natriumhydroxid (typischerweise 16-19% w/w) zu "Alkalicellulose" behandelt, das die ungefähre Formel [C6H9O4-ONa]n hat. Dies ist erlaubt, bis zu einem gewissen Grad zu depolymerisieren. Die Depolymerisationsrate (Reifung oder Reifung) hängt von der Temperatur ab und wird durch das Vorhandensein verschiedener anorganischer Additive wie Metalloxide und Hydroxide beeinflusst. Luft wirkt sich auch auf den Reifeprozess aus, da Sauerstoff eine Depolymerisation verursacht. Die Alkalicellulose wird dann mit Kohlenstoffdisulfid behandelt, um Natriumcellulose Xanthate zu bilden.

  • [C6H9O4-ONa]n + nCS2 [C6H9O4-OCS2Na]n

Je höher das Verhältnis von Zellulose zu kombiniertem Schwefel, desto geringer ist die Löslichkeit des Cellulose-Xanthates. Das Xanthate wird in wässrigem Natriumhydroxid gelöst (typischerweise 2-5% w/w). Die Viskosität der Lösung wird durch das Ausmaß der Depolymerisation der Alkalicellulose bestimmt.

Rayonfaser wird aus den gereiften Lösungen durch Behandlung mit einer Mineralsäure, wie Schwefelsäure, hergestellt. In diesem Schritt werden die Xanthate-Gruppen hydrolysiert, um Zellulose zu regenerieren und Dithiocarbonsäure freizusetzen, die sich später zu Kohlenstoffdisulfid und Wasser zersetzt.

  • [C6H9O4-OCS2Na]2n + nH2SO4 n [C6H9O4-OH]2n +2nCS2 + nNa2SO4

  • H2COS2 bei H2O + CS2

Neben regenerierter Zellulose liefert die Versauerung Schwefelwasserstoff (H2S), Schwefel und Kohlenstoffdisulfid. Das Gewinde aus der regenerierten Zellulose wird gewaschen, um Restsäure zu entfernen. Der Schwefel wird dann durch Zugabe von Natriumsulfidlösung entfernt und Verunreinigungen werden durch Bleichen mit Natriumhypochloritlösung oder Wasserstoffperoxidlösung oxidiert.