SU1118645A1

SU1118645A1 - Способ получени карбоксиметилцеллюлозы

Info

Publication number: SU1118645A1
Application number: SU823462788A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Александрович Петропавловский; Галина Георгиевна Васильева; Ирина Евгеньевна Симанович
Original assignee: Ордена Трудового Красного Знамени Институт Высокомолекулярных Соединений Ан Ссср
Priority date: 1982-07-05
Filing date: 1982-07-05
Publication date: 1984-10-15

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОКСИ МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ суспендированием целлюлозы в иэопропиловом спирте, добавление одного раствора едкого натра с последующей обработкой сухой монохлоруксусной кислотой при нагревании и вьзделением целевого продукта , о т- л и ч. а ю щ и и с тем, что, с целью получени карбоксиметилцеллюлозы с повышенной в зкостью водных растворов при сохранении их прозрачности, древесную целлюлозу предварительно пропитывают 4-. 10 мас.%-ным водным раствором диметилолмочевины , содержащии О ,61 ,2 мас.%. , при модуле 40-50 с последующим отжимом до 2,0-2,5-кратной массы и термообрабатывают при 130-150&deg;С.

Description

00 а: ел Изобретение относитс к химии прЪиэводных целлюлозы, а именно к получению водорастворимой кзрбокси метилцеллюлозы с повышенной в зкостью водных растворов, и может быть использовано в лакокрасочной, текстильной, керамической, парфюме ной, нефт ной, фармацевтической и др. отрасл х промышленного производ ства, где требуетс применение низ котоксичных загустителей на основе эфиров целлюлозы. Известен способ получени карбо симетилцеллюлозы (КМЦ) путем обработки исходной водно-спиртовой сус пензии целлюлозы монохлоруксусной кислотой в присутствии солей борной кислоты Cll. Получаема КМЦ имеет высокую однородность замещени ;ее водные раст воры прозрачны даже при добавлении них солей,однако их в зкость относи тзльно невелика (до 2000 сП при исffoльзoвaнии древесной целлюлозы в качестве исходного сырь /. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ получени КМЦ суспендированием целлюлозы в смеси органического растворител (в том числе и изопропилового спирта ) и воды, добавлением водного или спиртового раствора едкого натра, затем обработкой при нагревании монохлоруксусной кислотой либо совместно с трихлоруксусной кислотой 23. В результате образуютс продукты с плохо поддающейс контролю степенью сшивани КМЦ, в которых присутствует весьма значительное количество вовсе нерастворимой фракции (до 42%). В зкость 1%-ных водных растворов не превышает 3370 сП при измеренной их прозрачности. Использование при синтезе органических растворителей и токсичных ди- и три хлорпроизводных уксусной кислоты снижает технологичность процесса. Цель изобретени - получение КМЦ с повышенной в зкостью водных растворов при сохранении их прозрачноети . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени КМЦ суспендированием целлюлозы в изопропиловом спирте, добавлением . водного раствора едкого натра с последующей обработкой сухой монохлор уксусной кислотой при нагревании и выделением целевого продукта, древесную целлюлозу предварительно пропитывают 4-10 мас.%-ным водным раствором диметилолмочевины, содержащим 0,6-1,2 мас.%-ным (, при модуле 40-50 с последующим отжимом до 2,0-2,5-кратной массы и термообра б атывают-, рри ISO-ISO C. Обработка целлюлозы раствором диметилолмочевины при нагревании в присутствии приводит к ее сшиванию в аморфных област х, что обеспечивает равномерную зтерификацию целлюлозы. В результате резко уменьшаетс содержание не растворимой фракции образующейс КМЦ, в то врем как в зкость водных растворов КМЦ превосходит ее значение дл прототипа . Полученна КМЦ харатеризуетс МК-спектрами и данными элементного анализа. Прозрачность растворов оценивают определением показател мутности на нефелометре. Продукт характеризуют в зкостью 1%-ных водных растворов, измеренной в ротационном вискозиметре при 25°С и напр жении 2 25,12 дин/см. В США, ФРГ и Великобритании стандарт ным прибором дл проведени вискозиметрических измерений вл етс вискозимер Брукфильда. Собственно, в аналогах проводимые значени в зкости растворов получены с использованием вискозиметра Брукфильда. Численные показани вискозиметра Брукфильда в 2,6-2,7 раза вьн е получаемых на стандартном в СССР ротационном вискозиметре. Таким образом, максимальное значение в зкости, приведенное в прототипе, не превосходит 1300 сП, в пересчете на показани ротационного вискозиметра. Пример 1. 1,5 г воздушносухой древесной целлюлозы в виде папки при обрабатывают 60 мл 4 мас.%-ного водного раствора диметилолмочевины (модуль 40/, содержащего 0,6 %CU2. Через 20 мин. провод т отжим до массы 3,О г 12-кратный массовый избыток относительно массы исходной целлюлозы ) Затем провод т сушку при в течение 24 ч. При этом количество диметилолмочевины в пересчете на глюкопиранозное звено составл ет 0,05 моль. Высушиваемый образец нагревают при 150°С в течение 20 мин. Полученный материал разрыхл ют и помещают в 100 мл колбу, содержащую 22,5 мп изопропилового спирта (.модуль 15), добавл ют 4 мл 30%-ного водного раствора NaOH (т.е. 4,3 моль на глюкопиранозное звено) при перемешивании . После гомогенизации смеси в нее при посто нном перемешивании добавл ют 1,8 г сухой монохлоруксусной кислоты (т.е. моль на глюкопиранозное звено ). Реакционную смесь нагревают при 50°С в течение 20 мин. Продукт отдел ют от спиртового раствора на фильтре и промывают 10%-ным водным раствором уксусной

кислоты ПО мл-2) и 70%-ным водным этанолом, затем сушат при 20°С.

„Полученный целевой продукт - натриева соль КМЦ по данным элементного анализа имеет содержание азота (.0,05% ), а степень замещени по 5 карбоксиметильным группам составл ет 0,29, В зкость 1%-ного водного раствора 2371 сП, Раствор имеет показатель мутности 1%-ного водного раствора по нефелометру (1/см 0,0044. 10

Примеры2-9, Реализуютс в услови х примера 1.

Данные сведены в таблицу. Выходы по примерам достигают 80 88% от теории.

Предлагаемый способ обеспечивает получение КМЦ с в зкостью 1%-ных водных растворов 1520-2371 сП, что существенно выше, чем аналогичный параметр, достигаемый в наиболее эф- -JQ фективНом способе-прототипе 1300 сП. Предлагаемый способ обеспечивает высокий уровень прозрачности при одновременной повышенной в зкости растворов КМЦ. Кроме того, он прост -с в реализации и может быть осуществлен на стандартном оборудовании, которым оснащены цеха по получению I водорастворимой -кмЦ.

Обоснование предлагаемых пределов параметров технологических процессов в отличительный признаках.

Снижение концентрации димети1юлмочевины ниже 4%.приводит к резкому падению растворимости в вбде до 80% и в зкости целевого продукта, так 35 в зкость 1%-ного водного раствора КМЦ полученной при обработке 3%-ным раствором диметилолмочевинь в услови х примера 1, оказываетс сП.

Повышение концентрации диметилол- 40 мочевины свыше 10% приводит также к

уменьшению водорастворимости полученной КМЦ и повышению мутности ее растворов, так показатель водорастворимости КМЦ при обработке 12%-ным раствором диметилолмочевины в услови х примера 6 85%, в то врем , как дл стандартного продукта.этот показатель Находитс на уровне 9899% . Показатель мутности 1%-ного раствора в воде ее составл ет ,12 1/см.

Снижение концентрации каташизатора Mijce ниже 0,6% приводит к резкому падению в зкости, например, при проведении процесса в услови х примера 1, но при концентрации 0,4%, в зкость 1-%ного воднЪго раствора КМЦ составл ет 980 сП.

Повышение концентрации вьлие 1,2% не приводит к заметному изменению в зкости и скорости реакции сшивки, так значени в зкости 1%-ного раствора КМЦ (процесс в услови х примера 1 ) при концентрации 2% составл ет 2250 сП.

Значени интервала модул 40-50 при пропитке определены исход из того минимума раствора, который необходим дл равномерного набухани листов целлюлозной папки разной плотности.

Кратность отжима 2,0-2,5 указана, исход из минимума раствора, необходимого дл равномерного распределени реагентов в целлюлозной папке.

Температурный интервал (13015о С ), необходимый дл проведени термообработки, установлен, исход из того, что снижение температуры при термообработке до 80-120°С увеличивает врем с 20 - 40 до 120 - 150 гдан. и снижает в зкость 1%-ных водных растворов КМЦ до 500-1000 сП.

Claims

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОКСИ-

МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ суспендированием цел люлозы в изопропиловом спирте, добавление^ ^водного раствора едкого натра с последующей обработкой сухой монохлоруксусной кислотой при нагревании и выделением целевого продукта, от-лич. ающийся тем, что, с целью получения карбоксиметилцеллюлозы с повышенной вязкостью водных растворов при сохранении их прозрачности, древесную целлюлозу предварительно пропитывают 4-‘.

10 мас.%-ным водным раствором диметилолмочевины, содержащий0 ,61,2 мас.%, М^се₂ , при модуле 40-50 с последующим отжимом до 2,0-2,5-кратной массы и термообрабатывают при 130-150 °C.