Способ получения высокогидрофильной карбоксиметилцеллюлозы

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКО- . ГИДРОФИЛЬНОЙ КАРБОКСИМБТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ, включсиощий мерсеризацию целлюдозы водным раствором едкого натра, из мельчёние щелочной цёллюльзы, каР боксиметилирование монохлдоуксусной кислотой и Термообработку, о. т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса, карбоксиметилирование проводят при молярном соотношении целлюлозы, едкого натра и . монохлоруксусной кислоты 1:,2:1,62 ,0, а термообработку - при 50-80 С.

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

К. АВТОРСКОМУ СИИДЕТКЛЬСЗ ВУ (21 ) 34 9846 3/23-05 (2?) 05.08.82 . (46) 15.02.84. Бюл. М 6 (72) И.В.. Каталевская-, B. B. Трибунский, N. В. Прокофьева и Ю.Д. Андреев . (71). Ордена трудового красного знамени всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол. (53) 677.466(088,8) (56),1. Патент CtHA-9 3678031, кл. 260-231, опублик.. 1972.

2..Патент CUA в 3317513, кл. 260-214, опублик. 1967.

3. Патент ФРГ 9 2823736, кл. С 08 B 15/10, опублик. 1979 (прототип). (54)(57). СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ. %3СОКО-

РИДРОФИЛЬНОИ КАРБОКСИИВТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ, включающий мерсеризацию целлнцтозы водным раствором едкого натра, из мепьчение щелочной целлюлозы, карбоксиметилированне .монохлсруксусной кислотой и термообработку, о.т л ич а ю шийся тей, что, с целью упрощения процесса, карбоксиметили.рование проводят при мопяриом comношении целлюлозы, едкого натра и: монохлоруксусной кислоты 1:2,2:1,$2,0, а терморбработку — при 50-80 С.

1073237

60

Изобретение относится к получению простых эфиров целлюлозы, в частности высокогидрофильной карбоксиметилцеллюлоэы (KNII), способной удерживать воду, которая используется для гигиенических изделий (тампонов,: повязок, пеленок), для диетических средств питания, улучшения почвы, повышения гидрофильности пленок и т.д.

Известен способ получения высокогидрофильной КМЦ жидкостным процессом,.при котором целлюлоза диспергируется в инертном органическом разбавителе и контактирует на первой стадии с воДной НаОН, а полученная 1S щелочная целлюлоза взаимодействует с этерифицирующим реагентом, при этом содержание монохлоруксусной кислоты (МХУК) и гидроокиси щелочного металла выбираются и регули- 70 руются Таким образом, чтобы молярный избыток хлорацетата натрия по отношению к непрореагировавшему

ИаОН существовал. на уровне, обеспечивающем получение ИаКМЦ со степенью замещения 0,4-1,2 (1) .

Укаэанный способ дает возможность получать КМЦ с показателем водоудержания 600-9000% и с растворимостью 9-40%. Недостатком способа является необходимость использования органического растворителя,.который требует регенерации при промышленной реализации способа, сшивающих агентов и необ-. ходимость тщательного соблюдения .определенных соотношений реагирующих веществ.

Известен также способ сшивания производных целлюлозы и беэ приме- 40 нения сшивающих агентов, путем внутримолекулярной этерификации f2) .

Однако этот способ требует органического разбавителя и кислого катализатора и предварительной обработки полимера для введения в него .гидроксильных и карбоксильных групп.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения высокогидрофильной, сшитой КМЦ, заключающийся в мерсеризации водными растворами НаОН, КОН или Ь1ОН с концентраций 10-60% природной целлюлозы или гидратцеллюлозы путем погружения или распыления с последующим отжимом избыточной щелочи, этерификации МХУК или ее солями и одновременной обработке сшивающим агентом при 95-108 С j3) .

Недостаток данного метода состоит в необходимости применения сшивающего areнта.

Цель изобретения — упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 65 высокогидрофильной КМЦ, включающему мерсеризацию целлюлозы водным раствором едкого натра, измельчение щелочной целлюлозы, карбоксиметилирование монохлоруксусной кислотой и термообработку, карбоксиметилирование проводят при молярном соотношении целлюлозы, едкого натра и монохлоруксусной кислоты 1:2,2:1,6-

2,0, а термообработку - при 50-80 С.

Согласно данному способу .целлюлозу на первой стадии эамачивают водным раствором едкого натра концентрацией 290 г/л и выдерживают в нем 1 ч при комнатной температуре, затем избыточную щелочь отжимают, щелочную целлюлозу измельчают и смешивают при комнатной температуре с этерифицирующим агентом — МХУК в течение 1 ч. После смешения реакционную массу подвергают термообработке,при котор и одновременно с этерификацией происходит сшивка

KMII, после чего ее промывают водой или 70%-ным этиловым спиртом. Концентрация раствора щелочи 290 г/л при последующей степени отжима 2,8 обеспечивает содержание щелочи в ще. лочной целлюлозе в количестве

2,2 моль на элементарное звено целлюлозы, необходимое для протекания реакции карбоксиметилирования. Количество МХУК для этерификации 1,62 моль/элементарное звено целлюлозы„ При использовании меньше

1,6 моль МХУК не происходит сшивка полимера. При увеличении его выше

2 моль веса едкий натр расходуется на нейтрализацию МХУК и карбоксиметилирование не происходит.

Температура термообработки

55 С, продолжительность 3,5 ч.Повышение температуры приводит к неравномерной сшивке полимера, а понижение — к значительному увеличению продолжительности процесса.

Продолжительность 3,5, ч обуславливается выбранной и обоснованной температурой.

Пример 1. 500 г древесной целлюлозы замачивают водным раствором едкого натра с концентрацией

290 г/л в течение 1 ч при 18-20 С, затем щелочную целлюлозу отжимают от избыточной щелочи до степени отжима 2,8, после чего измельчают в течение 1 ч в аппарате Вернер—

Пфляйдерер, а затем в нем же смешивают с 541,7 (2,0 моль1 МХУК 1 ч.

По окончании смешения реакционную. массу выгружают в сушильный шкаф и выдерживают в нем 3,5 ч при 55 С после чего полимер промывают водой от побочных продуктов реакции и анализируют.

КМЦ имеет водоудержание 225 вес.%, нерастворенный остаток 97Ъ, степень замещения 0,12.

1073237

Пример 2. Аналогично примеру 1, только на смешение со щелочной целлюлозой подают 434 (1,6 моль)

МХУК. Режим термообработки, как в примере 1. Промывка от побочных продуктов в реакции.70%-ным этиловым спиртом. Водоудержание полученной КМЦ-4610 вес.Ъ, нераотворенный остаток 61,5%, степень замещения

0, 35.

П р и м.е р 3. Аналогично приме- 10 ру 1,. только на смешение со щелочной целлюлозой подают 488 г (1,8 моль).

МХУК. Режим термообработки, как в примере 1. Промывка 7ОЪ-ным этиловым спиртом. 15

Полимер имеет водоудержание

760 sec.%, нерастворенный остаток

91,6%, степень замещения 0,38.

П р и.м е р > (по .прототипу).

500 г древесной целлюлозы обрабатывают водным раствором едкого натра концентрации 290 г/л и через час отжимают от избыточной щелочи до степени отжима 2,8. После измельчеКоличество

МХУК, моль/элементарное звено целлюлозы

Количество сшивающего агента на

1 ч.целлюлозы

Характеристика КМЦ

Пример

Водоудер- Раство- Степень жанне,Ъ римость, замещеЪ ния

Предлагаемый способ

1,6.

1i8

2,0

4610

38,5 0,35

8,4 0,38

3,0 0,12

760

225

По прото-. типу

1,8

0,2

400 4,0 0,25

КМЦ обеспечивает по сравнению с известным упрощение способа получения КМЦ, улучшение условий труда при производстве КМЦ, расширение ассортимента изделий медицинского назначения, изготовленных с применением высокогидрофильной

КМЦ.

СоставитеЛь Т .. Мартинская

Редактор Т. Веселова : Техред С.:Легеза. Корректор С. Шекмар

Заказ 266/21 Тираж 469; Подписное

ВНИИПИ Государственногь комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035,. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", .. Ужгород, ул. Проектная, 4

Иэ таблицы видно, что предлагае- 45 мый способ позволяет, получить КМЦ с достаточно широким интервалом водо удержания; при этом исключается рас- ход органического разбавителя и сшивающего агента.

Использование предлагаемого способа получения высокогидрофильной ния массу смешивают с 448 г (1,8 моль)

МХУК, 100 r бис-акрнламидоуксусной кислоты .и 50 г дихлоруксусной кислоты. После смешения проводят реакцию этерификации и сшивания в течение

3,5 ч при 55 С. После промывки водой и сушки полимер имеет водоудержание 400 вес.Ъ, нерастворенный остаток 94Ъ и степень замещения. 0,25.

Пример 5. Аналогично примеру 1, только реакционную массу выдерживают в сушильном шкафу 4 ч при

50 С. Полимер имеет водоудержание о

230 вес.Ъ, нерастворенный остаток95%, степень замещения 0,14.

П р. и м е р б. Аналогично примеру.1, только реакционную массу выдер. живают в сушильном шкафу 1,5 ч при

80 С. Полимер имеет водоудержание

220 вес.Ъ, нерастворенный остаток

95,7%, степень замещения 0,15.

Сравнительные данные по получению

СпособнОй к НабуХаиию сшитой КМц известный и предлагаемым способами приведены в таблице.