Способ получения ацетата целлюлозы
Изобретение относится к технологии ацетатов целлюлозы, которые могут быть использованы для получения пленок и волокон. Изобретение позволяет повысить степень полимеризации целевого продукта (от 550 до 580-740), его фильтруемость (с 4 до 6-12 г/см) и улучшить качество получаемых из него пленок (увеличить число циклов зарядка-разрядка в химических источниках тока с 40 до 65-80 и нитей (увеличить прочность нитей с 38 до 51-57 сН/текс), что достигается обработкой активированной уксусной кислотой целлюлозы уксусным ангидридом и ацетилированием в две или три стадии смесью уксусного ангидрида и метиленхлорида при 20-35°С в присутствии на первой стадии 3,0-4,5 мае.ч. ортофосфорной кислоты на 100 мае.ч. целлюлозы. При этом в случае двухстадийного ацетилирования вторую стадию проводят в присутствии смеси серной и хлорной кислот, а в случае трехстадимчого - на второй стадии используют серную кислоту, а на третьей - хлорную, причем количество серной кислоты выбирают в диапазоне 0,25 0,3 мае.ч., а хлорной - 0,06 - iO,l мае.ч. на 100 мае.ч. целлюло- 1зы. 8 табл. с 5В (/
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„,SU„;,16364
С Од В 3/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4426522/05 (22) 20.05,88 (46) 23.03.91. Бюл. У 11 (71) Научно-производственное объединение "Полимерсинтез" (72) Н.К.Пятакина, Л.И.Нехаева, A.À.Êoçëîâà, В.Н.Кряжев, Л.И.Носова и В.А.Андрюшин (53) 677.464 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 321521, кл. С 08 В 3/06, 1971, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТА ЦЕЛЛ10ЛОЗЫ (57) Изобретение относится к технологии ацетатов целлюлозы, которые могут быть использованы для получения пленок и волокон ° .Изобретение позволяет повысить степень полимеризации целевого продукта (от 550 до 580-740), его фильтруемость (с 4 до 6-12 г/см ) и улучшить качество получаемых из него пленок (увеличить
Изобретение относится к технологии ацетатов целлюлозы, которые могут быть использованы для получения пленок и волокон.
Цель изобретения — повышение степени полимериэации, фильтруемости целевого продукта и улучшение качества получаемых иэ него изделий.
Пример 1. 100 мас.ч. целлюлозы активируют 40 мас.ч. уксусной кислоты в течение 2,5 ч при 45 1 С, . о затем обрабатывают 216 мас.ч. уксусного ангидрида в течение (30+
+2)мин при 22+2 С, после чего обоачисло циклов эарядка-разрядка в химических источниках тока с 40 до
65 80 и нитей (увеличить прочность нитей с 38 до .51-57 сН/текс), что достигается обработкой активированной уксусной кислотой целлюлозы уксусным ангидридом и ацетилированием в две или три стадии смесью уксусного ангидрида и метиленхлорида при
20-35оC в присутствии на первой стадии 3,0-4,5 мас.ч. ортофосфорной кислоты на 100 мас.ч. целлюлозы. При этом в случае двухстадийного ацетилирования вторую стадию проводят в присутствии смеси серной и хлорной кислот, а в случае трехстадийного— на второй стадии используют серную кислоту, а на третьей — хлорную, причем количество серной кислоты выбирают в диапазоне 0,25
0,31 мас.ч,, а хлорной — 0,06 0,1 мас,ч. на 100 кас,ч. целлюло зы. 8 табл, батывают в 3 стадии ацетилирующими смесями. Составы смесей приведены в табл.1.
Обработку целлюлозы ацетилирующей смесью 1 проводят в течение
2,5+0,5 ч при подъеме температуры реакционной массы от 22+2 до 34+1 C. с последующим охлаждением до 20+1 С.
Обработку ацетилирующей смесью 2 проводят. в течение 60+5 мин при 2(H 1 С, обработку ацетилирующей смесью 3 до исчезновения в:растворе непрореагировавших волокон и достижения требуе1636415
3 мой вязкости. Температура в процессе обработки поднимается от 20+1 до
34-35 С, вйдержка "сиропа" при 32+
Ф2ОС.
Далее проводят гидролиз триацетата целлюлозы до ацетонорастворимого ацетата целлюлозы при концентрации воды,13й1 по отношению к уксусной кислоте . Продукт высаждают,иэ раство- 10 ра, дробят промывают и сушат.
Продукт имеет степень полимеризации 740, фильтруемость 6,5 г/см и и прозрачность 40Х. Изготовленные из полученного ацетата целлюлозы пленки 15 для химических источников тока выдерж шают 80 циклов зарядка-разрядка.
Пример ы 2-12. Выполняют аналогично примеру 1, но.при других количествах кислот. 20
П р. и м е р 13 (по известному способу). 100 мас.ч. хлопковой целлюлозы подвергают активирующей обработке 40 мас.ч. ледяной уксусной кислоты, затем обрабатывают 175 мас.ч. 25 уксусного ангидрида в течение 30 мин при 20 С и этерифицируют в три стадии ацетилирующими смесями.
Составы смесей приведены в табл.2.
Обработку активированной .целлюлозы ацетилирующей смесью 1 (табл.2) проводят в течение 1,5 ч при 20,35 С, ацетилирующей смесью 2 и течение 1 ч при 20-22 С, ацетилирующей смесью 3 при максимальной темпера35 туре 35 С до исчезновения в растворе непрореагировавших волокон целлюлозы и достижения требуемой вязкости.
° Полученный триацетат целлюлозы омыляют до ацетонорастворимого состояния, высаждают иэ раствора, измельчают, промывают и сушат.
П одукт имеет степень полимериP
4 зации 550, фильтруемость 4,0 г/см и прозрачность 48 . Изготовленные из полученного ацетата целлюлозы пленки для химических источников тока выдерживают 40 циклов зарядка-разрядка, Пример 14; Целлюлозу ацети" лируют аналогично примеру 13.
Составы ацетилирующих смесей приведены в табло 3 °
Пример 15. Целлюлозу ацетилируют аналогично приМеру 14.
Составы ацетилирующих смесей приведены в табл.4.
Пример 16. Целлюлозу ацетилируют аналогично примеру 14.
Составы ацет иру щих смесеи при ведены в табл 5
Пример 17 ° 100 мас.ч. цел- люлозы активируют 40 мас.ч. уксусной кислоты в течение 2,5 ч при
45 1 С, затем обрабатывают 216 мас.ч. уксусного ангидрида в течение 30+
Ы мин при 22+2 С, после чего ацетилируют в 2 стадии ацетилирующими смесями.
Составы смесей приведены в табл.б, Обработку целлюлозы ацетилирующей смесью 1 (табл.б) проводят в течение 2,5-3 ч, при подъеме температуры реакционной массы от 22+2 до
34+1 С с последующим охлаждением до
20+1 С. Далее проводят обработку ацетилирующей смесью 2. Температура в процессе обработки смесью 2 поднимается от 20+1 до 34-35 С, выдержка сиропа при 32+2 С. Обработку ведут до исчезновения непроацетилированных волокон и достижения требуемой вязкости. Затем проводят гидролиэ триацетата целлюлозы до диацетата, далее продукт высаждают иэ раствора, промывают и сушат, Основные данные по примерам 12-17 представлены в табл. 7 и 8.
Формула и з о б р е т е н и я
Способ получения ацетата целлюлозы обработкой активированной уксусной кислотой целлюлозы уксусным ангидридом, двухстадийным или трехстадийным ацетилированием смесью уксусного ангидрида и метиленхлорида в присутствии 0,25-0,31 мас.ч. серной и 0,06-0,1 мас.ч. хлорной кислот в расчете на 100 мас.ч. целлюлозы при
20-35ОС с последующим гидролизом полученного триацетата целлюлозы до получения растворимого в ацетоне продукта, высаждением, иэмельчением, промывкой и сушкой целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения степени полимеризации, фильтруемости целевого продукта и улучшения качества получаемых из него изделий, первую стадию ацетилирования проводят в присутствии ортофосфорной кислоты, взятой в количестве 3,0-4,5 мас.ч . на 100 мас.ч. целлюлозы, причем в случае двухстадийного ацетилировения вторую стадию проводят в присутствии смеси серной
Т а б л и ц а 1
Компоненты
Содержание, мас.ч. на 100 мас.ч. целлюлозы, в смеси на стадии
2 3
Ме тиленхлорид ,Уксусный ангидрид
Ортофосфорная кислота
Серная кислота
Хлорная кислота
410
113 113
41 41
0,25
0,06
Таблица 2
Содержание, мас.ч. на 100 мас.ч. целлюлозы, в смеси на стадии
Компоненты г з
180
180
300
Метиленхлорид
Уксусный ангидрид
Серная кислота
Хлорная кислота
0,2
0,2
0,09
Т а б л и и а 3
Содержание, мас.ч. на 100 мас.ч. целлюлозы, в смеси на стадии
Компоненты
1 2
300
39.1 80
Метиленхлорид
Уксусный ангидрид
Ортофосфорная кислота
Серная кислота
Хлорная кислота
3,0
0,25
0,06
1636415 б и хлорной кислот, а в случае трех- ствии серной кислоты, а третью — в стадийного — вторую стадию в присут- присутствии хлорной.
1636415
Т аблица4
Содержание, мас.ч. на 100 мас.ч. целлюлозы, в смеси на стадии
Компоненты
1 2 3
Метил енхл орид
Уксусный ангидрид
Ортофосфорная кислота
Серная кислота
Хлорная кислота
177
300
0,25
0,06
Таблица5
Содержание мас.ч, на 100 мас.ч, целлюлозы
Компоненты я з
300 150 150
22 50 50
Метиленхлорид
Уксусный ангидрид
Ортофосфорная кислота
Серная кислота
Хлорная кислота
0,25
0,06
Таблицаб
Содержание, мас.ч. на 100 мас.ч. целлюлозы, в смеси на стадии
Компоненты
1 (2!
500
Метиленхлорид
Уксусньй ангидрид
Ортофосфорная кислота
Серная кислота
Хлорная кислота
4,5
0,25
0,06
Твблица7
0,25
0,25
0,25
0,25
0 25
0,17
0127
1 390
2 4,5
3 3975
4(ср.) 2,25
5(ср .) 6,0
6(ср.) 3,0
7 3,0 0,06
0,06
0,06
0,06
0,06
0,06
0 07
l2
l2,5
9,5 !
7эо
l3,0
l8 0
9,0
65: 35
65!35
65: 35
65е35
65s35
65:35
65:35
163б415
Продолжение .табл.7
9(ср>)
10(cp.)
ll
12(ср.)
l3 (по известному способу) а,31
0,39
0,25
0,25
0,25
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
65:35
65: 35
65:35
65:35
65:35
0,06
0,06
0 05
О,10
0,1Э
8,5
8;О
14,5
l l,5
l0,5
02 - 009
0i2 (йа80„)
3,0
3,0
4>5
13,5 70:30
0,25 " 0,06
0,25 — 0,06
0,25 - 0,06
0,25 0>06
14
16
70:ЭО
68:32
63:37
65:35
l1>0
13,0
Т а б л и ц а 8
Число циклов зарядка» разрядка язкость Филь
52-ного руеаство- мост а Оа-с г/см
Нассо- Степень
Пример вая доля
СВЯ9КИ полиме" риз йции
1
П р и и е ч а н и е, Прозрачность растворов ацетатов целлюлозы> полученных по предлагаемому способу, 30502.
Степень полииеризации рассчи ы" веют из величин характеристической вязкости (gg для ацетоновых раствоЬов полимера.
Составитель А,Селин
Техред JI.Олийнык
Корректор А.Обручар
Редактор Н. Гунько
Заказ 795 Тираж 310 Подписно е
BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР
1t3035, Москва, И-35, Раушская наб» д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", .r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
2
4(ср.)
5(cp.)
6(ср.)
8
9(ср.)
10(ср.)
11
l2(cp.)
13(ср,)
14
l5
16
54,4
54,4
53,7
54,6
54,0
54,0
55,0
55,0
54,2
55,0
54,5
54,6
54,3
54,8
54,2
54,9
54,5
6ОО
690
368
302
122
148
198
139
96
223
84 .80
350
6,5
6,О
7,0
l2i0
6,0
6,0
6,4
12,0
6,3
6,0
5,8
1,3
4 0
4,2
7,5
8,5
8. ° 7
