Способ получения композиции на основе метилцеллюлозы

 

Изобретение относится к способу получения композиций на основе простого эфира целлюлозы - метилцеллюлозы, которые могут найти применение в качестве эмульгаторов, загустителей, диспергирующих и стабилизирующих агентов, в строительной, химической, нефте- и газодобывающей промышленности. Способ включает получение щелочной целлюлозы, ее метилирование. После метилирования проводят суспензирование полученной реакционной массы в водной среде, содержащей глиоксаль и кислую соль щелочного металла и фосфорной кислоты, взятую в количестве, обеспечивающем рН суспензии от 3,2 до 3,8, подшивку глиоксалем, вводимым в количестве 0,05-0,20 моль на ангидроглюкозное звено целлюлозы, в водной среде, в присутствии агента регулирования рН, при гидромодуле (5-10):1 и температуре 30-60^oС в течение 30-60 мин. После чего в реакционную смесь вводят водный раствор гидроксида щелочного металла и проводят нейтрализацию до достижения рН 7,5-8,0, отжим композиции на основе метилцеллюлозы при 80-95^oС и ее сушку. Изобретение позволяет повысить скорость растворения композиции в холодной воде при сохранении степени полимеризации метилцеллюлозы. Вязкость водных растворов композиции остается на уровне вязкости водных растворов метилцеллюлозы, неподшитых глиоксалем, кроме того, снижаются потери композиции в процессе получения на стадии промывки. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения высокомолекулярных соединений, а именно композиций на основе простого эфира целлюлозы - метилцеллюлозы, которая находит широкое применение, обусловленное ее основным свойством - растворимостью в холодной воде с образованием вязких прозрачных растворов, - в качестве эмульгаторов, загустителей, диспергирующих и стабилизирующих агентов, в строительной, химической, нефте- и газодобывающей и других отраслях промышленности.

Современные технологии применения простых эфиров целлюлозы и композиций на их основе предъявляют жесткие требования к скорости их растворения, тогда как по своей природе производные целлюлозы относятся к соединениям с продолжительным временем растворения. Кроме того, частицы простых эфиров целлюлозы при внесении их в воду имеют склонность к комкованию, при этом на поверхности возникающих комков образуется сильно набухшая оболочка, препятствующая проникновению молекул воды внутрь, в результате чего процесс растворения еще более замедляется.

Одним из технологических приемов, способствующих быстрому растворению простых эфиров целлюлозы, является гранулирование увлажненной массы продукта с последующей сушкой, измельчением и фракционированием (без введения каких-либо химических модификаторов): уменьшение размера частиц полимера приводит к значительному снижению времени его растворения. Однако процесс измельчения простых эфиров целлюлозы связан с высоким энергопотреблением, приводит к активному пылеобразованию, а вследствие этого - к серьезным экологическим проблемам и проблемам безопасной эксплуатации производства. Кроме того, размол простых эфиров целлюлозы сопровождается тепловыделением, что приводит к дополнительной деструкции целлюлозных материалов и, как следствие, к нестабильности вязкостных свойств получаемых продуктов. С особыми техническими трудностями связан процесс размола простых эфиров целлюлозы, имеющих волокнистую структуру, степень механодеструкции материалов в этом случае неоправданно велика.

Известный технологический прием уменьшения продолжительности растворения метилцеллюлозы в холодной воде путем ее предварительной обработки горячей водой (с температурой более 70^oС), в которой метилцеллюлоза не растворяется, с последующим охлаждением суспензии и переходом ее в состояние прозрачного раствора (Энциклопедия полимеров, т.2, стр.214. - М.: Советская энциклопедия, 1974 г.), неприемлем в условиях, где невозможно осуществить нагревание больших объемов воды: на открытых строительных площадках, в полевых условиях нефтедобычи и т.п. Кроме того, в этом случае при перемешивании наблюдается сильное пенообразование водного раствора метилцеллюлозы.

Таким образом, одним из показателей качества простых эфиров целлюлозы, в том числе метилцеллюлозы и композиций на ее основе, может служить скорость их растворения в воде. При этом время полного растворения данных полимерных продуктов можно определить как время выхода величины, пропорциональной вязкости системы полимер-растворитель в процессе приготовления раствора, на плато в координатах графика К= f(t), где К - величина, пропорциональная вязкости; t - время в минутах, отсчитываемое от момента внесения полимерного продукта в воду; минимальное время выхода величины К на плато свидетельствует о максимальной скорости растворения данного продукта. Далее этот показатель будет условно называться скоростью растворения.

Известен способ получения порошкообразной метилцеллюлозы, заявленный Усольским ОАО "Усольехимпром" (заявка на изобретение 97110910, опубл. 1999 г. ), включающий обработку целлюлозы водным раствором гидроксида натрия с получением щелочной целлюлозы, ее измельчение, метилирование, промывку, отжим и сушку целевого продукта с дополнительным провальцовыванием метилцеллюлозы на вальцах с зазором 0,1-2,0 мм и фрикцией валков вальцев 1,2-2,5 при температуре 15-100^oС с последующим размолом. Несмотря на то, что в соответствии с заявленным способом метилцеллюлозу получают в тонкодисперсном состоянии, она не обладает высокой скоростью растворения в воде, и, кроме того, при растворении наблюдается комкование продукта, что в итоге ухудшает качество раствора метилцеллюлозы. Причиной, препятствующей получению технического результата изобретения, является отсутствие специальных приемов обработки получаемой метилцеллюлозы. Известно, что одним из приемов, используемых для предотвращения комкования простых эфиров целлюлозы при растворении, является их обработка диальдегидами низших кислот в кислой среде, чаще всего диальдегидом щавелевой кислоты - глиоксалем (заявка Великобритании 1161953, опубл. 1969 г. ). В результате такой обработки происходит поверхностная подшивка полимера, что придает ему временную гидрофобность, вследствие чего в начальный период растворения отсутствует комкование и набухание частиц. При последующем перемешивании молекулы воды проникают внутрь каждой из отдельных частиц, которые затем быстро растворяются. Повышению скорости растворения способствует щелочная среда, в которой быстро разрушаются слабые поверхностные химические связи по причине ускорения их гидролиза.

Известен способ получения метилцеллюлозы (заявка Великобритании 1161953, опубл. 1969 г.), в соответствии с которым осуществляют метилирование щелочной целлюлозы, промывку, сушку и грануляцию полученной метилцеллюлозы, после чего проводят дополнительную обработку продукта глиоксалем и бурой, взятыми в количестве соответственно 0,1 и 0,2% от массы метилцеллюлозы. Глиоксаль предварительно диспергируют в простом гликолевом эфире полиоксиалкилена и в таком виде разбрызгивают на поверхность перемешиваемой массы. В соответствии с заявленным способом получают метилцеллюлозу, которая растворялась в воде в течение 30 минут (20 г метилцеллюлозы растворяли в 980 г воды при температуре 20^oС и рН7 в присутствии антивспенивающего агента - н-трибутилфосфата). Недостатком известного способа является необходимость введения дополнительной стадии диспергирования глиоксаля в инертном органическом разбавителе - гликолевом эфире полиоксиалкилена, который по окончании способа остается в составе целевого продукта, ухудшая его качество, и, кроме того, высокая энергоемкость процесса.

Известен способ получения легко диспергируемых водорастворимых полимеров на основе производных целлюлозы, в том числе метилцеллюлозы, защищенный патентом США 5674999 (опубл. 1997 г.), в соответствии с которым после окончания стадий метилирования щелочной целлюлозы, промывки, сушки и дробления полученной метилцеллюлозы проводят ее обработку реагентом, содержащим водный раствор глиоксаля, в непрерывнодействующем высокоинтенсивном смесителе и направляют продукт во вращающуюся сушилку, где производят его сушку при температуре 101-118^oС в течение 15 минут, после чего продукт охлаждают до температуры 20^oС в течение 10 минут. Полученная в соответствии с заявленным способом метилцеллюлоза растворялась в холодной воде не менее 10 минут. Несмотря на то, что способ обеспечивает получение метилцеллюлозы с достаточно высокой скоростью растворения в воде, он имеет ряд серьезных недостатков, а именно: необходимость установки отдельного энергоемкого узла, обеспечивающего высокоинтенсивное смешение получаемого продукта с глиоксалем; технологическая громоздкость процесса в целом, в соответствии с которым получаемый продукт после промывки должен быть подвергнут сушке, обработке глиоксалем и дополнительной сушке.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ получения метилцеллюлозы, защищенный фирмой Хенкель (патент Германии 1239672, опубл. 1967 г. ). В соответствии с решением прототипа щелочную целлюлозу обрабатывают хлористым метилом, полученный продукт промывают горячей водой, отжимают от промывной воды до влажности 40-70%, после чего продукт в виде влажной волокнистой массы смешивают с водным раствором глиоксаля из расчета от 0,001 до 0,2 моль глиоксаля на 1 ангидроглюкозное звено целлюлозы (далее АГЗ), при этом предварительно доводят рН водного раствора глиоксаля до 2 введением фосфорной кислоты. Далее обработанный продукт передают в шнековый экструдер, где осуществляют гомогенизацию и одновременно подшивку, после чего смесь охлаждают до 20^oС с получением гелеобразного продукта, который экструдируют в виде стержней и дробят до частиц размером 0,5 мм. Полученная в соответствии с данным способом метилцеллюлоза при внесении в воду диспергировалась без комкования и растворялась в воде около 9 часов, а в водной среде с рН9 - в течение 15 минут.

Основным недостатком способа получения метилцеллюлозы, принятого за прототип, является то, что полученная в соответствии с данным способом метилцеллюлоза имеет низкую скорость растворения в воде даже при рН 9. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится то, что данный способ не может обеспечить равномерную обработку реакционной массы водным раствором глиоксаля после стадии отжима, так как этот процесс ведут при низком гидромодуле (1-2:1); величина гидромодуля определяется как отношение массы жидкой фазы к массе твердой фазы (метилцеллюлозы). Условия осуществления стадии подшивки, а именно низкий гидромодуль, не позволяют молекулам глиоксаля равномерно распределиться внутри волокнистой твердой фазы, что приводит к недостаточной эффективности подшивки и, в итоге, к низкой скорости растворения получаемой метилцеллюлозы. Авторы изобретения пытались решить эту проблему путем введения дополнительной стадии гомогенизации в шнековом экструдере обработанной глиоксалем метилцеллюлозы, однако, заявленная последовательность стадий способа привела к тому, что перед дополнительной стадией гомогенизации некоторая часть глиоксаля уже прореагировала с метилцеллюлозой, и его последующее перераспределение уже практически невозможно. Другим недостатком заявленного способа является значительное количество потерь получаемой метилцеллюлозы на стадиях промывки и отжима по причине ее набухания и частичного перехода в растворимое состояние. Из практики известно, что отжим простых эфиров целлюлозы, нерастворимых в горячей воде, возможно осуществить без потерь только в условиях термостатирования на уровне 90-95^oС и при высоких скоростях разделения фаз (на высокоскоростных термостатируемых центрифугах) во избежание набухания и частичного растворения получаемой метилцеллюлозы в промывной воде. Заявленная в прототипе последовательность стадий неизбежно сопровождается естественным охлаждением влажной метилцеллюлозы при ее передаче со стадии отжима на стадию подшивки, что приводит к образованию поверхностного слоя набухшего полимера и, кроме того, дополнительно ухудшает степень равномерности последующей обработки метилцеллюлозы глиоксалем. Кроме того, одной из причин, препятствующих достижению технического результата ( а именно, сохранению вязкости метилцеллюлозы в процессе получения композиции на ее основе ), является отсутствие стадии нейтрализации кислотных остатков в реакционной массе после стадии подшивки, приводящих к частичной деструкции полимерных цепей метилцеллюлозы.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является отработка последовательности стадий получения композиции на основе метилцеллюлозы, имеющей волокнистую структуру (т.е. не подвергаемой механическому измельчению на промежуточных или на конечной стадии способа получения), и условий их осуществления, обеспечивающих высокие эксплуатационные свойства получаемой композиции на основе метилцеллюлозы.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение композиции на основе волокнистой метилцеллюлозы, имеющей высокую скорость растворения в холодной воде при рН 7,5-8,0 без комкования частиц в процессе ее растворения, при сохранении степени полимеризации метилцеллюлозы в процессе получения композиции на ее основе; сохранение вязкости водных растворов композиции на уровне вязкости водных растворов метилцеллюлозы, не подшитой глиоксалем; снижение потерь композиции на основе метилцеллюлозы в процессе получения на стадии отжима; улучшение экологических показателей способа; снижение энергозатрат при осуществлении способа.

Поставленная техническая задача в решении прототипа осуществляется путем получения щелочной целлюлозы, последовательно, ее метилирования - обработки метилирующим агентом (преимущественно, хлористым метилом), промывки продукта реакции горячей водой, отжима полученного продукта от промывной воды до влажности 40-70%, т.е. до значения гидромодуля (1-2):1, приготовления реакционной массы путем смешения волокнистой влажной метилцеллюлозы с водным раствором, содержащим глиоксаль из расчета 0,001-0,2 моль/АГЗ и неорганическую кислоту в количестве, обеспечивающем значение рН 2, подшивки в процессе последующей гомогенизации реакционной массы в шнековом экструдере, охлаждения полученной метилцеллюлозы, ее экструдирования и дробления.

Поставленная техническая задача в заявляемом изобретении осуществляется путем получения щелочной целлюлозы с ее последующим метилированием, суспендирования реакционной массы, содержащей полученную метилцеллюлозу, имеющую волокнистую структуру, в водном растворе, содержащем глиоксаль и агент регулирования рН - кислую соль щелочного металла и фосфорной кислоты, взятую в количестве, обеспечивающем значение рН полученной суспензии в пределах от 3,2 до 3,8; подшивки, осуществляемой при гидромодуле (5-10):1 и температуре 30-60^oС в течение 30-60 минут, введения гидроксида щелочного металла в качестве щелочного агента, нейтрализации реакционной смеси до достижения показателя рН 7,5-8,0, отжима полученной композиции на основе метилцеллюлозы при температуре 80-95^oС и ее сушки. Показатель рН 7,5-8,0, достигаемый на стадии нейтрализации, регулируется соотношением солей, получаемых в результате взаимодействия кислой соли щелочного металла и фосфорной кислоты и вводимого гидроксида щелочного металла.

В качестве кислой соли щелочного металла и фосфорной кислоты используют преимущественно натрий фосфорнокислый однозамещенный или калий фосфорнокислый однозамещенный.

В качестве гидроксида щелочного металла используют, преимущественно, гидроксид натрия или гидроксид калия.

Заявляемое техническое решение и решение прототипа совпадают по следующим существенным признакам: получение щелочной целлюлозы, ее последующее метилирование, подшивка продукта реакции путем обработки водным раствором, содержащим глиоксаль, в присутствии агента регулирования рН.

Существенными признаками, отличающими заявляемое изобретение от прототипа, являются следущие: - введение стадии суспендирования реакционной массы, полученной непосредственно после метилирования щелочной целлюлозы, в водном растворе, содержащем глиоксаль и кислую соль щелочного металла и фосфорной кислоты (в прототипе эту стадию осуществляют после промывки реакционной массы горячей водой с последующим отжимом); при этом условием осуществления суспендирования является значение показателя гидромодуля, равное (5-10):1 (в прототипе величина гидромодуля имеет показатель 1-2:1, что исключает возможность суспендирования, а следовательно, - равномерного распределения глиоксаля в реакционной массе); - последовательность стадий, а именно в заявляемом изобретении стадия подшивки (обработка реакционноспособной массы глиоксалем) проводится непосредственно после стадии метилирования; благодаря высокой активности структуры синтезированной метилцеллюлозы, которая не была подвергнута ни промывке, ни отжиму, происходит более однородное распределение связываемого глиоксаля в реакционной массе, вследствие чего значительно повышается равномерность подшивки; - условия осуществления стадии подшивки: в решении прототипа рН водного раствора глиоксаля должен быть равен 2,0, это достигается введением фосфорной кислоты; в заявляемом решении этот показатель находится в диапазоне от 3,2 до 3,8 и регулируется введением в водный раствор кислой соли щелочного металла и фосфорной кислоты: это обеспечивает щадящие условия проведения процесса (снижение кислотности среды и использование мягкодействующего агента способствует снижению деструкции полимера), в результате чего вязкость водного раствора полученной композиции на основе метилцеллюлозы практически остается на уровне вязкости водного раствора метилцеллюлозы, не подшитой глиоксалем; - отсутствие необходимости дополнительной гомогенизации реакционной смеси, что снижает энергоемкость процесса и сокращает количество стадий способа; - введение стадии нейтрализации получаемой композиции на основе метилцеллюлозы водным раствором, содержащим гидроксид щелочного металла в количестве, обеспечивающем рН 7,5-8,0, применение которого решает в один технологический прием триединую задачу: 1) собственно нейтрализацию кислой соли в реакционной массе после стадии подшивки; 2) подавление набухания и частичной растворимости получаемой композиции на основе метилцеллюлозы благодаря действию имеющихся и образующихся при нейтрализации реакционной массы солей, играющих дополнительно роль высаливающих агентов; 3) создание системы с буферными свойствами.

Исследование процесса растворения композиции на основе метилцеллюлозы, содержащей 0,3-0,5% связанного глиоксаля, полученной с применением на стадии нейтрализации водного раствора гидроксида щелочного металла, взятого в количестве, обеспечивающем рН 7,5-8,0, показало, что именно такие условия получения приводят к исключительно равномерной нейтрализации реакционной системы, что впоследствии эффективно повышает способность полученной композиции к растворению в воде. Кроме того, использование гидроксида щелочного металла для нейтрализации реакционной массы, обработанной глиоксалем в присутствии кислой соли щелочного металла и фосфорной кислоты, приводит к образованию смеси солей, обладающей буферными свойствами. Буферные свойства образующейся смеси солей, представляющей смесь однозамещенной и двузамещенной соли щелочного металла фосфорной кислоты, способствуют повышению скорости растворения полученной композиции на основе метилцеллюлозы в воде при сохранении вязкости ее водного раствора на уровне вязкости метилцеллюлозы, не подвергшейся подшивке. Состав образующейся при нейтрализации буферной системы в заявляемом изобретении, в отличие от среды, создаваемой введением щелочного агента на стадии приготовления водного раствора композиции в решении прототипа, создает условия для поддержания химического равновесия как в реакционной системе на стадии нейтрализации при осуществлении способа, так и при получении водного раствора композиции на основе метилцеллюлозы. При этом в системе поддерживается значение показателя рН в заданном оптимальном интервале (слабощелочная среда, характеризующаяся показателем рН 7,5-8,0), что, с одной стороны, способствует ускорению гидролиза слабых химических связей метилцеллюлозы с глиоксалем, вследствие чего увеличивается скорость растворения композиции, с другой стороны, сводит к минимуму химическую деструкцию полимерных цепей за счет более мягких условий растворения готовой композиции, что, в свою очередь, определяет стабильность вязкостных свойств водного раствора композиции на основе метилцеллюлозы.

Дополнительный поиск известных решений, совпадающих с отличительными от решения прототипа признаками заявляемого способа, показал, что заявляемое решение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники: не выявлено влияние порядка осуществления стадии подшивки глиоксалем (проведение непосредственно после метилирования), а также условий ее осуществления (предварительное суспендирование, более высокий гидромодуль, температура, более низкая кислотность среды, применение кислой соли щелочного металла и фосфорной кислоты в качестве агента, регулирующего рН, на равномерность подшивки); введения стадии нейтрализации в способ получения композиции на основе метилцеллюлозы и получения в реакционной массе смеси солей, образующей в водной среде буферную систему, на снижение деструкции полимерных цепей метилцеллюлозы и, в итоге, на достижение технического результата (в частности, на увеличение скорости растворения полученной композиции на основе метилцеллюлозы в воде).

Режимы осуществления отдельных стадий способа обусловлены следующими факторами: - если показатель рН на стадии подшивки будет ниже заданного минимума рН 3,2, это приведет к увеличению степени нежелательной деструкции метилцеллюлозы и увеличению расхода кислой соли щелочного металла и фосфорноой кислоты; если же рН реакционной системы превысит значение рН=3,8, это ухудшит условия обработки глиоксалем и не позволит получить композицию на основе метилцеллюлозы с заданными свойствами; - если показатель гидромодуля на стадии подшивки будет ниже 5:1, то обработка глиоксалем будет неравномерной; если показатель гидромодуля будет выше 10: 1, это приведет к снижению скорости реакции глиоксаля с метилцеллюлозой, что, в итоге, увеличит общую продолжительность способа; - если температура обработки на стадии подшивки глиоксалем будет ниже 30^oС, это приведет к увеличению общей продолжительности процесса; если указанная температура превысит 60^oС, то подшивка глиоксалем будет недостаточно равномерной, что ухудшит качество готового продукта, а также увеличит потери полученной метилцеллюлозы на стадии отжима; - если количество гидроксида щелочного металла в водном растворе на стадии нейтрализации будет ниже количества, обеспечивающего рН 7,5-8,0, это приведет к увеличению времени растворения композиции на основе метилцеллюлозы, повышение количества щелочного агента до уровня, при котором величина рН будет больше 7,5-8,0, приведет к ухудшению условий растворения композиции на основе метилцеллюлозы и к снижению вязкости ее водного раствора.

Температурный режим стадии отжима (80-95^oС) обусловлен максимальным эффектом высаливания наряду с использованием смеси имеющихся в реакционной массе на стадии подшивки и образующихся при нейтрализации солей.

Способ получения композиции на основе метилцеллюлозы осуществляют следующим образом. Готовят щелочную целлюлозу путем пропитки целлюлозы водным раствором гидроксида натрия концентрацией 40 мас.%. Полученную щелочную целлюлозу загружают в реактор, снабженный термостатирующей рубашкой и перемешивающим устройством, подают метилирующий агент, преимущественно хлористый метил в количестве не менее 8 молей на 1 АГЗ целлюлозы, и проводят метилирование при температуре 55-75^oС в течение 6-7 часов. По окончании синтеза из реактора выдувают азотом газовую фазу в систему рекуперации, подают в рубашку хладоагент и охлаждают полученный продукт при постоянном перемешивании, после чего в реактор подают водный раствор, содержащий глиоксаль и кислую соль щелочного металла и фосфорной кислоты, взятую в количестве, обеспечивающем рН 3,2-3,8, и проводят суспендирование продукта путем активного перемешивания; при этом гидромодуль суспензии составляет (5-10):1. Обработку реакционной смеси глиоксалем (подшивку) ведут при перемешивании в течение 30-60 минут и температуре 30-60^oС. Затем в реактор подают водный раствор щелочного агента, проводят нейтрализацию до достижения рН 7,5-8,0, температуру суспензии доводят до 80-95^oС, после чего полученный продукт выделяют отжимом и направляют на сушку.

Определение количества связанного глиоксаля в метилцеллюлозе проводилось следующим образом. В стакане взвешивали около 50 мг метилцеллюлозы, содержащей связанный глиоксаль, наливали 5 мл концентрированной соляной кислоты, устанавливали стакан на магнитную мешалку и перемешивали в течение двух часов до полного растворения образца. 2 мл полученного раствора помещали в мерную колбу, добавляли туда 2 мл раствора 2,4-динитрофенилгидразина, оставляли на один час, образовавшийся осадок растворяли в диметилсульфоксиде, после чего осуществляли колориметрирование рабочего раствора относительно контрольного раствора. Количество связанного глиоксаля в процентах рассчитывали по формуле

где с - количество глиоксаля, содержащегося в мерной колбе (мг); 5 - объем соляной кислоты (мл); m - навеска образца метилцеллюлозы, содержащей связанный глиоксаль.

Полученная в соответствии с заявляемым способом композиция на основе метилцеллюлозы представляет собой волокнистую массу; содержание метоксильных групп в метилцеллюлозе 26-33%; скорость растворения композиции при получении 1,5%-ного водного раствора (скорость вращения мешалки 135 об/мин; температура воды 20^oС, рН 7,5-8,0) не более 5 минут; при растворении комкования частиц не наблюдалось.

Оценка и доказательства преимуществ заявляемого способа основаны на измерении скорости растворения полученной композиции на основе метилцеллюлозы в воде при значении рН 7,5-8,0, измерении динамической вязкости водного раствора композиции на основе метилцеллюлозы, полученной в соответствии с заявляемым способом, сравнении потерь композиции на основе метилцеллюлозы в заявляемом способе на стадии отжима и в решении прототипа.

Конкретная реализация заявляемого изобретения иллюстрируется следующими примерами. Для осуществления способа в соответствии с приведенными примерами 1 и 2 в качестве кислой соли щелочного металла и фосфорной кислоты использовали натрий фосфорнокислый однозамещенный, в качестве щелочного агента - гидроксид натрия в виде 20%-ного водного раствора; в примере 3 - соответственно калий фосфорнокислый однозамещенный и гидроксид калия в виде 20%-ного водного раствора.

Пример 1.

В соответствии с вышеописанным способом осуществляли получение композиции на основе метилцеллюлозы при следующих технологических параметрах:
- количество вводимого глиоксаля 0,05 моль/АГЗ;
- показатель гидромодуля на стадии подшивки 5:1;
- температура на стадии подшивки 30^oС;
- продолжительность стадии подшивки 60 минут;
- показатель рН на стадии подшивки 3,2;
- показатель рН после нейтрализации 7,5;
- температура на стадии отжима 80^oС.

Пример 2.

Технологические параметры осуществляемого способа получения композиции на основе метилцеллюлозы:
- количество вводимого глиоксаля 0,1 моль/АГЗ;
- показатель гидромодуля на стадии подшивки 7,5:1;
- температура на стадии подшивки 45^oС;
- продолжительность стадии подшивки 45 минут;
- показатель рН на стадии подшивки 3,5;
- показатель рН после нейтрализации 7,8;
- температура на стадии отжима 87,5^oС.

Пример 3.

Технологические параметры осуществляемого способа получения композиции на основе метилцеллюлозы:
- количество вводимого глиоксаля 0,2 моль/АГЗ;
- показатель гидромодуля на стадии подшивки 10:1;
- температура на стадии подшивки 60 минут;
- продолжительность стадии подшивки 30 минут;
- показатель рН на стадии подшивки 3,8;
- показатель рН после нейтрализации 8,0;
- температура на стадии отжима 95^oС.

Пример 4 (сравнительный).

Проводили метилирование щелочной целлюлозы; полученный продукт промывали горячей водой, производили его отжим до влажности 70%, смешивали реакционную массу, содержащую метилцеллюлозу, с водным раствором, содержащим глиоксаль из расчета 0,1 моль/АГЗ, и фосфорную кислоту в количестве, обеспечивающем значение рН 2, производили подшивку при значении гидромодуля 2 в шнековом экструдере; полученную метилцеллюлозу охлаждали, экструдировали, дробили и сушили.

Свойства композиции на основе метилцеллюлозы, полученной в соответствии с заявляемым способом и решением прототипа, и технологические показатели способа ее получения приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ получения композиции на основе метилцеллюлозы, включающий получение щелочной целлюлозы, ее метилирование, подшивку глиоксалем, вводимым в количестве 0,05-0,20 моль на ангидроглюкозное звено целлюлозы, в водной среде, в присутствие агента регулирования рН, отличающийся тем, что после метилирования проводят суспендирование полученной реакционной массы в водной среде, содержащей глиоксаль и кислую соль щелочного металла и фосфорной кислоты, взятую в количестве, обеспечивающем рН суспензии от 3,2 до 3,8, затем осуществляют подшивку при гидромодуле (5-10):1 и температуре 30-60°С в течение 30-60 мин, после чего в реакционную смесь вводят водный раствор гидроксида щелочного металла и проводят нейтрализацию до достижения рН 7,5-8,0, отжим композиции на основе метилцеллюлозы при температуре 80-95°С и ее сушку.

РИСУНКИ

Рисунок 1