Способ повышения реакционной способности целлюлозы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ВтОРСКОМЮ СВИДЕтЕйЬСтВЮ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»427020 (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 23.05.70 (21) 1443233/23-4 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 05.05,74. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 29.01.75 (51) М. Кл, С 08Ь 1/06

D 21с 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оа делам изобретений и открытий (53) УДК 661.728.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. A. Петропавловский, Ю. Н. Непенин, А. Ф. Зайцева и Г. А. Пазухина (71) Заявитель

Институт высокомолекулярных соединений (54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ РЕАКЦИОННОЙ

СПОСОБНОСТИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к способу повышения реакционной способности целлюлозы к реакциям этерификации, в частности к реакции ацетилирования.

Известен способ повышения реакционной способности целлюлозы путем размола исходной целлюлозы в водно-спиртовой среде, предпочтительно в 30 — 50%-ном растворе этилового спирта в воде.

К недо статкахг известного способа относятся деструкция целлюлозы, большой расход этилового спирта, сложность его регенерации и необходимость герметизации размольных а.ппаратов.

С целью повышения качества целевого продукта и упрощения способа предлагается исходную целлюлозу размалывать в водной среде с последующим обезвоживанием размо латой целлюлозы на 40 — 60%, обработкой этанолом и досушиванием.

Предлагаемый способ прост, безвреден и основан на использовании доступных реагентов.

Кроме того, расход 96%-ного этилового спирта на 1 т целлюлозы сокращается в 10 раз по сравнению с известным способом.

Пример 1. 15 г воздушно-сухой беленой сульфит-сульфатной целлюлозы из еловой древесины раъмалывают в 250 лгл воды в мельнице Иокро до 60 ШР, отсасывают на воронке Бюхнера до влажности — 40 — 60%, полученную отливку однократно обрабатывают

1 яик в ванне этанолом при 20 С (расход спирта 1: 2), отжимают на воронке Бюхнера и досушивают до кондиционной влажности

6 — 7%.

Реакционную способность оценивают по методу ступенчатого гетерогенного ацетилирования и последующего построения интегральных и дифференциальных кривых скорости образования распворимых фракций.

Критерием оценки служит скорость образования растворимых в метиленхлориде фракций в зависимости от времени реакции. Ацетилирующая смесь на каждый, грамм целлюлозы содержит 22,5 ял бензола, 6,0 лгл уксусного ангидрида и катализатор — хлорную кислоту (2% от целлюлозы). Модуль ацетплирования 1: 28,5, температура 40 С. Через определенньш период времени продукты ацетилирования отделяют, промывают водой, этанолом (до полного удаления остатков бензола и катализатора), сушат в вакууме прп 50 С до постоянного веса и определяют количество растворимых и нераспворимых в метиленхлориде фракций и степень пх замещения. Все растворимые фракции состоят практически из триацетатов (степень замещения у=290 — 299), а нерастворимая часть — из чистой целлюло зы (степень замещения .при гетерогенном аце427020 рования, час известный способ предлагаемый способ

2 и

5

8

ll

12,0

23,9

34,0

44,5

54,5

60,5

65,4

71,0

83,9

91.5

94,1

40,1

59,9

75,1

83,9

91,5

95,2

97,5

98,9

99,9

25 тилировании у= 1 — 22). При .построении интегральных и дифференциальных кривых поправку на заместитель можно не вводить. Интегральные кривые (суммарный выход растворимых фракций в:процентах) строят на основании средних экопериментальных значе ний, приведенных в таблице. Дифференциальные кривые (прирост растворимых фракций в миллиметрах) строят,на основе интегральных кривых, приведенных на фиг. 1.

Выход раствозпмых в метпленВремя ацетпли- I хлориде фракций, о/о

П р и,м е р 2. Проводят опыт, как в примере 1, .но размол ведут,до 30 ШР.

Полученные результаты даны на фиг. 2.

П.р и м е р 3. Проводят опыт аналогично примеру 1 при размоле до 18 ШР, .получают да нные, предста;влен ные на фи.г. 3.

Полученные интегральные и дифференциальные кривые позволяют судить о структуре древесной целлюлозы и раопределении ее молекул ло реакционнной способности в реакциях гетерогенного ацетилирования, так как характер этих реакций зависит от надмолекулярной структуры целлюлозы.

Из приведенных данных видно, что после обработки целлюлозы (помол 60 ШР, обезвоживание этанолом) по предлагаемому способу ее реакционная способность резко увеличивается. Так, за .первый час гетерогенного ацетилирования обработанной по предлагаемому способу целлюлозы образуется 40 /о растворимых фракций, а,при ацетилировании необработанной фракции за этот же период— лишь 12%. И на протяжении всего времени ацетилирования обработанная по предлагае15 мому, способу целлюлоза образует значительно большее количество растворимых фракций, чем необработанная.

Основной,причиной;повышения реакционной способности целлюлозы является частич

20 ное разрушение .пространственной структуры целлюлозы, которое происходит при предварительном водном размоле, частично м обезвоживании отсосом и,кратковременной обработке спиртом.

Предмет изобретения

Способ повышения .реакционной способности целлюлозы с применением размола ис30 ходной целлюлозы в присутствии этилового спирта и воды, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта и упрощения способа, исходную целлюлозу размалывают в водной среде с последующим

35 обезвоживанием размолотой целлюлозы на

40 — 60%, обработкой этанолOM и досушиванием.

427020

- 30

=;- г0

10 Я 700 с> 00

80 4 ф . 70

10 11 17

0 5 6 ° 8 " Ч

3pp%8 сцгРааадЯйй(п vаr

Ч 5 8 7 v а i

Bypass ацетпилира8аний, 4ас

Фиг. "

1 г,Д 4 з Б 7 8 0 10

8pppyg ур (p (JpD6аиУЯ vfzc

9 аг 3

Составитель С. Котова

Корректор И. Симкина

Редактор T. карганова

Техред 3. Тараненко

Заказ 1734)457 Изд. ¹ 791 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» 3

,з.

1 100

- Ю

7Д ф 80

80 ц0

Ъ ф Ч0

70 б0

l10

Ъ

Ъ

Я Р0 с j0

3 д» и

/rg а

2 80

=:Ь

Z0 ч

-- а ) 00