Способ получения ацетатов целлюлозы

 

Союз Советских

Соц)аииктическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ii)802287

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 280778 {21) 2649396/23-05 (5 )М КЛ с присоединением заявки Йо (23) ПриоритетС 08 В 3/06

Государственный комитет

СССР во делан изобретений и открытий

Опубликовано 07.02.81.Бюллетень HQ 5

Дата опубликования описания 0702.81 (53) УДК 677 464 (088. 8) -®@Зйд (72) Авторы изобретения

А.Шарипджанов и P.Розыахунов (71) Заявитель (5 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТО В ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к способам получения сложных эфиров целлюлозЫ, а именно к способу получения стабильных ацетатов целлюлозы, используемых в производстве ацетатных волокон и пленок.

Известен способ ацетилирования целлюлозы с использованием в качестве катализаторов солей металлов для получения стабильных ацетатов целлюлозы, например хлористого цинка как в чистом виде, так и в смеси с другими катализаторами P ).

Недостатками такого, способа являются применение катализаторов в боль- 15 ших количествах (100-200в от массы целлюлозы) и необходимость их реге- . нерации.

Известен способ получения ацетатов целлюлозы, включающий этерификацию 20 активированной целлюлозы уксусным ангидридом в присутствии катализатора, ВЫбраИНОГО Из ГруППЫ: Ti СС4, АсСВ, 5ЬСВу и SnCly Щ, Известный способ дает .выход целевого продукта 60-84%, не допускает повышения температуры выше 40 С, требует использования вредных и огйеопасных растворителей и больших количеств ! катализатора и не обеспечивает полу- 36 чения термостабильных ацетатов целлюлозы.

Целью изобретения является повышение термостабильности и выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения ацетатов целлюлозы этерификацией активированной целлюлозы уксусным ангидридом в присутствии катализатора в качестве последнего используют хлористое железо в количестве 1-10% или смесь хлористого железа с хлористым фосфором в соотношении 4,4-4,6:;0 4

0,6 в количестве 1-5% от массы целлюлозы, Применение указанного катализатора дает возможность более глубоко и равномерно провести реакцию этерификации, которая протекает 0,4-10 ч при 40-60 С.

Пример 1 ° K 10 r целлюлозы добавляют 0,1 г (1%) треххлористого железа (ХЖ), растворенного в 50 мп уксусной кислоты, реакционную смесь . помещают в стеклянную банку с пришлифованной пробкой и перемешивают. 3атем к активированной целлюлозе при

20 С приливают 30 мл уксусного ангидрида и переносят в;пробирку емкостью

802287

Удельную вязкость 0,5%-ного раствора АЦ определяют в смеси метиленхлорида и спирта в соотношении 9:1 при о

20 С в вискоэиметре типа ДГ-29 с диаметром капилляра 0,73 мм.

5 Термостабильность AU, определяют по температуре начала изменения цвета в процессе прогрева на воздухе (ГОСТ 12808-67) .

Потерю веса определяют с помощью g торэионных весов при прогреве до

300 С (через 35-40 мин от начала опыта) после экспозиции на воздухе.

300 .мл, снабженную механической мешалкой. Пробирку помещают на водяную баню и поддерживают температуру 60оС, Реакционную массу перемешивают, определяя однородность проб. Но достижении гомогенной однородности смесь разбавляют при комнатной температуре смесью 30 мл метиленхлорида и 70 мл уксусной кислоты. После перемешивания в течение 15 мин раствор высаждают в горячую воду (70-80 С) . Высаженный продукт промывают холодной водой до нейтральной реакции, высушивают при 50оС до постоянного веса и подвергают испытаниям. Свойства полученных ацетатов целлюлозы (АЦ) приведены в табл. 1.

Пример 2 ° .0,3 г (3%) ХЖ растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем пРоводят активирование целлюлозы и получают АЦ так же,как в примере 1.

Пример 3 . 0 5 (5%) ХЖ растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозы и получают АЦ так же, как в примере 1 °

Пример 4. 1 г (10%) ХЖ растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование и получают АЦ согласно примеру 1.

Пример 5. 0,1 г (1%) смеси, состоящей иэ 0,09 г ХЖ и 0,01 г пятихлористого фосфора (ХФ), растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозы и получают AU, по примеру 1.

Пример 6. 0 3 г (3%) смеси, состоящей из 0,27 г ХЖ и 0,03 r ХФ, растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозы и получают АЦ по примеру 1.

II р и м е р 7. 0,5 (5%) смеси, состоящей из 0,45 г ХЖ и 0,5 г ХФ, растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозы и получают. АЦ по примеру 1.

Пример 8. 1 г (10%) смеси, состоящей иэ О, 9 r ХЖ и О, 1 г ХФ растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозы и получают АЦ по примеру 1.

В табл. 1 приведены результаты этерификации целлюлозы и некоторые

1S свойства полученных АЦ в присутствии различных количеств катализатора, Высокая каталитическая активность

ХЖ проявляется в присутствии небольших количеств ХФ.

20 Некоторые результаты влияния смеси веществ на скорость ацетилирования целлюлозы и свойства полученных

АЦ представлены в табл. 2, Из табл. 2 видно, что с увеличением содержания ХФ в смеси повышается скорость ацетилирования, но уменьшается удельная вязкость и выход йолучаемого АЦ, При ацетилировании целлюлозы использование смеси ХЖ и ХФ при соотношении

® 4,5:0,5 достаточно для получения стабильных АЦ, В табл, 3 приведены результаты этерификации целлюлозы и некоторые свойства полученных AU в присутствии

ЗЭ различных количеств смеси ХЖ и ХФ при соотношении 4,5г 0,5Из таблицы 3 видно, что при увеличении количества смеси ХЖ и ХФ (при соотношении 4,5:0,5) до 1% ката4Q литическая активность повышается и получаются стабильные продукты. Оптимальным количеством катализатора является 5% (от массы целлюлозы).

Предложенный способ позволяет по.высить выход ацетатов целлюлозы до

98-100% от теоретического против 6084% по прототипу и термостабильность получаемых образцов на 20 С. о

Таблица 1 а скорость ацетилировання и качество уктов

Влияние количества катализатора н получаемых прод

) 1

Термостабиль Hocть

Количест во Продолжикатализато- .тельность ра, % (от реакции, мас сы цел- ч люлозы) Номер Катализ атор примера

Удельная вязкость начало из- потеря веменения са, % цветао С

9,8

0,68

290

5,3

1,0

ХЖ

4,1

0,72

292

3,0

5,0

То же

0;72

0,72

3,0

5,0

292

5,0

1,0

290

5,1

802287

Таблица 2

Влияние соотношения ХЖ и ХФ на скорость ацетилирования и свойства получаемых продуктов

Термостабильность

Процентное соотношение Продслжитель- Удельная смеси ность реакции вязкость

XK хэ ч начало измене потеря веса, ния цвета,оC В

0,72

0,72

292

5,0

292

2,2

4,75

0,25

292

0,72

4,5

0 5

1,6

0,71

292

4,25

0,75

1,3

292

5,2

0,69

0,8

4,0

1,0

3,0

290

0,66

О, 2,0

5,0

Деструктирует

Т а б л и ц а 3

Влияние количества катализаторов на скоросгь ацетилирования и качество получаемых продуктов

Номер при -Катализа Количество мера тор катализатоТермостабильносчь

Удельная вязкость

Продолжитель ность реакции, ч ра, % (от массы целлюлозы) начало изме нения цвета, ОС .! потеря веса, Ъ

290

5,2

5,8

Хж и ХФ

То же

292.2,8

5,0

292

5,0

1,6

292

5,2

0,4

1 — 10

1-10 инструктирует

ХФ

Не ацетилирует

ХЖ

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 10502/28 Тираж 541 Подписное

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

Способ получения ацетатов целлюлозы этерификацией активированной целлюлозы уксусным ангидридом в присутствии катализатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с .целью повышения термостабильности и выхода целевого продукта, в качестве катализатора используют хлористое железо в количестве 1-10% или смесь хлористого

0,71

0,72

0,72

0,70 железа.с хлористым фосфором в соотно50 шенин 4,4-4,6:0,4-0,6 в количестве

1-5В от массы целлюлозы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Роговин З.А. Химия целлюлозы

И,, Химия, 1972, с. 320.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2510195/23-05, кл. С 08 В 3/06, 22.07.77 (прототип).