Способ получения карбоксиметилцеллюлозы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВИ)РСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистических

Республик

«>859374 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За я алеко 12.12.79 (21) 2850520/23-05 (51)М. Кл. созвйг с присоединением заявки М

Гоеудорстеенный комитет

СССР да делам изобретений и открытий (28) Приоритет

ОпУбликовано 30.08.81. Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 01.09.81 (5З ) УД К 678.546, .11 (088.8) I !

В. А. Тропина, В. И. Давыдова, В. А. Петренко, М. В. Прокофьева, Ю. Д. Андреев, В. М. Курицын, Ю, С. Орлов и Х. А. Акрамов (72). Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетических смол (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛ10ЛОЗЫ

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения низковязких простых эфиров целлюлозы— карбоксиметилцеллюлозы (КМЩ, которая находит широкое применение в фармацевтической, бумажной, текстильной и других отраслях промышленности.

Известен способ получения низковязкой

КМЦ в котором перекись водорода в коли-! честве 0,001 — 0,1 ч. на 1 ч. целлюлозы вводят в реакционную смесь на стадии карбоксиметилирования или после него и деструкцию ведут при 40 — 80 С в течение 15 — 30 мин, затем,массу нейтрализуют уксусной кислотой, фильтруют, промывают водным этанолом и сушат. Полученный продукт имеет вязкость

2 -ного водного раствора 30-35 сПз (1J.

Недостатками этого способа являются затруднение процесса очистки и последующего отжима за счет сильного набухания низкомолекулярного продукта в водных растворах спиртов, большие потери продукта за счет растворения низкомолекулярных фракций, получение ороговевшего продукта, необходимость

«использования для очистки более концентри. рованных растворов спиртов, что повышает нх расход на очистку.

Наиболее близким к предлагаемому явля5 ется способ получения низковязких карбоксиметиловых эфиров целлюлозы, включающий обработку целлюлозы раствором гидроокиси щелочного металла, карбоксиметилирование, ©очистку, деструкцию получаемого

10 продукта перекисью водорода и сушку. Сушку проводят при 200 — 250 С до разложения перекиси водорода на 95% (90 мин). При этом содержание воды не должно превышать 75% (2).

Недостатками этого способа являются усложI5 кение технологического процесса за счет создания дополнительных стадий обработки го. тового продукта, необходимость тщательного перемешивания для равномерного распределения малых количеств деструктирующего ре20 агента (содержание воды не более 75%), а также необходимость создания требуемого рН среды за счет введения бикарбонатов и едкого патра, кроме того затрудняются условия суш859374 ки, так как продукт содержит большое количество воды, Цель изобретения — упрощение процесса, Поставленная цель достигается тем, что в способе получения карбоксиметилцеллюлозы, включающем обработку целлюлозы раствором гидроокиси щелочного металла, карбоксимети. лирование, очистку, деструкцию получаемого продукта перекисью водорода и сушку, де струкцию проводят введением перекиси. водорода на стадии очистки за 5 — 10 мин до ее окончания и сушку проводят 30 — 60 мин при

60-140 С.

Согласно предлагаемому способу целлюлозч обрабатывают 10-кратным количеством 20—

30 >-ного водного раствора едкого натра, отжимают до (2,5 — 3,5)-кратного веса, измельчают, обрабатывают монохлоруксусной кислотой или смесью монохлоруксусной кислоты с ее 1атриевой солью при мольном соотношении целлюлоза: МХУК, равном 1: 1,1 — 1,2, карбоксиметилируют и очищают водным раствором этанола, вводяг перекись водорода в количестве 0,3 — 10% от веса KMU, перемешивают 5—

10 мин, отжимают и сушат при 60 — 140 С в течение 30 — 60 мин. При отжиме 1/3 перекиси водорода остается с продуктом, а 2/3 уходят с раствором этилового спирта и используются для повторных обработок.

Пример 1. 100 вес.ч. сульфитной целлюлозы обрабатывают 1220 вес.ч. водного раствора едкого натра концентрации 21% в течение

1 ч при 20 С, отжимают до 3-кратного веса, измельчают в измельчителе типа Вернер—

Пфляйдерер в течение 1 ч, смешивают с

64 вес.ч. монохлоруксусной кислоты и карбоксиметилируют в течение 2 ч при 80 C.

300 вес.ч. технической KMII очищают

50% ным раствором этилового спирта при модуле 8 до содержания примесей 1 — 2%, затем добавляют 1,3 вес.ч. (0,26%) 30%-ного раствора перекиси водорода, перемешивают в течение 5,мин, затем КМЦ отделяют от водноспиртового раствора и сушат при 60 С в течение 30 мин. Полученный продукт имеет степень замещения 0,64, вязкость 2 -ного водного раствора 240 сПз, без введения перекиси — 700 сПз, содержание воды 9,8%.

Пример 2. 300 весл. технической KMU, полученной по примеру 1, очищают 60%-ным водным раствором этилового спирта при модуле 8 до содержания примесей 1-2%, добавляют 6,7 sec,÷. 30"!-ного раствора перекиси

50 водорода, перемешивают 10 мин, отделяют от водно-спиртового раствора (процент перекиси водорода на продукте 0,4) и сушат при 120 С в течение 40 мин. Степень замещения полученного продукта 0,62, вязкость 2 o-ного водного раствора 80 сПз, без введения перекиси-70 сПз, содержание воды 10%.

Пример 3. (На повторное использование водно-спиртового раствора с перекисью водорода) .

300 вес.ч. технической KMU, полученной по примеру 1, очищают 60 o-ным раствором этилового спирта до содержания примесей 1 — 2%, затем используют водно-спиртовый раствор, содержащий 0,8% перекиси, добавляют еще

2,2 вес.ч. (0,4%) перекиси водорода, перемешивают 10 мин, отделяют от водно-спиртовой смеси и сушат при 120 С в течение 40 мин.

Степень замещения КМЦ 0,62, вязкость 2 ного водного раствора 82 сПз, содержание воды 10%, Пример 4. 300 вес.ч. технической КМЦ, полученной по примеру 1, очищают 60 >-ным водным раствором этилового спирта до содержания примесей 1 — 2%, добавляют 10 вес.ч. (2%) 30 ного раствора перекиси водорода, перемешивают 8 мин, отделяют от водно-спиртового раствора и сушат при 140 С в течение

60 мин. Вязкость 2 o-ного водного раствора

30 сПз, содержание воды 9,5%.

Пример 5 (Известный способ). 300 вес.ч. технической КМЦ, полученной по примеру 1, очищают водным раствором этилового спирта, отжимают до содержания воды 27%, перемешивают с 50 вес.ч. 0,8 o-ного водного раствора перекиси водорода (0,4% к весу КМЦ) в иэмельчителе в течение 30 мин, затем сушат при 120 С в течение 90 мин (такая продолжительность сушки необходима из-за высокого содержания воды в реакционной смеси). Полученный продукт имеет степень замещения 0,64, вязкость 2 -ного водного раствора 100 сПэ, содержание воды 15%.

Пример 6. 300 вес.ч. технической KMU, полученной по примеру 1, очищают .60%-ным раствором этилового спирта, добавляют 6,7 вес.ч.

30 o-ной перекиси, перемешивают 10 мин, отделяют от водно-спиртового раствора и сушат при 55 С в течение 30 мин. Полученный продукт имеет вязкость 2%-ного водного раствора

150 сПз, содержание воды 15%.

Сравнительные данные по получению KMU известным и предлагаемым способами приведены в таблице.

cb ф о а а

00 (7 ь

С)

9 4

g о

g о

gó 1„

IO о

v о

И

k6 о о

Ж

ci

v p. о о

Х р

H.

1 (5

Д

Й о5

859374 доР и о

8 о

I I ° о об о Р

859374

Составитель Т. Мартинская

Техред А. Ач Корректор F-. Рошко редактор В. Петраш

Заказ 7466/40

Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственното комитета СССР по пелам изобретений и открыткй

113035. Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Фипмап П11П Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ данных таблицы, в предлагае. мом сйособе исключена стадия дополнительного смещения КМЦ с водным раствором перекиси водорода, за счет чего сокращается продолжительность обработки на 50 — 70 мин.

Предлагаемый способ получения карбоксиметилцеллюлоэы позволяет повысить технологичность процесса за счет исключения стадии обработки очищенной КМЦ водным раствором перекиси водорода, при этом введение переки- 1О си водорода на стадии очистки дает возможность получать более однородный продукт эа счет равномерного распределения перекиси водорода.

Формула изобрeòåíèÿ

Способ получения карбоксиметилцеллюлозы, включающий обработку целлюлозы раствором гидроокиси щелочного металла, карбоксиметилнрование, очистку, деструкцию получаемого продукта перекисью водороца и сушку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса, деструкцию проводят введением перекиси водорода на стадии очистки за

5 — 10 мин. до ее окончания и сушку проводят 30-60 мин при 60 — 140 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии Н 1131251, кл. С 3 А, опублик. 1968.

2. Патент Англии и 1139637, кл. С 3 А, опублик. 1969 (прототип).