Способ получения водорастворимой оксипропилцеллюлозы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 897772 (81) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 22. 01. 80 (2! ) 2873348/23-05 с присоединениехт заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 15. 01 82 Бюллетень .Р1е 2

Дата опубликования описания (5l )M. Кл.

С 08 В I I /08

Гоеударстосииый комитет

СССР по делам иаобретеиий и открытий (53) УДК 661. 728. . 8 (088. 8) i, I

l!

А.И. Бемайтайтис и В.В. Урбонайте

1

1 в

t (72) Авторы изобретения

1 (--- -=-=-,.1

Снечкуса

Каунасский политехнический институт им. Антанаса (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОЙ

ОКСИПРОПИЛЦЕЛЛЮЛО311

Изобретение относится к получению водорастворимых производных целлюлозы и может быть использовано при получении эагустителей и эмульгаторов для текстильной, электротехнической, 5 целлюлознобумажной, атомнои и других областей промъпиленности.

Известен способ получения оксипропильных производных целлюлозы, который включает обязательные стадии при"

I0 готовления щелочной целлюлозы, ее созревания, алкилирования в среде щелочи или органических оснований, нейтрализации едкого натра и удаления солей из полупродукта или водораст15 воримого производного целлюлозы (13, Способ является многостадийным и длительным.

Наиболее близким к предлагаемому способу ио технической сущности и достигаемому результату является способ оксипропилирования целлюлозы в присутствии органического основаниятриэтиламина. Согласно данному способу в первой стадии получают щелоч-. ную целлюлозу, во второй удаляют щелочь из активированной целлюлозы промывкой, в третьей и четвертой вытесняют воду ацетоном и алкилируют целлюлозу трехкомпонентной алкилирующей смесью — окись пропилена: триэтиламин: вода (1:0,5:0,5) при

15-30 С (22.

Недостатками известного способа являются многостадийность, применение в процессе органических растворителей, большое количество промывных вод и значительные трудности при выделении оксипропилцеллюлоэы, не содержащей неорганических примесей .

Основная причина указанных недостатков применение в процессе едкого натра.

Цель изобретения — упрощение и ускорение процесса.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу получения водооастворимой оксипропилцелпюлоэы ал897772 килированием целлюлозы окисью пропилена, в присутствии катализатора, обеззоленную целлюлозу предварительно обрабатывают смесью жидкого аммиака и диметилбензиламина при их соотношении 22,6-85,3:14,7-53,2, а алкилирование проводят после отгонки аммиака при 25-35 С смесью 5, 55,6 моль окиси пропилена и 2,72,8 моль воды на одно аигидроглюкозидное звено (АГЗ) целлюлозы.

Пример l. 10 r воздушно-сухой обеззоленной сульфитной целлюлозы для искусственного волокна обрабатывают смесью жидкого аммиака и диметилбензиламина (2,79 моль на АГЗ цел" люлозы) модуль 10 при помешивании в течение 10 мин, аммиак отгоняют при повышении температуры реакционО ной смеси до 20 С и добавляют смесь окиси пропилена и воды, соответственно 5,58 и 2,79 моль на АГЗ целлюлозы. Алкилирование при периодическом помешивании проводят в течение 48 ч при 35 С. Полученная оксипропил целлюлоза (ОПЦ) полностью растворима в воде. Кинематическая вязкость

2- и 1Х-ного растворов очищенных

ОПЦ 1изопропиловый спирт: эфир 3:1) составляет 55,2 и 12 сСт (20 С) соответственно. Зольность продукта соответствует зольности исходной целлюлозы.

Пример 2. Получение ОПЦ аналогично примеру 1, В качестве цел" люлозного материала применяют разрыхленную обезэоленную (0,03Х золы) фильтровальную бумагу (ТУ 6-09-167877}.

Получают полностью водорастворимую ОПЦ с зольносгью, соответствующей исходной целлюлозе.

Пример 3. Получение ОПЦ аналогично примеру 1. лишь диметилбензиламин заменяют эквивалентным количеством триэтиламина. Растворимость полученного продукта в воде

32 .

Пример 4. Получение ОПЦ аналогично примеру 3. Продолжительность алкилирования 144 ч. Растворимость полученного продукта в воде 42Х.

Пример 5. Получение ОПЦ аналогично примеру I Алкилирование а проводят в течение 72 ч при 25 С.

Полученная ОПЦ на 99,8Х растворима в воде. Кинематическая вязкость

2- и 1Х-ного растворов очищенной ОПЦ о, составляет 45,2 и 9,2 сСт (20 С)со!

О ответственно. Зольность продукта соответствует зольности исходной целлюлозы.

Пример б. Получение ОПЦ аналогично примеру 5. Продолжительность алкилирования 48 ч. Растворимость полученного продукта в воде

95,6Х.

Пример 7. 10 r воздушносухой обеззоленной сульфитной целлюлозы для искусственного волокна обрабатывают жидким аммиаком (модуль

1 10) в течение 10 мин и после отгонки 90-92Х аммиака добавляют диметилбензиламин (2,79 моль на ЛГЗ целлюлозы). После окончания отгонки ам mака добавляют смесь окиси ппопилена и воды, соответственно 5,58 и

2,79 моль на ЛГЗ целлюлозы. Алкилирование при периодическом помешивании проводят в течение 48 ч при 85 С.

Полученная ОПЦ на 99,6Х растворима в воде.Кинематическая вязкость 2- и

i -ного растворов в воде при 20 С у$ 39,2 и 8,8 сСт соответственно. Зольность ОПЦ соответствует зольности исходной целлюлозы.

Пример 8. lO r воздушно— сухой сульфитной целлюлозы для искусственного волокна „в течение 0 мин

30 обрабатывают диметилбензиламином (2,79 моль на АГЗ целлюлозы} после чего добавляют смесь окиси пропилена и воды (5,53 и 2,79 моль на АГЗ целлюлозы). Алкилирование при периодическом помешивании проводят в течение 48 ч при 35 С. Растворимость полученного продукта в воде 84 ., Пример 9, 10 r воздушно-сухой сульфитной целлюлозы для искусст40 венного волокна обрабатывают жидким аммиаком в течение 10 мин (модуль

10), аммиак удаляют обработкой горячей водой, воду вытесняют ацетоном.

Алкилирование проводят после добавления реакционной смеси — окись пропилена: диметилбензиламин:вода (5,58:

2,79:2,79 моль на АГЗ) при 35 С в течение 48 ч. Растворимость полученного продукта в воде 86Х.

$0 Как видно из приведенных примеров водорастворимые продукты (100-99,6 ) получены при обработке исходной целлюлозы смесями жидкого аммиака с диметилбензиламином и последующим ,$$ алкилироваиием окисью пропилена в присутствии воды (примеры 1, 2, 5 и 7)

Оптимальными условиями проведения процесса для получения водораствори897772

Состав смеси, вес. 7.

Растворимость1 оксипропилцеллюлозы, 7.

Аммиак (модуль) ДИВА (16) 14,7 98,7 (10) 30,8 99,8

85,3

69,2

46,8 (5,5) . 53,2

99,1

22,6 (3,3) ;77ю4 99 6

Таблица 2

Промывки водой

Образец

Зольность,7

Исходный обеззоленный фильтр

0,034

Нет

Оксипропилцеллюлоэа по примеру 1

0,043

Нет

Оксипропилцеллюло- -,. Промывка щелочной целлюза по.прототипу лозы водонроводной водой

0,09

То же

Промывка щелочной целлюлозы промышленной водой

0,177 (жесткость 5-6 мг/экв/л) мых продуктов является продолжительность реакции 48-72 ч. при температуре 25-85 С и соотношении реагентов

1:0,5:0,5 моль ° Использование вместо диметилбенэиламина триэтиламина (прототип) или активация целлюлозы аммиаком (примеры 8 и 9) не приводит к получению полностью водорастворимой

ОПЦ. В предлагаемых условиях синтеза зольность целлюлозы ие повышается..

Содержание аммиака в смеси зависит от воэможностей аппаратурного оформления процесса. При тщательном .перемешивании целлюлозы со смесью достаточно практически равных количеств аммиака и диметилбеиэиламина нижний предел может быть достигнут лишь при отгонке избыточного аммиака. В конечном итоге видно, что в исследованном интервале состава, смеси изменение количества аммиака не оказывает существенного влияния на растворимость продукта.

Как видно из данных табл. 2 отсуФствие стадий приготовления щелочной целлюлозы и промывки ее водой позволяет получить продукт по предлагаемому способу с минимальным количеством эолы. Наличие стадий мерсе- ризации и промывки щелочной целлюлозы водой повьппает зольность продукта не меньше чем в два раза. Еще большее количество золы обнаруживается в продукте, при получении которого применялись промывки промьппленной во55 дой средней жесткости.

Предлагаемый способ позволяет полностью избежать отходов аммиака путем кондечсации его паров и многоВлияние смеси аммиака и ДИВА на растворимость оксипропилцеллюлоэы представлено в табл. 1. Таблица 1

П р и м е ч а н и е. Количество

ДИВА 2,79 моль на АГЗ целлюлозы,усло-. вия алкилирования как в примере 1.

Влияние способа получения на зольность оксипропилцеллюлоэы приведено в табл. 2. кратного использования в замкнутом цикле. В свою очередь, замена щелочи при обработке целлюлозы исключает загрязнение окружающей среды сточными водами. Проведение процесса получения ОПЦ в отсутствие неорганических соединений позволяет получить продукты с зольностью, равной исходной, без дополнительной трудоемкостной очистки. Последний факт особенно важен при использовании растворов

ОПЦ в условиях радиации (отсутствии остаточкой радиоактивности)

Формула изобретения

Способ получения водорастворимой оксипропилцеллюлозы алкилированием

897772 8

2,8 моль воды на одно ангидроглюкозидное звено целлюлозы. целлюлозы окисью пропилена в присутствии катализатора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса, обеззоленную целлюлозу предварительно обрабатывают смесью жидкого аммиака и диметилбензиламина при их сооТ ношении 22,6-85,3:14,7-53,2, а алкилирование проводят после отгонки аммиака при 25-35 С смесью 5,55,6 моль окиси пропилена и 2,7Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

l, Бытенский В.Я. Кузнецова F..Ï.

Производство эфиров целлюлозы. t1.,, "Химия", 1974, с, 15!.

2 ° Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2410976/23-05, кл. С 08 В 11/08, 1977 {прототип) Заказ 11870/33 Тираж 511

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

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

Составитель Т. Иартинская

Редактор JI. Веселовская Техред С.Мигунова, Корректор У. Пономаренко