Способ активации целлюлозыt5oeuq!u3ha>&l iпате!1тно- у:;к;;н':г'шбиблиотек/. г

Способ активации целлюлозыt5oeuq!u3ha>&l iпате!1тно- у:;к;;н':г'шбиблиотек/. г

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено ЗО.Х.1967 (¹ 1193480/23-4) М, Кл, С OSb 1/02 с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 08.1.1973. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 5.1П.1973

Комитет по делам изобретеиий и открытий пли Соаете Мииистрое

СССР

УДК 661.728.8(088.8) Авторы изобретения H. В. Кия-Оглу, Л. В. Гурковская, В. Е. Сабинин, В. А. Петрова и Е. К. Колтунова

Владимирский научно-исследовательский институт синтетических смол

Заявитель

\ т

flATh) ;";ь -,-,,,- тт-";I

БИБЛИО-: .: ., .

СПОСОБ АКТИВАЦИИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к способу активации целлюлозы для получения сложных эфиров целлюлозы.

При проведении большинства реакций на целлюлозе, в том числе ацилирования, реакционная система является гетерогенной. Зона превращений распространяется прежде всего на границу двух фаз. Наличие доступной сети капилляров в структуре волокна является необходимой для начала реакции в глубинах целлюлозной структуры. Поэтому непременной стадией технологического процесса получения сложных эфиров целлюлозы является активация ее перед ацилированием. От способа и условий проведения этой операции во многом зависит течение процесса ацилирования и качество готового продукта.

Известны различные способы активации целлюлозы путем введения в целлюлозу небольшого количества новых групп, паоухания целлюлозы в различных реагентах и др.

Известен способ повышения реакционной способности целлюлозы путем воздействия на водную суспензию целлюлозы коронного разряда.

Однако неооходимость введения воды приводит к большому расходу уксусного ангидрида (в процессе получения ацетата целлюлозы из-за побочной реакции воды и уксусного ангидрида, кроме того, процесс длителен (30 — б0 .11ин) и сложен.

С целью улучшения способа (сокращения времени процесса, упрощения, сокращения

5 расхода уксусного ангидрида, используемого для дальнейшего получения ацетатов целлюлозы) .предложен способ активации целлюлозы, заключающийся в том, что целлюлозу, обработанную алифатической кислотой, напри10 мер уксусной, подвергают воздействию поля токов высокой частоты.

Длительность процесса до 4,11ин.

Предлагаемый спосоо обеспечивает равномерность и высокую эффективность процесса

15 благодаря тому, что поглощение энергии в по; Ie токОВ Высокой 12стоты Весьма р2злично для целлюлозы, воды и уксусной кислоты. Вода, всегда имеющаяся в субмикроскопических

I10p2x целл1олозы и нагревающаяся быстрее, 20 чем целлюлоза пlH уксусная кислота, разрывает эти поры, увеличивая тем самым реакционную способность целлюлозы.

Алифатическая кислота, добавляемая к целлюлозе, смягчает этот процесс, способствуя

25 получению равномерно актпвпрованного продукта.

Поскольку степень нагрева компонентов зависит от частоты тока, может быть избран такой режим работы, прп котором различие

30 между нагревом целлюлозы и кислоты, с од365364

15

Константа скорости ацетилироваиия

Скорость осветлеиия

Степень осветлеиия, о, Опыт

А

Б

2,19

1,69

1,69

19

100

3 пой стороны, и водой, с другой стороны, будет максимальным. Этот фактор необходимо учитывать, поскольку прогрев самой цел;полозы ведет к ухудшению реакционной способности и даже к обугливанию ее.

Поскольку степень нагрева диэлектрика в поле ТВЧ пропорциональна частоте и квадрату напряженности, то обе эти величины могут быть различными в каждом конкретном случае, в зависимости от имеющегося оборудования, однако, наиболее приемлемыми являются поля, генерируемые током с частотой 1—

30 мга.

Благодаря тому, что продолжительность ооработки реакционной массы полем токов высокой частоты невелика (несколько минут), процесс может быть непрерывным. ,Расход уксусной кислоты и единовременное наличие ее в системе при данном способе актйвации невелико, что соответственно уменьшает количество разбавленной уксусной кислоты, подлежащей регенерации. Это благоприятно сказывается на экономике .процесса.

Хорошее активирующее действие предлагаемого способа подтверждено даш:ыми по величине реакционной способности целлюлозы к ацилированию, определенной Ilo методу технологической пробы.

Метод заключается в ацетилировапип образцов целлюлозы, активированных различными способами с последующим определением: константы скорости реакции ацетилирования, скорости и степени осветления реакцио1шой массы в результате ацетилирования.

Ниже приводятся условия проведения этого анализа и полученные результаты.

Пример 1.

3,6 г целлюлозы, смоченной 7,2 г ледяной уксусной кислоты (температура замерзания

16,4 С) подвергают воздействию поля ТВЧ (напряженность 5,5 кв, частоты 30 ига) в течение 1,чин. После этого реакционную массу охлаждают на воздухе в течение 0,5 час.

Лктивированную таким способом целлюлозу подвергают ацетилированию в калориметре при начальной температуре 25 С ацетнлирующей смесью, состоящей из 96 г уксусного ангидрида, 311 г метилепхлорида и 1 г серной кислоты. Во время процесса ацетилирования записывают кривую тепловыделения, которая, как известно, пропорциональна скорости реакции, и кривую осветления реакционной пассы. По этим кривым рассчитывают константу скорости реакции, скорость и процент осветления реакционной массы (опыт А).

Параллельно в этих же условиях производят определение реакционной способности целлюлозы, активированной без воздействия поля ТВЧ при следующих условиях.

3,6 г целлюлозы обрабатывают предварительно нагретой ледяной уксусной кислотой в количестве 0,4 вес. ч, кислоты на 1 вес. ч., целлюлозы. Смесь выдерживают в термошкафе при температуре 90 С .при периодическом перемешивании в течение 2,5 час. После этого целлюлозу охлаждают и подвергают ацетилнрованию в тех же условиях (опыт Б).

3 6 г целлюлозы за»a-ièâàþò в 157 г

93 /о-ной уксусной кислоты в течение 0,5 час.

Затем разбавленную кислоту пз целлюлозы отжимают и остатки ее вытесняют ледяной уксусной кислотой (с температурой замерзания 16,4 С) до тех пор пока целлюлоза не пропитается уксусной кислотой. После этого целлюлозу еще раз отжимают до содержания в ней 2 вес. ч. кислоты и 1 вес. ч. целлюлозы и затем подвергают ацетилированию в тех же условиях (опыт В) .

В опытах Б и В так же, как в опыте А во время процесса ацетилирования записывают кривые тепловыделения и осветления реакционной массы. По этим кривым расс ппывают константы скорости реакции, скорость и процент осветления реакционной массы.

Полученные данные приведены в табл. 1.

Таблица 1

Из приведенных данных видно, что активация целлюлозы по предлагаемому способу— в поле ТВЧ обеспечивает хорошую реакционную способность целлюлозы к ацетилированию.

Пример 2.

100 г целлюлозы, обработанной 200 г уксусной кислоты (температура замерзания

16,4 С) после выдержки в течение 10 яин подвергают воздействию поля ТВЧ (напряженность 5,5 кв частота 30 .ига) в течение

3 мин.

Лктивированную таким образом целлюлозу после охлаждения ацетилируют в лабораторном ацетиляторе (с мешалкой) смесью, состоящей из 265 г уксусного ангидрида, 529 г метиленхлорида и 1 г серной кислоты.

Во время ацетилирования температура реакционной массы непрерывно повышается за счет тепла, выделяющегося при реакции, и ее регулируют подачей воды в ванну аппарата таким образом, чтобы за каждые 15 иин подьем температуры составлял 1 — 1,5 С, а максимальная температура реакции составляла

40 С. По достижении «чистого поля» реакционную массу нейтрализуют смесью, состоящей из 200 г уксусной кислоты, 87 г воды и 9,3 г уксуснокислого патра. Весь процесс продолжается 4,5 — 5,0 час. (опыт Л) .

Параллельно в этих же условиях проводят ацетилирование 100 г целлюлозы, активированной 200 г уксусной кислоты в течение суток при комнатной температуре (опыт Б), 365364

Таблица 2

Предмет изобретения

Содержание связанной уксусной кислоты

Опыт

Удельная вязкость

61,0 — 62,17

0,40 — 0,45

61,1

0,48

Составитель С. Котова

Техред Т. Миронова

Редактор Э. Шибаева

Корректор E. Денисова

Заказ 450/14 Изд. № 1113 Тираж 551 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Полученный триацетат анализиру1от»а содержание связанной уксусной кпс 1оты и удельную вязкость. Результаты анализа приведены в табл. 2.

Из приведенных данных видно, что активация целлюлозы по предлагаемому способу— г> поле ТВЧ ооеспечивает получение ацетата целлюлозы с нормальными качественными по5 казателями.

Способ активации целлюлозы с примене10 нием воздействия электрических разрядов, от.гача1ощийсч тем, что, с целью улучшения способа, целл1олозу обработанную алифатической кислотой, например, уксусной, подвергают воздействи1о поля токов высокой частоты.