Способ получения ацетатов целлюлозы

н 1) 440373 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Соииалистическик Республик(5) М, Кл. С 08 Ь 3/02 Государственный комитет Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Изобретение относится к способу получения ацетатов целлюлозы для производства пластмасс, волокон, пленок,Известен способ получения ацетатов целлюлозы, дающий высоковязкие, прозрачные, не содержащие геликов растворы.Недостатком этого способа является то, что реакцию взаимодействия серной кислоты с уксусным ангидридом проводят при 100 С. При этом применяют растворитель - уксусную кислоту, метиленхлорид. Для того чтобы реакция в присутствии уксусной кислоты прошла на требуемую глубину, необходимо повышать температуру выдержки этой смеси и концентраци.о серной кислоты в смеси или же увеличивать время выдержки. Сама реакция взаимодействия серной кислоты с уксусным ангидридом проходит с выделением тепла, причем количество выделяемого тепла меняется в зависимости от качества и частоты исходных реагентов,В этих условиях очень трудно осуществлять одинаковый температурный режим выдержки при переходе от одной партии сырья к другой, Проведение выдержки при нагревании неэкономично и приводит к нестабильности процесса. Кроме того, повышенная температура н большая продолжительность выдержки ведут к разложению продукта взаимодействия серной кислоты с уксусным ангидридом и уксуспой кислотой, что снижает эффект выдержки.Цель изобретения - устранение отмеченных недостатков и получение ацетатов целлюлозы с улучшенными свойствами, а также со 5 кращение продолжительности ацетилирования.Для этого получение ацетатов целлюлозыпроводят в присутствии катализатора, полученного путем выдержки серной кислоты с10 уксусным ангидридом, причем на 100 вес, ч.уксусного ангидрида берут 1 - 5 вес. ч. сернойкислоты, а выдержку осуществляют в течение20 - 60 мин при 20 - 25 С, Предварительнойобработке подвергают пли всю серную кисло 15 ту, необходимую для этерификации, или частьее, предпочтительно 80% от общего веса.Исключение уксусной кислоты при предварительной подготовке катализатора дало неожиданный технический эффект: несмотря на20 исключение дорогостоящего компонента -ледяной уксусной кислоты при сохранениивремени выдержки и без нагревания, получендвухкомпонентный комплекс серная кислота -уксусный ангидрид, по своим каталитическим25 свойствам превосходящий известный уровень,Предложенный режим подготовки катализатора имеет существенные преимущества:экономится ледяная уксусная кислота, не требуется энергетических затрат для подогрева 30 ния каталитической смеси,440373 а готового продукта Анализ готового продукта Температура ацетилирования,д С Количество катализатора Н,304 от веса целлюлозы, о,Продолжительность ацетилиро- ваиия Цветность,Среда Вязкость удельная СН ССН ССН СООН 12 час 15 мии 8 час 15 мин 4 час 45 мин 30 30 30 20 - 55 62,161,761,461,89 0,030 0,039 0,022 0,590,530,5210,49 80,5 91,3 92,4 1 з 0 1,5 3,0 6,0 0,05300,0420,0812 0 час 35 мин 4550 В отсутствии уксусной кислоты происходит наиболее полное связывание серной кислоты в комплексе серная кислота в уксусн ангидрид. Эффект выдержки хорошо воспроизводится в лаоораторных и промышленных условиях.При применении катализатора, ггредварительно обработанного, процесс этерификации протекает плавно, в результате чего сокращается температурный скачок при подаче ацетилирующей смеси, что облегчает регулирование температурного режима и позволяет получить продукт с более однородной структурой, дающей однородные прозрачные растворы. Более полное связывание серной кислоты в комплекс позволяет получать ацетат целлюлозы с пониженным (в два раза) содержанием связанной серы, что повышает его термостабильность,Поскольку катализатор в связанном виде является мягко действующим, можно увеличить его дозировку и тем самым интенсифицировать процесс ацетилирования, сохранив при этом весь комплекс улучшенных свойств конечного продукта.Активированную целлюлозу ацетилируют в ,среде уксусной кислоты или метиленхлорида с катализатором - серной кислотой, которую перед подачей в ацетилятор выдерживают с уксусным ангидридом из расчета 1 - 3 вес, ч. серной кислоты на 100 вес. ч. уксусного ангидрида при 20 - 25 С в течение 20 - 60 мин, Выдержанную смесь можно подавать в один или два приема в зависимости от веса партии и условий теплосъема. На выдержку с уксусным ангидридом можно подавать все количество серной кислоты, необходимое для реакции, или часть ее, преимущественно 80/О от общего веса. По данному режиму процесс ацетилирования можно проводить по периодическому и непрерывному методам. П р и м е р 1, 100 вес. ч, целлюлозы активируют 40 вес, ч, уксусной кислоты при 45 С в течение 2,5 час, 108 вес. ч. уксусного ангидри- Характеристик Предмет изобретения Способ получения ацетатов целлюлозы этерификацией активированной целлюлозы уксусным ангидридом в среде растворителя и в присутствии катализатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокрашения продолжитель 5 10 15 20 25 30 35 40 да выдерживают с 2,4 вес. ч, серной кислоты в течение 40 мин при 20 - 25 С. К активированной целлюлозе добавляют смесь 664 вес. ч. метиленхлорида, 166 вес, ч. уксусного ангидрида и 0,6 вес. ч. серной кислоты и обрабатывают этой смесью целлюлозу в течение 40 мин при 18 - 20 С. Затем добавляют выдержанную смесь ангидрида с серной кислотой и проводят ацетилирование при постепенном подъеме 20 - 40 С до исчезновения непрореагировавших волокон, Гидролиз и высаждение проводят обычным методом, Характеристика готового продукта проведена в таблице.Пример 2. 100 вес. ч. целлюлозы активируют, как указано в примере 1. К активированной целлюлозе добавляют смесь 664 вес, ч, метиленхлорида, 196 вес, ч, уксусного ангидрида и 0,30 вес. ч. серной кислоты и обрабатывают этой смесью целлюлозу в течение 40 мин при 18 - 20 С. Затем добавляют смесь 78 вес. ч. ангидрида и 1,2 вес, ч. серной кислоты, выдержанную как указано в примере 1, и проводят ацетилирование аналогичным образом, Характеристика готового продукта приведена в таблице,Пример 3. 100 вес. ч. целлюлозы замачивают в 1300 вес. ч, 80-ной уксусной кислоты и выдерживают в течение нескольких часов при комнатной температуре. Затем избыток уксусной кислоты отжимают до возможно большей сухости целлюлозы и вытесняют оставшуюся кислоту ледяной уксусной кислотой, Целлюлозу отжимают от избытка ледяной уксусной кислоты до трехкратного веса.230 вес. ч. уксусного ангидрида выдерживают с 6 вес. ч. серной кислоты при 20 - 25 С в течение 20 мин. К активированной целлюлозе добавляют 400 вес. ч. ледяной уксусной кислоты ,и выдержанную смесь ангидрида с серной кислотой. Ацетилирование ведут при постепенном подъеме температуры от 20 до 55 С до исчезновения непрореагировавших волокон целлюлозы. Характеристика готового продукта приведена в таблице. ности ацетилирования и улучшения качества конечного продукта, в качестве катализатора используют смесь уксусного ангидрида и серной кислоты при соотношении 100:1 - 5 соответственно, выдержанную в течение 20 - 60 мин при 20 - 25 С.