Способ получения высокогидрофильной карбоксиметилцеллюлозы

0903:СОВЕТСНИХ СОИМ Я ИСТИЧЕСЙИХА ГООУААРСТОЕННЫйДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСЗ"ВУ (21) 3498463/23-05 :.(54) (57). СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Б 4 СОКО- ( 22) 05.08.82 .РИДРОФИЛЬНОИ КАРБОКСИИБТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ (46) 15.02.84. Бюл. М 6включающий мерсеризацию целлюлозы (72) И.ВКаталевская, В.В. Трибунс" . водным раствором едкого натра, изкий, Х, В. Прокофьева и Ю.Д, Андреев мепьчение щелочной целлюлозы, кар- (.71). Ордена трудового красного зна- боксиметилироваине .монохлоруксусной мени всесоюзный научно-исследователь- кислотой и термообработку, о,т л иский институт синтетических смол. . ч а ю щ и й с я тей, что, с целью (53) 677,466(088,8) , упрощения процесса, карбоксиметили- (56),1. Патент США 9 3678031, рование проводят при молярном сооткл, 260-231, ойублик. 1972. . ношении целлюлозы, едкого натра и:2. патент СШ В 3317513, . монохлоруксусной кислоты 1:2,2;1," кл. 260-214, опублик. 1967.. 2,0, а терморбработку - при 50-80 С.3. Патент ФРГ В 2823736, кл, С 08 В 15/10, опублик. 1979 (прототип),30 60 Изобретение относится к получению простых эфиров целлюлозы, в частности высокогидрофильной карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), способной удерживать воду, которая используется для гигиенических изделий тампонов,: повязок, пеленок), для диетических средств питания, улучшения почвы, повышения гидрофильности пленок и т.д.Известен способ получения высокогидрофильной КМЦ жидкостным процессом,.при котором целлюлоза диспергируется в инертном органическом разбавителе и контактирует на первой стадии с войной МаОН, а полученная 15 щелочная целлюлоза взаимодействует с этерифицирующим реагентом, при этом содержание монохлоруксусной кислоты (МХУК) и гидроокиси щелочного металла выбираются и регули руются Таким образом, чтобы молярный избыток хлорацетата натрия по отношению к непрореагировавшему БаОН существовал. на уровне, обеспечивающем получение ИаКМЦ со степенью замещения 0,4-1,2 1 .Укаэанный способ дает возможность получать КМЦ с показателем водоудержания 600-9000 и с растворимостью 9-40. Недостатком способа является необходимость использования органического растворителя,.который требует регенерации при промышленной реализации способа, сшивающих агентов и необ-. ходимость тщательного соблюдения ,определенных соотношений реагирующих веществ.Известен также способ сшивания производных целлюлозы и беэ приме нения сшивающих агентов, путем внутримолекулярной этерификации Я .Однако этот способ требует органического разбавителя и кислого катализатора и предварительной обработки полимера для введения в него .гидроксильных и карбоксильных групп.Наиболее близким к предлагаемому является способ получения высокогидрофильной, сшитой КМЦ, заключающийся в мерсеризации водными растворами ИаОН, КОН или ЫОН с концентраций 10-60 природной целлюлозы или гидратцеллюлозы путем погружения или распыления с последующим отжимом избыточной щелочи, этерификации МХУК или ее солями и одновременной обработке сшивающим агентом при 95-108 С Ц .Недостаток данного метода состоит в необходимости применения сшивающего агента.Цель изобретения - упрощение процесса.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 65 высокогидрофильной КМЦ, включающему мерсеризацию целлюлозы водным раствором едкого натра, измельчение щелочной целлюлозы, карбоксиметилиро. ванне монохлоруксусной кислотой и термообработку, карбоксиметилирование проводят при молярном соотношении целлюлозы, едкого натра и монохлоруксусной кислоты 1:2,2:1,6- 2,0, а термообработку - при 50-80 ОС.Согласно данному способу,целлюлозу на первой стадии эамачивают водным раствором едкого натра концентрацией 290 г/л и выдерживают в нем 1 ч при комнатной температуре, затем избыточную щелочь отжимают, щелочную целлюлозу измельчают и смешивают при комнатной температуре с этерифицирующим агентом - МХУК в течение 1 ч, После смешения реакционную массу подвергают термообработке,при которй одновременно с этерификацией происходит сшивка КМЦ, после чего ее промывают водой или 70-ным этиловым спиртом, Концентрация раствора щелочи 290 г/л при последующей степени отжима 2,8 обеспечивает содержание щелочи в ще лочной целлюлозе в количестве 2,2 моль на элементарное звено целлюлозы, необходимое для протекания реакции карбоксиметилирования. Количество МХУК для этерификации 1,6- 2 моль/элементарное звено целлюлозы При использовании меньше 1,6 моль МХУК не происходит сшивка полимера. При увеличении его выше 2 моль веса едкий натр расходуется на нейтрализацию МХУК и карбоксиметилирование не происходит.Температура термообработки 55 еС, продолжительность 3,5 ч,Повышение температуры приводит к неравномерной сшивке полимера, а понижение - к значительному увеличению продолжительности процесса. Продолжительность 3,5, ч обуславливается выбранной и обоснованной температурой.П р и м е р 1. 500 г древесной целлюлозы замачивают водным раствором едкого натра с концентрацией 290 г/л в течение 1 ч при 18-20 С, затем щелочную целлюлозу отжимают от избыточной щелочи до степени отжима 2,8, после чего измельчают в течение 1 ч в аппарате Вернер - Пфляйдерер, а затем в нем же смешивают с 541,7 (2,0 моль 1 МХУК 1 ч. По окончании смешения реакционную. массу выгружают в сушильный шкаф и выдерживают в нем 3,5 ч при 55 Спосле чего полимер промывают водой от побочных продуктов реакции и анализируют.КМЦ имеет водоудержание 225 вес., нерастворенный остаток 97, степень замещения 0,12.1073237 П р и м е р 2. Аналогично примеру 1, только на смешение со щелочной целлюлозой подают 434 (1,6 моль) МХУК. Режим термообработки, как в примере 1. Промывка от побочных продуктов в реакции 70-ным этиловым спиртом. Водоудержание полученной КМЦвес нерастворенный остаток 61,5, степень замещения 0, 35.П р и м.е р 3, Аналогично приме ру 1,. только на смешение со щелочной целлюлозой подают 488 г (1,8 моль. МХУК. Режим термообработки, как в примере 1. Промывка 70-ным этиловым спиртом. 15Полимер имеет водоудержание 760 вес., нерастворенный остаток 91,6, степень замещения 0,38.П р и.м е р(по .прототипу).500 г древесной целлюлозы обрабаты вают водным раствором едкого натра концентрации 290 г/л и через час отжимают от избыточной щелочи до степени отжима 2,8. После измельчеФ КоличествоМХУК,моль/элементарноезвено целлюлозы Колествосшивающегоагента на1 ч,целлюлозы Характеристика КМЦ Пример Водоудер- Раство- Степень жанне, . римость, замеще ния Предлагаемый способ 1,6.1,8 2,О 4610 38,5 0,35 8,4 0,38 3,0 0,12 760 225 По прото-.типу 1,8 0,2 400 4,0 0,25 КМЦ обеспечивает по сравнению сизвестным упрощение способа получения КМЦ, улучшение условий трудапри производстве КМЦ, расширениеассортимента изделий медицинскогоназначения, изготовленных с применением высокогидрофильнойКМЦ. СоставитеЛь Т. МартинскаяРедактор Т, Веселова : Техред С.:Легеза, Корректор С. Шекмарв р еет щ ешЗаказ 266/21 Тираж 469; ПодписноеВНИИПК Государственногь комитета СССРпо делам Изобретений и открытий113035,. Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф,;. Ужгород, ул. Проектная, 4 Иэ таблицы видно, что предлагае мый способ позволяет, получить КМЦ с достаточно широким интервалом водо удержания; при этом исключается расход органического разбавителя и сшивающего агента.50Использование предлагаемого способа получения высокогидрофильной ния массу смешивают с 448 г (1,8 моль) МХУК, 100 г бис-акрнламидоуксусной кислоты .и 50 г дихлоруксусной кислоты. После смешения проводят реакцию этерификации и сшивания в течение 3,5 ч при 55 С. После промывки водой и сушки полимер имеет водоудержание 400 вес., нерастворенный остаток 94 и степень замещения. 0,25.П р и м е р 5. Аналогично примеру 1, только реакционную массу выдерживают в сушильном шкафу 4 ч при 50 С. Полимер имеет водоудержаниео230 вес нерастворенный остаток%, степень замещения 0,14.П р. и м е р б. Аналогично примеру 1, только реакционную массу выдер живают в сушильном шкафу 1,5 ч при 80 С, Полимер имеет водоудержание 220 вес., нерастворенный остаток 95,7, степень замещения 0,15.Сравнительные данные по получению СпособнОй к НабуХаиию сшитой КМц известным и предлагаемым способами приведены в таблице.